大數(shù)據(jù)與健康北京

陶麗新 霍達(dá) 郭秀花

信息技術(shù)與當(dāng)今社會的交匯融合引發(fā)了數(shù)據(jù)迅猛增長,數(shù)據(jù)已成為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源,被譽(yù)為“21世紀(jì)的金礦”。 2016 年全國衛(wèi)生與健康大會審議通過了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》,提出利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“健 康 中 國” 的 國 家 戰(zhàn) 略[1]。 依 據(jù)“健 康 中 國2030”,北京市制定了《“健康北京2030”規(guī)劃綱要》,明確構(gòu)建人口健康信息服務(wù)體系,推進(jìn)健康醫(yī)療信息協(xié)同與大數(shù)據(jù)應(yīng)用[2]。

1 北京健康領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)

2011 年5 月,在美國舉辦的“云計(jì)算相遇大數(shù)據(jù)”主題會議上正式提出了“大數(shù)據(jù)”(big data)的概念。 大數(shù)據(jù)的特征可概括為“4 V”:①數(shù)據(jù)容量(volume)大,常常在PB(1 PB=250

B)級以上;②數(shù)據(jù)種類(variety)多,常常具有不同的數(shù)據(jù)類型(結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化)和多種數(shù)據(jù)來源;③產(chǎn)生和更新速度(velocity)快(如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流),時(shí)效性要求高;④科學(xué)價(jià)值(value)大,盡管利用程度尚低,卻常常蘊(yùn)藏著新知識或具有重要預(yù)測價(jià)值。 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用最為廣闊的市場,北京健康信息中存在多種大數(shù)據(jù):通過社區(qū)衛(wèi)生信息服務(wù)系統(tǒng)獲取的大數(shù)據(jù)、通過醫(yī)院電子病歷系統(tǒng)獲取的大數(shù)據(jù)、通過健康物聯(lián)設(shè)備獲取的大數(shù)據(jù)等。

通過社區(qū)衛(wèi)生信息服務(wù)系統(tǒng)獲取居民電子健康檔案,是居民健康管理方面的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 北京地區(qū)的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展較為完善,截至2015 年底,共有1 594 家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)站和332 家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心為廣大社區(qū)居民提供服務(wù),16 個(gè)區(qū)衛(wèi)生健康委所屬社管衛(wèi)生服務(wù)管理中心作為各區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)工作的中樞,對轄區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)及其工作進(jìn)行管理、監(jiān)督、質(zhì)量控制和考核,逐步完善并形成了居民電子健康檔案大數(shù)據(jù)[3]。 此外,北京健康大數(shù)據(jù)也有基于專門設(shè)計(jì)的醫(yī)學(xué)研究或疾病監(jiān)測數(shù)據(jù),包括各種抽樣調(diào)查和疾病監(jiān)測數(shù)據(jù)、醫(yī)保數(shù)據(jù)、居民營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查等。

醫(yī)院的電子病歷是主要的健康醫(yī)療大數(shù)據(jù),主要來源于醫(yī)院常規(guī)臨床診治、科研和管理過程,包括急、門診病歷和住院病歷,影像資料,實(shí)驗(yàn)室檢測,用藥記錄,手術(shù)記錄,隨訪問卷和醫(yī)療保險(xiǎn)數(shù)據(jù)等[4]。 2011年,北京市衛(wèi)生局啟動了全市預(yù)約掛號統(tǒng)一平臺,通過電話和網(wǎng)站兩種方式為公眾提供服務(wù)。

通過健康物聯(lián)設(shè)備獲取大數(shù)據(jù)是移動技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和健康服務(wù)融合的產(chǎn)物,是電子健康監(jiān)測和遠(yuǎn)程醫(yī)療的新擴(kuò)展。 由生物傳感器組成的健康物聯(lián)設(shè)備是獲取個(gè)體健康信息的基礎(chǔ)設(shè)備,是健康管理數(shù)據(jù)采集的來源。 隨著可穿戴設(shè)備和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,針對移動和家庭場景的遠(yuǎn)程心臟監(jiān)護(hù)和心律失常篩查成為預(yù)防心血管病的有效手段;研制可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測血壓、運(yùn)動,通過柔性電子皮膚監(jiān)測血糖等是新的科技潮流[5]。 隨著科技的發(fā)展,各行業(yè)商家抓住時(shí)機(jī),開發(fā)出一系列便攜式監(jiān)測設(shè)備和配套應(yīng)用(APPs),可獲取和使用用戶健康信息數(shù)據(jù)。

2 大數(shù)據(jù)中的北京健康

健康大數(shù)據(jù)的意義不僅在于掌握海量數(shù)據(jù),更在于對有價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。 首先需要對北京健康信息中的大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,打破信息壁壘、信息孤島和信息壟斷;繼而利用各種適宜的、先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析方法,從中挖掘信息、獲取新知識。 因此,北京健康信息中的大數(shù)據(jù)分析過程需要依靠可靠、規(guī)范、龐大的數(shù)據(jù)資源。 針對不同來源和不同格式的數(shù)據(jù),規(guī)范化的收集和存儲是第一道工序;數(shù)據(jù)分析處理的過程中主要用到數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),通過數(shù)據(jù)建模進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果預(yù)測,并以數(shù)字與圖像相結(jié)合的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。

在疾病發(fā)生前的預(yù)防階段,通過對已有的居民電子健康檔案或歷次健康體檢資料增加個(gè)體行為方式、環(huán)境因素、遺傳背景等信息,可以構(gòu)建疾病預(yù)防與風(fēng)險(xiǎn)評估大數(shù)據(jù)。 并以健康人群作為對照,通過挖掘和分析,歸納疾病相關(guān)因素,評估患病風(fēng)險(xiǎn)、指導(dǎo)行為、減少暴露,進(jìn)而降低患病率。

在發(fā)病后臨床治療階段,如何利用健康醫(yī)療數(shù)據(jù)和健康醫(yī)療知識庫開發(fā)新型應(yīng)用是一個(gè)關(guān)鍵問題。健康醫(yī)療領(lǐng)域大數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍廣泛,幾乎涵蓋整個(gè)生命周期。 健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)可提高對病情評估的準(zhǔn)確性,有助于臨床工作人員快速了解病人狀態(tài),確定治療和護(hù)理方案。 通過對各種生理指標(biāo)大數(shù)據(jù)的分析,可以更準(zhǔn)確地預(yù)測病情變化趨勢,使院內(nèi)診療和看護(hù)更有效率。 醫(yī)療信息系統(tǒng)交互操作有助于減少醫(yī)療成本、改善醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和效率、促進(jìn)醫(yī)療資源配置均衡化[6]。

患者的院外監(jiān)護(hù)對其康復(fù)有著重要的影響,短期再入院中接近1/5 的患者出院后30 d 內(nèi)會再次住院,造成了嚴(yán)重的醫(yī)療資源浪費(fèi)[7]。 對健康物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲取的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解釋和利用,可以發(fā)現(xiàn)與再住院相關(guān)的因素,及時(shí)干預(yù)即可降低再住院率[8]。 隨著大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的不斷成熟,大數(shù)據(jù)將滲透到各個(gè)行業(yè)的各個(gè)細(xì)節(jié),改變?nèi)藗冊和獾纳罘绞胶途歪t(yī)體驗(yàn)。

當(dāng)然,在北京衛(wèi)生健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的分析、解釋與利用過程中,還要注意個(gè)體信息的保密,防止未經(jīng)授權(quán)的訪問、使用、披露、破壞、修改、銷毀等操作,也就是保障信息安全中經(jīng)典的三性:保密性(confidentiality)、完整性(integrity)和可用性(availability)。

3 群體預(yù)防及精準(zhǔn)干預(yù)與北京健康

隨著數(shù)據(jù)科學(xué)在健康領(lǐng)域的快速發(fā)展與應(yīng)用,對于個(gè)人健康狀況的評價(jià)和管理,不僅僅依靠于醫(yī)生的主觀判斷,而是基于海量數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,使得個(gè)體化的評價(jià)和預(yù)防更加具有可靠性和科學(xué)性。 移動健康是群體預(yù)防和精準(zhǔn)干預(yù)的載體,在母嬰保健、慢病管理、傳染病預(yù)防中發(fā)揮著重要的作用[9]。 例如,在哮喘的預(yù)防中,移動健康技術(shù)可通過檢測環(huán)境標(biāo)志物、個(gè)人發(fā)病周期、哮喘癥狀、藥物使用情況,以及最大呼氣流速和血氧飽和度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),預(yù)測哮喘發(fā)生、提示患者進(jìn)行自我管理并與醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)交流,給哮喘患者帶來極大便利;在艾滋病的個(gè)體預(yù)防中,針對艾滋病患者的移動健康干預(yù)措施包括藥物依從性干預(yù)、復(fù)診提醒、疾病支持、推送實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果和臨床診斷等方面,為個(gè)人的疾病管理提供了極大的幫助。

醫(yī)療衛(wèi)生大數(shù)據(jù)的建設(shè)和應(yīng)用為患者或亞健康人群實(shí)施疾病預(yù)防和干預(yù)提供了新方向。 通過云平臺智能采集個(gè)體的健康數(shù)據(jù),個(gè)人可以隨時(shí)查閱、了解自身的健康狀況;社交網(wǎng)絡(luò)為患者提供了臨床癥狀交流和診治經(jīng)驗(yàn)的分享平臺,醫(yī)生借此可獲得院外治療效果的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);通過收集患者的健康信息,利用大數(shù)據(jù)對群體的健康危險(xiǎn)因素進(jìn)行評價(jià),提出生活方式等方面的干預(yù)建議;利用互聯(lián)網(wǎng)、移動設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析對患者進(jìn)行隨訪,可以追蹤患者的康復(fù)狀況。患者可以根據(jù)健康狀況主動調(diào)節(jié)生活方式,同時(shí)醫(yī)生也可以通過平臺對患者進(jìn)行指導(dǎo),有效改善患者的身心狀況、提高生活質(zhì)量。 同時(shí)降低反復(fù)入院率,節(jié)約衛(wèi)生資源。

精準(zhǔn)干預(yù)對疾病的控制也具有不容忽視的作用。隨著基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、糖基組學(xué)等迅猛進(jìn)展,涌現(xiàn)出大量的組學(xué)數(shù)據(jù)。 疾病的全基因組關(guān)聯(lián)分析使我們獲得了大量的疾病遺傳標(biāo)識位點(diǎn),這些和個(gè)人健康相關(guān)的基因位點(diǎn)在基于各種組學(xué)大數(shù)據(jù)的挖掘與驗(yàn)證中被利用起來,使疾病的早期精準(zhǔn)干預(yù)成為可能[10]。例如,針對糖尿病的預(yù)防干預(yù),可以通過組學(xué)和可穿戴監(jiān)測技術(shù)的數(shù)據(jù)整合,從分子水平和宏觀生理水平進(jìn)行分析,建立胰島素抵抗的預(yù)測模型,從而取代目前繁復(fù)的檢測過程,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)健康干預(yù)[11]。

對環(huán)境的監(jiān)測與保護(hù)也可作為維護(hù)人群健康的一種策略。 可根據(jù)環(huán)境監(jiān)測結(jié)果制定環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)社會群眾更好地保護(hù)環(huán)境。 把大量的以往沒有得到足夠重視的水質(zhì)、空氣、污染源監(jiān)控視頻信息的“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行集成、挖掘,把來自社交網(wǎng)絡(luò)的大量非結(jié)構(gòu)化的但具有生態(tài)環(huán)境信息意義的數(shù)據(jù)資源賦予數(shù)據(jù)系統(tǒng)新的深度,從而達(dá)到提高環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)技術(shù)水平的目的[12]。 將海量、分散、實(shí)時(shí)變化的環(huán)保大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘并提取信息,以提升環(huán)境綜合預(yù)警能力,為政府決策提供可靠信息;將大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果社會化,以實(shí)現(xiàn)公眾對環(huán)境保護(hù)的重視。 當(dāng)前環(huán)保的核心已逐步轉(zhuǎn)移到保護(hù)人群健康方面,將環(huán)境變量的大數(shù)據(jù)與人群移動、疾病預(yù)測、城市資源配置相關(guān)聯(lián),將環(huán)境污染程度與人群健康聯(lián)系起來,通過模型分析,定量描述污染對不同敏感個(gè)體產(chǎn)生危害的風(fēng)險(xiǎn),然后對相應(yīng)敏感人群和特異人群實(shí)施群體預(yù)防或精準(zhǔn)干預(yù)。