蘇學(xué)峰 王鐵忠 趙波 張樹(shù)偉 鄭俊峰 李慧 郭偉紅 王林鵬 趙鵬 周亞杰 劉躍

臨汾區(qū)域健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐，希望打造出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)又能更好服務(wù)當(dāng)?shù)鼐用裆罱】档膮^(qū)域醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)，為居民提供全生命周期的健康管理服務(wù)；更好的為醫(yī)療機(jī)構(gòu)提高診療、會(huì)診及轉(zhuǎn)診的運(yùn)行效率，提升服務(wù)承載能力；為衛(wèi)生行政部門提供數(shù)據(jù)，促進(jìn)臨汾區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展。

健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)泛指人類在社會(huì)生活中因健康活動(dòng)產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，包含整個(gè)健康活動(dòng)過(guò)程，貫穿整個(gè)生命周期的健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)，已成為國(guó)家重要的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源。研究表明，到2020年，醫(yī)療數(shù)據(jù)將急劇增長(zhǎng)到35ZB，相當(dāng)于2009年數(shù)據(jù)量的44倍。目前，各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象普遍存在，各機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)間數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一。打造區(qū)域健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺(tái)，科學(xué)合理地利用健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)，能夠改進(jìn)健康醫(yī)療服務(wù)模式，更好地解決老百姓的迫切需求，進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

國(guó)務(wù)院頒布的《全國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系規(guī)劃綱要（2015-2020年）》、《深化醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革 2019年重點(diǎn)工作任務(wù)》、《促進(jìn)和規(guī)范健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》等綱要中要求全面建成互聯(lián)互通的國(guó)家、省、市、縣四級(jí)人口健康信息平臺(tái)，將健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展納入國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略布局，繼續(xù)推進(jìn)全民健康信息國(guó)家平臺(tái)和省統(tǒng)籌區(qū)域平臺(tái)的建設(shè)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，我省亟待構(gòu)建醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺(tái)，解決數(shù)據(jù)的清洗、存儲(chǔ)、挖掘、分析利用問(wèn)題。

（一）健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)建設(shè)思路

通過(guò)建設(shè)臨汾區(qū)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)區(qū)域內(nèi)醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲(chǔ)、挖掘，實(shí)行統(tǒng)一整合、管理，解決醫(yī)療數(shù)據(jù)的清洗、采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、檢索及計(jì)算、分析利用等問(wèn)題，匯聚整合臨汾市區(qū)域內(nèi)市、縣、鄉(xiāng)、村四級(jí)醫(yī)療資源，建成醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)健康數(shù)據(jù)的提取與應(yīng)用。

系統(tǒng)頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)基于國(guó)家統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)范，按照屬地化原則和主索引機(jī)制，遵循平臺(tái)級(jí)聯(lián)動(dòng)的規(guī)則，通過(guò)數(shù)據(jù)接口層、平臺(tái)數(shù)據(jù)層、服務(wù)總線層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、平臺(tái)管理層和應(yīng)用展示層等六個(gè)層面，建立系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)診療信息的互聯(lián)互通，支持跨區(qū)域信息查詢、醫(yī)療服務(wù)、綜合管理三大業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同。

平臺(tái)數(shù)據(jù)部署采用居民屬地化原則，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用分級(jí)部署，各級(jí)平臺(tái)的信息資源庫(kù)主要包含就診記錄、電子病歷、檢查檢驗(yàn)結(jié)果等；平臺(tái)保存區(qū)域區(qū)居民的健康檔案等相關(guān)信息。數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)集群構(gòu)建，區(qū)域之間彼此數(shù)據(jù)與應(yīng)用完全隔離。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用當(dāng)前先進(jìn)穩(wěn)定的技術(shù)，充分吸收各級(jí)廠商的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并考慮到本地化情況，不僅滿足現(xiàn)有的需求，也抓住未來(lái)的發(fā)展方向；同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也滿足大并發(fā)量的事務(wù)需求。

（二）健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（三）健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)子平臺(tái)模塊

系統(tǒng)包括平臺(tái)管控、雙向轉(zhuǎn)診、家庭醫(yī)生及遠(yuǎn)程會(huì)診等子平臺(tái)，見(jiàn)圖3.

1.平臺(tái)管控

平臺(tái)管控是臨汾區(qū)域健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)的核心，包括組織結(jié)構(gòu)、人員管理、權(quán)限設(shè)置等，是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)子平臺(tái)見(jiàn)數(shù)據(jù)交互的橋梁。

2.雙向轉(zhuǎn)診

提供三甲醫(yī)院向基層醫(yī)院的下轉(zhuǎn)渠道以及基層醫(yī)院向三甲醫(yī)院的上轉(zhuǎn)渠道，拓寬患者就診渠道，暢通重癥患者上轉(zhuǎn)途徑，方便較輕患者在家門口就醫(yī)，節(jié)省就醫(yī)成本。

3.家庭醫(yī)生

醫(yī)生端提供給社區(qū)醫(yī)生用來(lái)持續(xù)記錄簽約患者的生命體征，形成長(zhǎng)期、連續(xù)的健康或治療記錄；患者端提供給患者，以便查看自己歷次就診記錄，參加健康教育學(xué)習(xí)。

4.遠(yuǎn)程會(huì)診

臨汾地區(qū)三甲公立醫(yī)院相繼托管了多家經(jīng)營(yíng)不善的一級(jí)及二級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，醫(yī)院先后派出多名高級(jí)主任醫(yī)師前往帶教，以期提高各一級(jí)及二級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的專業(yè)技術(shù)水平，隨著托管醫(yī)療機(jī)構(gòu)的數(shù)量增多，實(shí)地帶教存在實(shí)際困難，可以借助遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程帶教，為患者提供遠(yuǎn)程會(huì)診，節(jié)省時(shí)間成本及疾病負(fù)擔(dān)。

（四）健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)建設(shè)特點(diǎn)

臨汾區(qū)域健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)智能平臺(tái)在設(shè)計(jì)過(guò)程中具有以下幾方面的特點(diǎn)：

首先是千萬(wàn)級(jí)數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)。千萬(wàn)級(jí)數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)采用MPP架構(gòu)的新型數(shù)據(jù)庫(kù)集群，重點(diǎn)面向行業(yè)大數(shù)據(jù)，采用Shared Nothing架構(gòu)，通過(guò)列存儲(chǔ)、粗粒度索引等多項(xiàng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，結(jié)合MPP架構(gòu)高效的分布式計(jì)算模式，完成對(duì)分析類應(yīng)用的支撐，運(yùn)行環(huán)境多為低成本PC Server，具有高性能和高擴(kuò)展性的特點(diǎn)。

同時(shí)基于Hadoop的技術(shù)擴(kuò)展和封裝，圍繞Hadoop衍生出相關(guān)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)較難處理的數(shù)據(jù)和場(chǎng)景，例如針對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算等，充分利用Hadoop開(kāi)源的優(yōu)勢(shì)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用場(chǎng)景將越來(lái)越多，目前最常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景是通過(guò)擴(kuò)展、封裝Hadoop對(duì)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析。對(duì)于非結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜的ETL流程、復(fù)雜的數(shù)據(jù)挖掘和計(jì)算模型，Hadoop平臺(tái)更擅長(zhǎng)。

毫秒數(shù)據(jù)隊(duì)列并發(fā)推送系統(tǒng)層面上，分成三個(gè)部分：一是數(shù)據(jù)層，二是業(yè)務(wù)層，三是應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層由多臺(tái)服務(wù)器組成；業(yè)務(wù)層為每個(gè)業(yè)務(wù)都設(shè)立一個(gè)（可以多臺(tái)負(fù)載均衡也可以一臺(tái)服務(wù)器完成，依據(jù)為業(yè)務(wù)量）；應(yīng)用層每個(gè)客戶端都鏈接著業(yè)務(wù)層。數(shù)據(jù)層持有全局?jǐn)?shù)據(jù)；業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)流水信息，是應(yīng)用層與數(shù)據(jù)層的橋梁；應(yīng)用層直接連接業(yè)務(wù)層，不與數(shù)據(jù)層直接通信，主要完成數(shù)據(jù)展現(xiàn)和友好界面。

智能化數(shù)據(jù)來(lái)源分撿、醫(yī)療數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、統(tǒng)計(jì)等功能較為欠缺，信息無(wú)法很好地利用。數(shù)據(jù)挖掘又稱數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)，主要包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、規(guī)律尋找和規(guī)律表示3個(gè)步驟，常見(jiàn)功能包括關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類分析、異常分析、特異群組分析和演變分析等。

智能化醫(yī)療數(shù)據(jù)緩存在配置得當(dāng)?shù)那闆r下，關(guān)系型數(shù)據(jù)的響應(yīng)時(shí)間一般在10ms以內(nèi)甚至更短。當(dāng)擁有幾億條數(shù)據(jù)，1wTPS的時(shí)候，響應(yīng)時(shí)間也要在10ms以內(nèi)，關(guān)系型數(shù)據(jù)幾乎無(wú)法做到。

本地緩存是使用最多的緩存方式，其速度快，成本低。對(duì)于web系統(tǒng)的集群負(fù)載均衡結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，本地緩存使用起來(lái)就較受限制，因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，沒(méi)有簡(jiǎn)單有效的方法更新本地緩存；然而，如果在不同的服務(wù)器之間同步本地緩存信息，由于緩存的低時(shí)效性和高訪問(wèn)量的影響，其成本和性能可能難以接受。

分布式緩存目的是為了提供比RDB更高的TPS和擴(kuò)展性，優(yōu)秀的分布式緩存系統(tǒng)有Memcached、Redis、Tair等。對(duì)比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和緩存存儲(chǔ)，其在讀和寫(xiě)性能上差距較大。所以，在技術(shù)和業(yè)務(wù)都可以接受的情況下，盡量把讀寫(xiě)壓力從數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)移到緩存上，以保護(hù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)緩存主要指數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢緩存，每種數(shù)據(jù)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)也會(huì)有所差異，基本的原理是用查詢語(yǔ)句的hash值做key，對(duì)結(jié)果集進(jìn)行緩存，利用地好可以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢效率。

（一）數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施

存在海量醫(yī)療數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及泄密的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)建立異地容載機(jī)制應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)需加密的資料進(jìn)行MD5加密。

（二）信息安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施

存在患者病歷等個(gè)人隱私資料泄露的風(fēng)險(xiǎn)。軟件間數(shù)據(jù)的傳輸通過(guò)加密通道，防止第三方讀取。對(duì)黑客可能進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)攻擊，通過(guò)專業(yè)設(shè)備防護(hù)的同時(shí)，采用負(fù)載均衡模式實(shí)現(xiàn)。

（三）架構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施

原始設(shè)計(jì)架構(gòu)在無(wú)法滿足海量數(shù)據(jù)接入的過(guò)程中，通過(guò)負(fù)載均衡進(jìn)行讀寫(xiě)分離的同時(shí)，單臺(tái)主機(jī)采用多線程模式工作。

臨汾市人民醫(yī)院作為臨汾地區(qū)的龍頭醫(yī)院，占地371畝，編制床位1800張，在職職工2432人，醫(yī)院秉承“一切為了人民健康”的服務(wù)宗旨，以省級(jí)第一方陣優(yōu)秀醫(yī)院為新的奮斗目標(biāo)，為臨汾市440萬(wàn)人民群眾生命健康保駕護(hù)航。2018年醫(yī)院全年門診量達(dá)86余萬(wàn)人次，住院量達(dá)7余萬(wàn)人次。

醫(yī)院輻射范圍達(dá)全市17個(gè)縣市，合作的醫(yī)聯(lián)體單位已達(dá)205家，有利于推進(jìn)區(qū)域內(nèi)市、縣、鄉(xiāng)、村四級(jí)區(qū)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，同時(shí)以臨汾市為基礎(chǔ)，探索建設(shè)山西省醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

以醫(yī)院為主體，“產(chǎn)”、“研”結(jié)合自主研發(fā)區(qū)域健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺(tái)。通過(guò)建設(shè)臨汾區(qū)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)區(qū)域內(nèi)醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲(chǔ)、挖掘，實(shí)行統(tǒng)一整合、管理，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)四級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)間的電子病歷、檢驗(yàn)檢查數(shù)據(jù)的互通。

對(duì)于管理機(jī)構(gòu)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以作為戰(zhàn)略決策的依據(jù)，為醫(yī)療、醫(yī)藥、醫(yī)保的監(jiān)督管理提供服務(wù)，為醫(yī)療衛(wèi)生資源合理流動(dòng)與配置提供依據(jù)，為分級(jí)診療提供支撐，協(xié)助決策者針對(duì)性地制定措施解決問(wèn)題。

對(duì)于醫(yī)療機(jī)構(gòu)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以輔助臨床決策及科研，搭建各級(jí)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)之間共享診療信息的渠道，使診療、會(huì)診、轉(zhuǎn)診更加高效，實(shí)現(xiàn)“以患者為中心”的信息互聯(lián)互通。

對(duì)于社會(huì)公眾，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以對(duì)個(gè)人進(jìn)行全生命周期的健康管理，保證健康信息的一致性、連續(xù)性、可獲得性。

通過(guò)建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)區(qū)域數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一管理，能夠最大限度地整合、優(yōu)化、利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)資源，打通各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)信息傳遞的通道，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)動(dòng)和數(shù)據(jù)交換，提升資源利用率，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨機(jī)構(gòu)的信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、整體聯(lián)動(dòng)的服務(wù)能力，為全省醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)務(wù)的開(kāi)展及決策提供有力的信息化支撐，進(jìn)而促進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的信息化發(fā)展。

作者單位：臨汾市人民醫(yī)院

基金項(xiàng)目：山西省科技廳重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（201903D11010）