臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)教育的挑戰(zhàn)

王俊波，鄭雅婷，高族倫，顏成毅

（浙大城市學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，浙江 杭州 310015）

醫(yī)療大數(shù)據(jù)是在整個(gè)醫(yī)療行業(yè)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)集合了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，貫穿于醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展全過(guò)程，具有重要的價(jià)值。醫(yī)療大數(shù)據(jù)可分為醫(yī)院醫(yī)療大數(shù)據(jù)、疾病監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)及社交媒體數(shù)據(jù)、生物大數(shù)據(jù)等。臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)憑借其高敏感性和高時(shí)效性，在智慧醫(yī)院、疫情防控中廣泛應(yīng)用，為人們的生活帶來(lái)了極大的便利，為社會(huì)大眾的健康提供了堅(jiān)實(shí)保障。

一、臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)助力智慧醫(yī)院建設(shè)

（一）分級(jí)診療

分級(jí)診療不僅可以幫助病人選擇符合自身疾病層級(jí)的醫(yī)院就診，緩解大型醫(yī)院的壓力，還使得患者數(shù)據(jù)可以在大型醫(yī)院與下級(jí)市、縣醫(yī)院之間交流共享，有利于病人的雙向轉(zhuǎn)診。目前的分級(jí)診療機(jī)制雖然在一定程度上優(yōu)化了醫(yī)療資源的配置效率，但是信息只能以層級(jí)化的傳遞機(jī)制在上下級(jí)之間進(jìn)行傳遞，并不是實(shí)質(zhì)上的信息流通，導(dǎo)致醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間信息資源差距大，大醫(yī)院人滿為患，基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)則門庭冷落，醫(yī)療資源嚴(yán)重錯(cuò)配。而社會(huì)普遍認(rèn)為：基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)整體素質(zhì)不高，并不是從業(yè)的第一選擇，也進(jìn)一步導(dǎo)致基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的低落。

（二）電子病歷

電子病歷既是醫(yī)院醫(yī)療大數(shù)據(jù)的重要來(lái)源之一，也是醫(yī)療大數(shù)據(jù)在醫(yī)院內(nèi)的又一典型應(yīng)用。醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值在電子病歷的共享方面尤為顯著，醫(yī)院之間共享電子病歷有利于為彼此的疾病診療提供幫助。電子病歷的共享盡管存在重要的價(jià)值意義，但國(guó)內(nèi)多數(shù)醫(yī)院還不能實(shí)現(xiàn)。究其原因，保護(hù)病人隱私是其中的一個(gè)方面。此外，資源占有與現(xiàn)實(shí)利益也是醫(yī)院需要考慮的地方。要想真正發(fā)揮醫(yī)療大數(shù)據(jù)的價(jià)值，應(yīng)著眼于發(fā)展信息技術(shù)，采取提高醫(yī)療和信息化的復(fù)合型人才貯備、資金投入、建立健全電子病例規(guī)范等措施。

（三）醫(yī)學(xué)影像學(xué)

使用數(shù)據(jù)影像輔助可以大大提高診療效率和準(zhǔn)確度。目前，人工智能最為主要的是應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)（Computer Aided Diagnosis,CAD），它將圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、醫(yī)學(xué)圖像分析等有效結(jié)合，幫助醫(yī)生快速發(fā)現(xiàn)病灶，提高診斷的準(zhǔn)確率。影像數(shù)據(jù)的質(zhì)量決定了人工智能模型學(xué)習(xí)的結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)的影像數(shù)據(jù)和規(guī)范的數(shù)據(jù)標(biāo)注是醫(yī)療影像AI發(fā)展的關(guān)鍵，但是，我國(guó)目前存在設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，甚至同一臺(tái)設(shè)備也會(huì)因造影劑量等因素而產(chǎn)生差異，導(dǎo)致CAD的實(shí)行存在一定的困難。

二、臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)助力新冠肺炎疫情防控

（一）以“數(shù)”制“疫”，精準(zhǔn)防疫

2020年初，新型冠狀病毒肺炎暴發(fā)并迅速蔓延至全球，疫情防控迫在眉睫。在信息時(shí)代，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以幫助相關(guān)機(jī)構(gòu)更好地分析疫情發(fā)展情況，從而在疫情防控工作中發(fā)揮重要作用。來(lái)自臨床一線的科研數(shù)據(jù)在疫情防控中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：一是高敏感性，專業(yè)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)對(duì)疫情的反應(yīng)快于民眾，具有信息優(yōu)勢(shì)，對(duì)于突發(fā)公共衛(wèi)生事件具有較高的敏感性；二是數(shù)據(jù)更新的高時(shí)效性，隨著防疫工作的開(kāi)展，專業(yè)科研人員不斷對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，使數(shù)據(jù)更新呈現(xiàn)高時(shí)效性。

（二）疫情期間臨床大數(shù)據(jù)的相關(guān)應(yīng)用

1.機(jī)器人的分診任務(wù)。機(jī)器人代替消毒、測(cè)溫、送藥、送餐等基礎(chǔ)工作，有效地降低了醫(yī)務(wù)工作者交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，數(shù)據(jù)分析機(jī)器人還能夠幫助醫(yī)生分擔(dān)接診壓力，如北京大學(xué)首鋼醫(yī)院使用智能語(yǔ)音服務(wù)機(jī)器人做基礎(chǔ)的導(dǎo)診工作，并能協(xié)助醫(yī)生遠(yuǎn)程對(duì)患者進(jìn)行診療。

2.AI讀胸片。針對(duì)新冠肺炎疫情期間患者流量大、傳染性強(qiáng)等特點(diǎn)，AI圖像識(shí)別技術(shù)在其中發(fā)揮了積極作用。針對(duì)新冠肺炎病情嚴(yán)重程度的分級(jí)及療效評(píng)價(jià)，依圖研發(fā)的新AI系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，能在2～3秒內(nèi)完成定量分析，并支持多人閱片，且敏感性、特異性均較高。此外，智能天眼CT、云端新冠AI篩查算法、智能遠(yuǎn)程會(huì)診等技術(shù)在醫(yī)院的應(yīng)用，既有助于醫(yī)生快速閱片，又能降低放射科醫(yī)生被感染的風(fēng)險(xiǎn)。

3.科學(xué)超算法助力藥物研發(fā)。新冠肺炎疫情期間，一些科技公司與醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作推進(jìn)藥物研發(fā)，如全球健康藥物研發(fā)中心GHDDI與阿里云合作開(kāi)發(fā)了人工智能藥物研發(fā)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，針對(duì)SARS/MERS等冠狀病毒的歷史藥物研發(fā)進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘與集成，并實(shí)時(shí)向科學(xué)界和公眾公布新冠病毒的最新科研動(dòng)態(tài)。華為云、阿里云、騰訊云等亦通過(guò)貢獻(xiàn)自己的先進(jìn)算法和算力資源，助力加速新藥及疫苗的研發(fā)進(jìn)程。

4.新冠肺炎診療服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用。互聯(lián)網(wǎng)診療平臺(tái)發(fā)揮了大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)結(jié)合衛(wèi)健委最新版的新冠肺炎診療方案，在疫情防控期間，向公眾提供新冠肺炎相關(guān)的防控知識(shí)、防治措施、就診指導(dǎo)等一系列在線問(wèn)診服務(wù)。海南省互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院開(kāi)通的新冠肺炎診療服務(wù)平臺(tái)，聯(lián)合16家互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院，整合了約20萬(wàn)名在線醫(yī)生診療資源，根據(jù)不斷變化的疫情形勢(shì)及公眾需要提供診療服務(wù)。

5.重視醫(yī)學(xué)臨床人文數(shù)據(jù)。新冠肺炎疫情期間，人群易出現(xiàn)焦慮、抑郁等負(fù)面情緒，因此，要加強(qiáng)對(duì)醫(yī)學(xué)臨床人文數(shù)據(jù)的關(guān)注，有利于將人民群眾的心理健康干預(yù)納入疫情防控整體部署，從而減輕疫情導(dǎo)致的心理傷害，有助于疫情后迅速恢復(fù)生產(chǎn)，回歸社會(huì)穩(wěn)定常態(tài)。

三、臨床醫(yī)療在大數(shù)據(jù)應(yīng)用過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)

（一）大數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)是醫(yī)療大數(shù)據(jù)整合過(guò)程中面臨的第一大挑戰(zhàn)，病歷數(shù)據(jù)是臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)的主要來(lái)源之一，臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)的深度挖掘?qū)Σv數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性、有效性都有較高的要求。對(duì)病歷數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲(chǔ)主要有三大困難：一是病患隱私問(wèn)題，醫(yī)務(wù)人員在詢問(wèn)收集病患信息時(shí)，難免觸及病人隱私，可能存在病患隱瞞、錯(cuò)報(bào)信息的情況，從而降低數(shù)據(jù)的完整性與真實(shí)性；二是數(shù)據(jù)煩瑣冗雜問(wèn)題，醫(yī)務(wù)人員為了避免遺漏患者的相關(guān)信息，在收集病患就診信息時(shí)出現(xiàn)了“能存則存”的現(xiàn)象，這種做法導(dǎo)致醫(yī)院信息系統(tǒng)存儲(chǔ)了大量的“無(wú)用信息”，大大降低了數(shù)據(jù)的有效性；三是數(shù)據(jù)層安全問(wèn)題，數(shù)據(jù)層安全主要是指數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲(chǔ)、交換的過(guò)程中，因非偶然或者惡意原因而遭到破壞、更改等。

（二）大數(shù)據(jù)的篩選

目前，醫(yī)院所收集、存儲(chǔ)的醫(yī)療大數(shù)據(jù)，僅有少部分研究性數(shù)據(jù)具有初步的前瞻性處理，大部分臨床數(shù)據(jù)屬于日常記錄的流程數(shù)據(jù)，其價(jià)值密度較低，無(wú)法用于醫(yī)療大數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析，而是否能對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效篩選則成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵所在。對(duì)此，醫(yī)生建議要做到數(shù)據(jù)的有效篩選，可先設(shè)定臨床研究，再來(lái)采集數(shù)據(jù)，即前瞻性的數(shù)據(jù)采集。前瞻性數(shù)據(jù)不僅可以提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性，還有利于提高醫(yī)療數(shù)據(jù)的有效利用率。

（三）大數(shù)據(jù)的共享與深度挖掘

數(shù)據(jù)共享可以顯著提高醫(yī)療大數(shù)據(jù)的利用率，使其效益最大化，從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)療大數(shù)據(jù)的深度挖掘，提升地區(qū)乃至全國(guó)的整體醫(yī)療水平。目前，各大醫(yī)院之間并未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，僅存在同一醫(yī)院各科室之間的數(shù)據(jù)共享，以及各大醫(yī)院之間不定期地對(duì)典型案例的學(xué)術(shù)交流。各醫(yī)院使用不同的電子病歷軟件系統(tǒng)，存在自我保護(hù)，數(shù)據(jù)難以在不同軟件系統(tǒng)之間流通共享。雖然近幾年醫(yī)療衛(wèi)生信息標(biāo)準(zhǔn)化工作在方法學(xué)認(rèn)識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)制定方面都有所發(fā)展，但總體上仍處于學(xué)習(xí)和模仿階段，制定的一些標(biāo)準(zhǔn)落地較為困難。雖然現(xiàn)階段尚未實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)共享，但多數(shù)醫(yī)務(wù)人員表示數(shù)據(jù)共享將會(huì)成為一種趨勢(shì)，未來(lái)可能會(huì)存在一卡通，使醫(yī)療數(shù)據(jù)在電腦上實(shí)現(xiàn)全部聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療大數(shù)據(jù)的深度挖掘。

四、臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)對(duì)教育的挑戰(zhàn)

（一）大數(shù)據(jù)應(yīng)用中面臨的教育改革

大數(shù)據(jù)倒逼教育改革已在高校教育中初見(jiàn)成效。近幾年，由于大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，類似于“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)”的新興專業(yè)出現(xiàn)在人們的視野中。以浙大城市學(xué)院為例，現(xiàn)已開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)，專業(yè)必修課程涉及“大數(shù)據(jù)技術(shù)概論”“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”“數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)”“數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)”等課程。但醫(yī)學(xué)專業(yè)的必修課程與數(shù)據(jù)分析相關(guān)的課程僅設(shè)有“大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程，臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)亦是如此。因此，為適應(yīng)社會(huì)需要，醫(yī)學(xué)相關(guān)大數(shù)據(jù)的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)的教育改革可從與醫(yī)務(wù)人員有關(guān)的臨床、護(hù)理專業(yè)，以及與信息管理人員有關(guān)的計(jì)算機(jī)、電子信息等專業(yè)入手。首先，針對(duì)醫(yī)務(wù)人員對(duì)臨床數(shù)據(jù)“能存則存”的現(xiàn)象，在臨床、護(hù)理等專業(yè)的高校教育中可增設(shè)與臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)篩選、管理有關(guān)的必修課程，也可使通識(shí)課程中的計(jì)算機(jī)類課程與專業(yè)特色相適應(yīng)，將計(jì)算機(jī)類課程的授課內(nèi)容調(diào)整地更具臨床特色。此外，針對(duì)臨床數(shù)據(jù)管理中心人員由于缺乏相應(yīng)醫(yī)學(xué)背景知識(shí)而無(wú)法對(duì)臨床大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效篩選的現(xiàn)象，計(jì)算機(jī)、電子信息等專業(yè)的高校教育可增設(shè)與醫(yī)學(xué)相關(guān)的選修課程，此類醫(yī)學(xué)課程可向感興趣的學(xué)生普及與臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)有關(guān)的淺層次醫(yī)學(xué)背景知識(shí)。其他類型大數(shù)據(jù)的人才培養(yǎng)也可從相關(guān)專業(yè)的高校教育入手，通過(guò)交叉學(xué)科的方式提升未來(lái)大數(shù)據(jù)就業(yè)人員的專業(yè)能力，從而解決大數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)過(guò)程中面臨的難題，促進(jìn)大數(shù)據(jù)的深度挖掘與應(yīng)用。浙大城市學(xué)院計(jì)算機(jī)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院順應(yīng)時(shí)代需求，在2021年新開(kāi)設(shè)了人工智能專業(yè)，充分利用浙江大學(xué)在人工智能領(lǐng)域的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和杭州市打造“數(shù)字經(jīng)濟(jì)第一城”“數(shù)智治理第一城”對(duì)人工智能的發(fā)展推動(dòng)作用，以及國(guó)內(nèi)外行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)（如華為、谷歌、中科曙光、中控、新華三、大華、寒武紀(jì)等）的深度對(duì)接，產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人，從而滿足社會(huì)對(duì)人工智能人才的需求。

（二）大數(shù)據(jù)促進(jìn)教學(xué)模式創(chuàng)新

教育改革有利于大數(shù)據(jù)的深度挖掘與應(yīng)用，而大數(shù)據(jù)應(yīng)用于教育可以促進(jìn)教學(xué)模式的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，改善學(xué)習(xí)成績(jī)，使學(xué)生掌握更扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)。信息化時(shí)代的來(lái)臨，各行各業(yè)的信息化建設(shè)蓬勃發(fā)展，高校教育也不例外。高等教育正面臨重大轉(zhuǎn)折，與基礎(chǔ)教育相比，高等教育更趨向于個(gè)性化學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的獨(dú)特需求、主動(dòng)教育、針對(duì)性訓(xùn)練是其顯著特征。對(duì)此，大數(shù)據(jù)應(yīng)用于教育所帶來(lái)的教學(xué)模式創(chuàng)新可發(fā)揮積極的作用。相較于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的采集具有實(shí)時(shí)性、連貫性、全面性和自然性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，憑借這些優(yōu)勢(shì)，同時(shí)應(yīng)用學(xué)習(xí)分析和教育數(shù)據(jù)挖掘兩大關(guān)鍵技術(shù)，大數(shù)據(jù)可通過(guò)分析個(gè)別的、微觀的受教育者在課堂的狀況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)行為，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育。

學(xué)習(xí)分析技術(shù)是具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的大數(shù)據(jù)技術(shù)，并已成為教育中的一項(xiàng)新興技術(shù)。2011年，首屆學(xué)習(xí)分析與知識(shí)國(guó)際會(huì)議（Learning Analytics，LA）將學(xué)習(xí)分析定義為：“為了理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)發(fā)生的環(huán)境，對(duì)學(xué)習(xí)者及其情境的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、收集、分析，并形成報(bào)告”。學(xué)習(xí)分析技術(shù)對(duì)于學(xué)生、教師、管理人員、研究人員及技術(shù)開(kāi)發(fā)人員均具有重要價(jià)值，為評(píng)估、預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，提供更具針對(duì)性的教學(xué)干預(yù)而優(yōu)化學(xué)習(xí)。與學(xué)習(xí)分析技術(shù)相比，教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)側(cè)重于尋找教育模式，發(fā)展新的算法，通過(guò)建立學(xué)生特征模型、監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程、構(gòu)建有效學(xué)習(xí)模式等方法更好地理解學(xué)生及其學(xué)習(xí)的環(huán)境。

目前，憑借學(xué)習(xí)分析技術(shù)與教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)兩大手段，大數(shù)據(jù)在教育中的個(gè)性化應(yīng)用愈發(fā)廣泛，且取得了一定成效。網(wǎng)絡(luò)在線教育和大規(guī)模開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程就是大數(shù)據(jù)在教育中的典型應(yīng)用。此外，為大眾所熟知的慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等新型教學(xué)模式的成功開(kāi)展也為高等教育的個(gè)性化學(xué)習(xí)開(kāi)辟了發(fā)展空間。浙大城市學(xué)院充分利用“學(xué)在城院”“智云課堂”等教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)建設(shè)完善智慧教室，做到網(wǎng)絡(luò)同步直播課堂、隨時(shí)隨地觀看課堂教學(xué)直播及回放，大大方便了教學(xué)。

五、展望

臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)具有極大的應(yīng)用價(jià)值，它在分級(jí)診療、電子病歷及疫情防控等方面得到了廣泛應(yīng)用，為我們的日常生活帶來(lái)了極大的便利。但同時(shí)，醫(yī)療大數(shù)據(jù)仍缺乏有效的整合與利用，數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、篩選、共享方面存在諸多需要攻克的難關(guān)。對(duì)此，高校的教育改革可發(fā)揮積極的作用。期望臨床醫(yī)療大數(shù)據(jù)在未來(lái)能夠攻克數(shù)據(jù)整合利用、共享等方面的難關(guān)，在深度挖掘的基礎(chǔ)上，使其更多地應(yīng)用于臨床，從而提升國(guó)內(nèi)的診療水平，為社會(huì)大眾提供更為堅(jiān)實(shí)的健康保障。