摘 要:探究元宇宙技術(shù)熱潮下檔案利用服務(wù)的創(chuàng)新路徑,有利于提升檔案利用服務(wù)能力,激活檔案數(shù)據(jù)價(jià)值。文章首先從檔案利用服務(wù)視角解讀元宇宙技術(shù)體系;然后對元宇宙技術(shù)賦能檔案利用服務(wù)的內(nèi)涵變化進(jìn)行探究,對元宇宙技術(shù)賦能的動(dòng)力機(jī)制深入剖析;最后基于醫(yī)療檔案應(yīng)用場景,構(gòu)建元宇宙技術(shù)對醫(yī)療檔案利用在零距離交互、沉浸式查詢、智慧化診斷、虛擬化服務(wù)四方面的創(chuàng)新場景。
關(guān)鍵詞:元宇宙;檔案利用服務(wù);醫(yī)療檔案
分類號(hào):G270
A Study on Metaverse Technologies Enabling Archival Utilization Service:
Based on Medical Archival Scenarios
Chen Xiyue1, Fan Xinyu2
( 1. Archives and History Center, Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan 450001; 2. School of Information Management, Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan 450001 )
Abstract: Exploring the innovative paths of archival utilization service under the boom of the metaverse technology is conducive to enhancing the capacity of archival utilization service and activating the value of archival data. This article firstly interprets the metaverse technology system from the perspective of archival utilization service. Then, it explores the connotation change of metaverse technology empowering archival utilization service, and analyzes the power mechanism of metaverse technology empowerment in depth. Finally, based on the application scenarios of medical archives, it constructs the innovation scenarios of metaverse technology on the utilization of medical archives in four aspects of zero-distance interaction, immersive query, intelligent diagnosis and virtual service.
Keywords: Metaverse; Archival Utilization Service; Medical Archives
元宇宙技術(shù)快速發(fā)展對傳統(tǒng)信息技術(shù)產(chǎn)生了巨大影響,目前其已在各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,檔案領(lǐng)域亦然。當(dāng)前,學(xué)者們圍繞元宇宙技術(shù)在檔案領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開展了諸多研究。其中,王冠[1]從條件生產(chǎn)和過程實(shí)現(xiàn)角度對元宇宙賦能紅色檔案文化共情傳播進(jìn)行了討論;楊智勇[2]探討了元宇宙賦能智慧檔案館空間構(gòu)建的作用機(jī)理、內(nèi)涵特征和要素分析;韓寧[3]從高校檔案數(shù)字化視角探究元宇宙賦能的關(guān)鍵特征、技術(shù)路徑和主要指向;周文泓[4]等從空間共建、智慧轉(zhuǎn)型、服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)空間檔案化管理等角度對檔案館融入元宇宙進(jìn)行了展望。然而,目前尚未有從技術(shù)角度對元宇宙技術(shù)在檔案利用服務(wù)創(chuàng)新方面展開的研究,更缺乏基于醫(yī)療檔案等具體實(shí)踐案例的探究?;诖?,文章首先從檔案利用服務(wù)視角剖析元宇宙技術(shù),分解出元宇宙技術(shù)賦能檔案利用服務(wù)的內(nèi)涵變化,剖析元宇宙技術(shù)賦能檔案利用服務(wù)的動(dòng)力機(jī)制,并從醫(yī)療檔案四大應(yīng)用場景提出賦能路徑。
1 檔案利用服務(wù)視角下的元宇宙技術(shù)
1.1 元宇宙在檔案利用服務(wù)中的優(yōu)勢
元宇宙指與現(xiàn)實(shí)世界平行存在、相互影響并始終在線的網(wǎng)絡(luò)世界。隨著技術(shù)發(fā)展,元宇宙在理論研究和技術(shù)實(shí)踐方面均有突破,當(dāng)前的元宇宙是眾多高新技術(shù)的集大成者。與當(dāng)下檔案利用服務(wù)方式相比,元宇宙技術(shù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算能力、信息交互等方面有明顯優(yōu)勢,尤其是其接入方式、可擴(kuò)展性、交互速度、可靠備份等特性,能有效應(yīng)對檔案數(shù)據(jù)量大、歸檔來源復(fù)雜、格式多元化等方面的問題。如元宇宙平臺(tái)在跨格式兼容性 方面能有效支持文本、圖像、音視頻及三維模型等多模態(tài)檔案的統(tǒng)一存儲(chǔ),能將古籍掃描件與AR重建模型關(guān)聯(lián)進(jìn)而形成立體化知識(shí)圖譜 ;在彈性計(jì)算資源調(diào)度上,元宇宙技術(shù)能夠做到動(dòng)態(tài)擴(kuò)容,借助云計(jì)算彈性資源池,根據(jù)檔案數(shù)據(jù)量激增(如突發(fā)事件產(chǎn)生的PB級(jí)視頻記錄)實(shí)時(shí)擴(kuò)展存儲(chǔ)與算力,避免物理服務(wù)器擴(kuò)容的高昂成本。
1.2 從檔案利用服務(wù)看元宇宙技術(shù)框架
元宇宙技術(shù)體系以大數(shù)據(jù)、智能技術(shù)、邊緣計(jì)算為基礎(chǔ)算力,結(jié)合多項(xiàng)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的目的(見圖1)。硬件層面,Meta與微軟XR頭顯設(shè)備主要占領(lǐng)了虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的半壁江山,是元宇宙的接入口?;A(chǔ)算法框架則由主流算法框架支撐,主要包括TensorFlow、MXNet、CNTK等。當(dāng)前,以虛擬現(xiàn)實(shí)為首的元宇宙技術(shù)體系已得到長足發(fā)展。將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到檔案利用領(lǐng)域或可為利用模式轉(zhuǎn)變、利用體驗(yàn)提升以及利用交互增加帶來新的方案。例如,交互式軟硬件可在查檔者與檔案信息之間建立溝通橋梁,將查檔需求轉(zhuǎn)換為檔案信息的語言模式,從而更準(zhǔn)確地獲取查檔者的訴求;虛擬展示技術(shù)可將查詢到的檔案信息以更可觀、可感的方式呈現(xiàn)到查檔人面前,使其能夠以生動(dòng)、可觸摸的方式全面感受檔案信息;虛擬人等技術(shù)可為特定行業(yè)的檔案信息帶來3D展示的可能性。
1.3 從實(shí)踐視角看元宇宙技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國對于元宇宙技術(shù)的發(fā)展持理性且積極的態(tài)度,強(qiáng)調(diào)元宇宙應(yīng)在有效監(jiān)管下實(shí)現(xiàn)有序發(fā)展。各省市紛紛制定相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃,以期搶占元宇宙發(fā)展的先機(jī)。如北京市發(fā)布了《北京城市副中心元宇宙創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2022—2024年)》[5],無錫市濱湖區(qū)發(fā)布了《太湖灣科創(chuàng)帶引領(lǐng)區(qū)元宇宙生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 [6],力圖打造元宇宙示范區(qū),展示了我國在元宇宙技術(shù)領(lǐng)域的積極態(tài)度與堅(jiān)定決心。不同國家對元宇宙技術(shù)發(fā)展的關(guān)注點(diǎn)不盡相同。美國較早提出元宇宙有關(guān)概念,對數(shù)據(jù)安全和加密貨幣方面較為關(guān)注;韓國對元宇宙技術(shù)發(fā)展展現(xiàn)了緊迫感,已形成從用戶群體到平臺(tái)搭建者共同營造的元宇宙熱潮。
2 元宇宙技術(shù)賦能檔案利用服務(wù)的內(nèi)涵變化
檔案利用服務(wù)是檔案部門以檔案信息資源為基礎(chǔ),以滿足利用者某方面需求為目的,通過一定的方式和途徑主動(dòng)為利用者提供服務(wù)的工作。從“十一五”到“十四五”的檔案事業(yè)發(fā)展規(guī)劃來看,檔案部門在利用服務(wù)方面的要求不斷演進(jìn),從根據(jù)社會(huì)需求提供服務(wù),到利用先進(jìn)技術(shù)提供快捷便利的檔案利用服務(wù),到使檔案利用服務(wù)更加便捷普惠,再到明確要增強(qiáng)檔案利用服務(wù)能力并使檔案利用服務(wù)均等化和便捷化??v觀近十幾年的規(guī)劃對檔案利用服務(wù)的表述,可以看出當(dāng)前檔案利用服務(wù)需求以信息查詢?yōu)橹?,同時(shí)對均等化、便捷化和智慧化服務(wù)也提出了相應(yīng)要求,并期待新興技術(shù)手段為利用服務(wù)帶來積極影響。隨著檔案事業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及檔案信息化進(jìn)程深化,以元宇宙技術(shù)為代表的新興技術(shù)深度融入檔案利用服務(wù)領(lǐng)域,為檔案利用服務(wù)帶來了顯著變化。
2.1 交互方式變化
傳統(tǒng)檔案利用服務(wù)形式主要包括提供檔案利用查詢、檔案展覽、公布與開放檔案目錄、編輯出版檔案文獻(xiàn)匯編或檔案參考資料、開展政府信息公開查閱等。[7]元宇宙技術(shù)體系中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁┏两降慕换ズ屠梅?wù)體驗(yàn)。這種沉浸式體驗(yàn)與檔案利用服務(wù)中查檔人對于信息交互的需求具有同一性,即都涉及信息在多個(gè)主體之間的交互。因此,元宇宙技術(shù)體系的引入能夠擴(kuò)充檔案利用服務(wù)中的互動(dòng)能力,并引導(dǎo)新的檔案信息交互方式的出現(xiàn)。
2.2 查檔方式變化
傳統(tǒng)檔案查詢方式主要以現(xiàn)場查詢、電話查詢、郵件查詢、平臺(tái)預(yù)約查詢等為主,相關(guān)查詢工作大多基于“系統(tǒng)檢索+人工調(diào)卷”的工作模式。元宇宙技術(shù)通過大數(shù)據(jù)、智能技術(shù)、邊緣計(jì)算提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)算力,能夠快速、準(zhǔn)確地處理超大數(shù)據(jù)規(guī)模信息集,這與檔案利用服務(wù)所追求的均等化、便捷化目標(biāo)具有一致性。因此,將元宇宙技術(shù)的超強(qiáng)算力融入檔案利用服務(wù),能夠?qū)崿F(xiàn)海量檔案信息的快速處理和精準(zhǔn)提供,有效解決當(dāng)前檔案查詢利用中存在的查不準(zhǔn)、查不全、查得難、查得慢等問題,從而顯著改變查檔方式。
2.3 編研方式變化
當(dāng)下檔案編研方式包括文獻(xiàn)匯編、參考資料編寫、編史修志、工具書編纂以及手工整理加工等形式,面對日益突出的檔案信息知識(shí)化需求,檔案事業(yè)發(fā)展需要更多檔案知識(shí)和智能數(shù)據(jù)作支撐。元宇宙技術(shù)在云計(jì)算、人工智能、知識(shí)構(gòu)建等方面具有顯著優(yōu)勢。其架構(gòu)下的機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理等技術(shù)能夠?yàn)闄n案資源提供智能化支持,做好底層圖譜構(gòu)建和數(shù)據(jù)支撐工作,為上層利用服務(wù)交互提供基礎(chǔ)保障。在元宇宙技術(shù)助力下,不僅可以優(yōu)化現(xiàn)有檔案利用服務(wù)形式,更有望衍生出新的檔案利用服務(wù)類型。
3 元宇宙技術(shù)賦能檔案利用服務(wù)的動(dòng)力機(jī)制
3.1 內(nèi)在成因:檔案信息資源特性
檔案信息資源的數(shù)據(jù)量之大、知識(shí)范圍之廣、時(shí)間跨度之久、內(nèi)容之散,是其他信息數(shù)據(jù)所不具備的,這正是檔案獨(dú)特性的重要體現(xiàn)。檔案信息資源是海量數(shù)據(jù)的大集合,是檔案利用服務(wù)的基礎(chǔ)。元宇宙技術(shù)賦能檔案利用服務(wù),正是基于檔案信息資源的這些特性。元宇宙技術(shù)對于海量數(shù)據(jù)的處理能力、虛擬場景的構(gòu)建能力及其基于交互的語義化和可視化能力等,能夠有效應(yīng)對檔案信息資源的海量性、分散性等特征,能夠?qū)A繖n案信息資源進(jìn)行分析、挖掘、提取、構(gòu)建,極大地提升檔案信息資源的利用效率,為下一步檔案信息資源的利用奠定基礎(chǔ)。
3.2 自身動(dòng)力:檔案利用服務(wù)需求
當(dāng)前檔案利用服務(wù)需求與傳統(tǒng)檔案管理模式下的利用需求相比已有很大變化。從查檔內(nèi)容來看,已經(jīng)從單一的某一時(shí)間、人物、事件的查檔需求轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的多人物、跨時(shí)間、綜合事件的查檔需求;從查檔手段來看,現(xiàn)有的檔案查詢信息系統(tǒng)已無法滿足多樣化的查檔需求,相關(guān)查檔者希望能通過多樣化的檔案信息查詢途徑對檔案資料進(jìn)行查閱。檔案利用服務(wù)需求的變化還體現(xiàn)在對于檔案知識(shí)的查詢逐漸增多,而對檔案實(shí)體的查詢逐漸弱化。與其他數(shù)據(jù)資源相比,檔案信息資源在政治、文化、教育等方面蘊(yùn)含豐富,而其原始記錄性的本質(zhì)屬性又賦予了檔案信息資源歷史再現(xiàn)、政治教育、知識(shí)關(guān)聯(lián)等查檔需求。利用服務(wù)需求的變化進(jìn)一步促進(jìn)了元宇宙技術(shù)體系對檔案查詢利用服務(wù)的積極變革。
3.3 外部引領(lǐng):元宇宙技術(shù)手段發(fā)展
新興技術(shù)的大力發(fā)展是元宇宙賦能檔案利用服務(wù)的主要支撐。傳統(tǒng)的檔案管理模式已經(jīng)無法滿足檔案信息資源的深度挖掘和利用服務(wù)需求的多元變化,而元宇宙技術(shù)體系能夠較好地解決當(dāng)下困境。針對檔案信息資源數(shù)據(jù)量大、知識(shí)范圍廣、時(shí)間跨度久、內(nèi)容分散等特點(diǎn),可以利用人工智能和云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。自然語言處理技術(shù)能夠?qū)⒋罅繖n案信息資源提取出來,經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)等手段處理后構(gòu)建檔案信息資源知識(shí)庫,形成關(guān)鍵人物、關(guān)鍵事件的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)跨時(shí)間、跨事件、關(guān)聯(lián)人物的資源整合。做到讓“躺”在庫房里的檔案信息資源“跑”起來。此外,云計(jì)算技術(shù)能夠有效解決檔案信息資源數(shù)據(jù)量巨大的難題,在共享節(jié)點(diǎn)搭建檔案利用服務(wù)平臺(tái),提升平臺(tái)算力。針對檔案利用需求多元化的轉(zhuǎn)變,人機(jī)交互和數(shù)字孿生技術(shù)可以提供解決思路。如通過虛擬展廳和全景技術(shù),可以還原歷史環(huán)境及事件始末,讓查檔人身臨其境地體驗(yàn)檔案資源的豐富內(nèi)容。
4 元宇宙技術(shù)賦能醫(yī)療檔案利用服務(wù)的場景構(gòu)建
醫(yī)療檔案是患者在整個(gè)就醫(yī)過程中產(chǎn)生的文字、報(bào)告、影像等各類記錄的集合,其蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)價(jià)值不容小覷。高新技術(shù)的快速發(fā)展為醫(yī)療檔案的服務(wù)利用帶來了工具革新,提供了更多創(chuàng)新應(yīng)用場景。元宇宙技術(shù)的助力能夠?yàn)獒t(yī)療檔案的利用服務(wù)帶來全新視角和服務(wù)模式,更大限度地激活醫(yī)療檔案的數(shù)據(jù)價(jià)值,為醫(yī)療科研和醫(yī)生診斷提供輔助決策及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)服務(wù),也能為患者提供更科學(xué)化、智慧化、沉浸式的查檔體驗(yàn)。
4.1 零距離交互:為醫(yī)生提供仿真利用服務(wù)
醫(yī)生與醫(yī)療檔案的交互是多維度的,他們在醫(yī)療檔案管理流程中既承擔(dān)了部分信息收集工作,也具有查檔利用的需求。就“收集”而言,醫(yī)生是醫(yī)療檔案信息在產(chǎn)生階段的主要錄入和收集者;就“利用”而言,醫(yī)生在醫(yī)療檔案立卷歸檔后需要查詢醫(yī)療檔案信息。因此,從醫(yī)生角度出發(fā),可考慮利用元宇宙技術(shù)為醫(yī)生與醫(yī)療檔案間建立零距離、無感知的交互模式。
(1)零距離交互中的技術(shù)手段
元宇宙技術(shù)體系的交互技術(shù)又稱為擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(Extended Reality,簡稱XR),是VR(Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí))、AR(Augmented Reality,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、MR(Mixed Reality,混合現(xiàn)實(shí))等多種技術(shù)的統(tǒng)稱。XR技術(shù)賦能醫(yī)療檔案利用服務(wù)就是將智能化硬件設(shè)備與VR、AR、MR等技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用于醫(yī)療檔案。利用元宇宙技術(shù)下的虛擬人身份對患者的健康狀況進(jìn)行復(fù)刻,通過擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)將患者在治療前、治療中、治療后各階段的身體狀況及心理狀況以3D模式進(jìn)行存儲(chǔ)并歸檔。這種虛擬人3D存檔模式不僅能保存?zhèn)鹘y(tǒng)醫(yī)療檢查的所有信息,更能實(shí)現(xiàn)對患者全方位健康狀況的保存歸檔。在查檔時(shí),通過虛擬人模式對患者的檔案信息進(jìn)行展示,并在此基礎(chǔ)上增加互動(dòng)功能,讓醫(yī)生查檔更具“話語權(quán)”。根據(jù)XR技術(shù),可為查檔者提供AR、VR、MR等交互方式:以眼球追蹤為主的眼控交互,以自然語言為主的語音交互,以肢體為主的手勢交互以及以神經(jīng)元為主的腦機(jī)交互。通過這些交互方式,打造人機(jī)交互的零距離查檔體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)醫(yī)生側(cè)基于虛擬人的檔案零距離交互?,F(xiàn)已有同濟(jì)醫(yī)院將AI相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療檔案工作,通過“同濟(jì)大模型”[8]協(xié)助醫(yī)生自動(dòng)完成病歷初稿的錄入,極大提升了醫(yī)療檔案的錄入效率。
(2)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)中的虛擬檔案利用服務(wù)
基于XR的醫(yī)療檔案交互式利用服務(wù)是模擬虛擬人的醫(yī)療檔案庫,利用XR系列技術(shù)、3D地理空間、仿真技術(shù)將查檔者需要的醫(yī)療檔案信息進(jìn)行3D轉(zhuǎn)化。在顯示端,可使用全息影像、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)進(jìn)行3D顯示,并通過腦機(jī)接口、可穿戴設(shè)備、8K超高清視頻等方式將信息傳輸給查檔人。這種醫(yī)療檔案交互式利用服務(wù)方式能讓查檔人直接與虛擬人和病歷接觸,從而帶來零距離的虛擬醫(yī)療檔案交互體驗(yàn)。當(dāng)前濰坊市奎文區(qū)醫(yī)保局已經(jīng)嘗試將元宇宙技術(shù)用于服務(wù)領(lǐng)域[9],推出醫(yī)保數(shù)字人“奎小伊”“奎小寶”,實(shí)現(xiàn)語音查找、播音講解,融合語音、語義和視覺技術(shù),為群眾提供流暢、生動(dòng)的服務(wù)。
(3)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的虛擬檔案利用服務(wù)
AR是一種將現(xiàn)實(shí)檔案信息和虛擬檔案世界“無縫”集成的技術(shù)手段,它將原本在現(xiàn)實(shí)世界一定時(shí)空范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的物理檔案信息(包括視覺、聽覺、味覺、觸覺、嗅覺等),通過XR系列技術(shù)模擬仿真后再疊加到現(xiàn)實(shí)世界,隨后被查檔人的感官所捕獲,從而實(shí)現(xiàn)超越現(xiàn)實(shí)的醫(yī)療查檔互動(dòng)體驗(yàn)?,F(xiàn)實(shí)的檔案環(huán)境和虛擬的檔案信息實(shí)時(shí)疊加到同一個(gè)畫面或空間,從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)檔案世界的“增強(qiáng)”,故稱為“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”。這為醫(yī)生側(cè)的檔案錄入、查詢等交互提供了更多功能。
4.2 沉浸式查詢:為患者提供虛擬利用模式
快速、精準(zhǔn)、智能是查檔的首要目標(biāo),也是醫(yī)療檔案利用服務(wù)的重要內(nèi)容。檔案查詢的過程本質(zhì)上是信息檢索的過程,廣義地說,其過程包括檔案信息的存儲(chǔ)和查詢兩部分。元宇宙技術(shù)體系下的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算在提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、智能算力等方面具有顯著優(yōu)勢,能夠快速、準(zhǔn)確地處理超大規(guī)模的檔案信息集。對于患者查檔,可使用腦機(jī)接口等穿戴設(shè)備將檔案信息傳遞到人腦,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療檔案交互利用服務(wù)的突破體驗(yàn)。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),將不易理解的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)以可視化、可感知的方式展現(xiàn)給患者和家屬,提供沉浸式查詢體驗(yàn),為患者和醫(yī)生溝通提供便利橋梁。智能化問答查檔模式能夠?yàn)榛颊呒凹覍偬峁┍憬菔椒?wù),避免出現(xiàn)晦澀難懂的檔案數(shù)據(jù)難以被理解的情況。
在傳統(tǒng)查檔模式中,需要先將大量醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)下載到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,再進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索(即數(shù)據(jù)匹配),這種方式需要耗費(fèi)大量響應(yīng)時(shí)間和存儲(chǔ)空間,時(shí)空成本較高?;诖髷?shù)據(jù)和云計(jì)算的醫(yī)療查檔利用服務(wù)能夠處理大量非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的醫(yī)療檔案數(shù)據(jù),采用分布式架構(gòu)對海量的跨區(qū)域醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理。依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù),能夠有效處理大量檔案數(shù)據(jù),做到快速匹配、精準(zhǔn)查詢??墒褂没贖adoop生態(tài)的大數(shù)據(jù)框架。Hadoop是基于分布式架構(gòu)的系統(tǒng),通過該框架對醫(yī)療檔案信息進(jìn)行并行處理,提高安全性和醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)處理規(guī)模。Hadoop框架最核心的設(shè)計(jì)是 HDFS(Hadoop Distributed File System)和MapReduce。HDFS可理解為分布式的醫(yī)療檔案系統(tǒng),能夠?yàn)楹A康尼t(yī)療檔案數(shù)據(jù)提供可靠的存儲(chǔ)方式,而MapReduce則為海量的醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)提供了高效計(jì)算。在醫(yī)療檔案大數(shù)據(jù)架構(gòu)中,海量醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在HDFS架構(gòu)的單個(gè)“檔案”里,每次分析,都是從這些“檔案”里取出對應(yīng)的信息,提供給醫(yī)療查檔人。
融合智能回答[10]指利用問答形式提供醫(yī)療查檔利用服務(wù),協(xié)助醫(yī)療查檔者定位到特定領(lǐng)域醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)資源,并作出正確快速的查詢服務(wù)回應(yīng)。智能回答可通過構(gòu)建檢索問答系統(tǒng),在前述大數(shù)據(jù)框架下,基于醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)資源,利用自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等手段檢索醫(yī)療查檔人的查檔需求,也可以通過生成模型問答系統(tǒng)手段,對醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)資源構(gòu)建深層語義模型來實(shí)現(xiàn)。
沉浸式醫(yī)療查檔還包括跨醫(yī)院、跨省份的醫(yī)療檔案利用服務(wù)。元宇宙技術(shù)在技術(shù)層面是基于區(qū)塊鏈的去中心化實(shí)現(xiàn)的,在元宇宙賦能的醫(yī)療檔案利用中,各醫(yī)療中心的檔案數(shù)據(jù)作為鏈上節(jié)點(diǎn),提供分布式數(shù)據(jù)中心服務(wù)?;颊卟樵儌€(gè)人醫(yī)療檔案時(shí),即可實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的數(shù)據(jù)查詢,突破醫(yī)院間數(shù)據(jù)壁壘,降低患者就醫(yī)成本。
4.3 智慧化診斷:為醫(yī)療科研提供數(shù)據(jù)支撐
醫(yī)療檔案時(shí)間跨度長、樣本主體多、病例類型全,是醫(yī)學(xué)研究的寶貴數(shù)據(jù)財(cái)富。從紙質(zhì)檔案到檔案數(shù)據(jù)還有很多工作要開展,這對當(dāng)前依靠人工查檔的醫(yī)療檔案服務(wù)來說是極大的工作壓力。依托元宇宙技術(shù)體系中的知識(shí)工程、自然語言、機(jī)器學(xué)習(xí)等輔助手段,能夠?yàn)獒t(yī)療診斷、醫(yī)學(xué)研究、決策判斷提供參考。
(1)知識(shí)工程助力智能化醫(yī)療檔案知識(shí)管理利用
紙質(zhì)醫(yī)療檔案在經(jīng)數(shù)字化掃描處理后轉(zhuǎn)化為“圖片+文字”的形式,但此時(shí)的醫(yī)療檔案信息仍停留在自然語言層面,計(jì)算機(jī)等軟硬件和相關(guān)算法無法直接讀取。此時(shí)智能化醫(yī)療檔案利用服務(wù)使用知識(shí)工程技術(shù),通過知識(shí)獲取、信息表示、知識(shí)庫構(gòu)建、語義推理等方式,將基于自然語言的醫(yī)療檔案信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)等軟硬件可識(shí)別的數(shù)據(jù)模式。
在醫(yī)療檔案知識(shí)獲取階段,從多來源獲取知識(shí)。在信息表示階段,需要對獲取的醫(yī)療檔案知識(shí)進(jìn)行高度組織化處理。在醫(yī)療知識(shí)庫構(gòu)建階段,需要準(zhǔn)備醫(yī)療檔案知識(shí)地圖,并在醫(yī)療檔案知識(shí)庫進(jìn)行檔案知識(shí)編碼。語義推理階段包括算法設(shè)計(jì),以及與后續(xù)機(jī)器學(xué)習(xí)階段的數(shù)據(jù)交互,以達(dá)到推理和知識(shí)推送的效果,進(jìn)一步促進(jìn)醫(yī)療檔案知識(shí)關(guān)聯(lián)的精準(zhǔn)性。
(2)自然語言處理技術(shù)助力智能化醫(yī)療檔案關(guān)聯(lián)利用
經(jīng)過知識(shí)工程階段的處理,醫(yī)療檔案信息已轉(zhuǎn)換為機(jī)器和算法可讀取的數(shù)據(jù)模式。此時(shí)需要自然語言處理技術(shù)的接入,通過對醫(yī)療檔案文本進(jìn)行信息抽取、機(jī)器翻譯、自動(dòng)摘要、詞性標(biāo)注、句法分析、信息抽取、情感計(jì)算等處理,幫助將零散、雜亂、數(shù)量龐大的醫(yī)療檔案信息進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)。自然語言處理的基本任務(wù)是基于醫(yī)療檔案本體詞典、醫(yī)療檔案詞頻統(tǒng)計(jì)、上下文醫(yī)療檔案語義分析等方式,對醫(yī)療檔案語料進(jìn)行分詞處理,形成以最小醫(yī)療檔案詞性為單位且富含語義的醫(yī)療檔案詞項(xiàng)單元。醫(yī)療檔案信息抽取的主要過程包括三步:首先對非結(jié)構(gòu)化的醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化處理,其次有針對性地抽取檔案文本信息,最后對抽取的醫(yī)療檔案信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化表示。其中,醫(yī)療檔案信息抽取最基本的工作是命名實(shí)體識(shí)別,而核心在于對檔案實(shí)體關(guān)系的抽取。
(3)機(jī)器學(xué)習(xí)助力智能化醫(yī)療檔案知識(shí)挖掘
在獲取具有關(guān)聯(lián)度的醫(yī)療檔案實(shí)體后,應(yīng)當(dāng)采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)開展智能化編研的核心工作。通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、分類算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、聚類分析、演化計(jì)算、啟發(fā)式搜索等技術(shù),從海量具有一定關(guān)聯(lián)度的醫(yī)療檔案實(shí)體中挖掘深層次、知識(shí)化的內(nèi)在信息屬性,為智能醫(yī)療檔案數(shù)據(jù)分析提供技術(shù)支持。在基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展醫(yī)療檔案挖掘的研究中,首先應(yīng)當(dāng)對編研專家的人腦學(xué)習(xí)過程進(jìn)行模擬,以神經(jīng)科學(xué)原理為基礎(chǔ),構(gòu)建人工網(wǎng)絡(luò)作為結(jié)構(gòu)模型,以醫(yī)療檔案數(shù)值數(shù)據(jù)為輸入內(nèi)容,以數(shù)值運(yùn)算為方法,通過迭代過程在醫(yī)療檔案系數(shù)向量空間中搜索,學(xué)習(xí)目標(biāo)為醫(yī)療檔案函數(shù),最終將已有醫(yī)療檔案資源進(jìn)行整合,輸出相關(guān)主題的醫(yī)療檔案挖掘結(jié)果。
(4)虛擬人輔助醫(yī)療為醫(yī)學(xué)治療提供仿真模擬
元宇宙技術(shù)體系的一大特點(diǎn)是基于現(xiàn)實(shí)世界的完全模擬并進(jìn)行虛擬演化??赏ㄟ^醫(yī)療檔案構(gòu)建出虛擬患者,對醫(yī)生的治療方案進(jìn)行模擬演化,從術(shù)前術(shù)中術(shù)后、生理心理等多方面進(jìn)行模擬推演,為治療提供可靠參考。
4.4 虛擬化服務(wù):醫(yī)療檔案查詢利用服務(wù)空間
建設(shè)基于元宇宙技術(shù)支撐的醫(yī)療查檔利用服務(wù)空間,可圍繞不同館藏類別、不同實(shí)體空間、不同內(nèi)容、不同專題等應(yīng)用場景,提供數(shù)字館藏、虛擬人講解、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)展示等醫(yī)療查檔利用服務(wù),打造醫(yī)療檔案利用新業(yè)態(tài)和沉浸式的醫(yī)療服務(wù)空間。虛擬查檔利用服務(wù)空間可為查檔者提供一個(gè)實(shí)時(shí)在線、互聯(lián)互通的3D空間。通過身臨其境的利用體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)與檔案資源的無縫互動(dòng),建造虛擬世界和實(shí)體檔案的時(shí)空隧道。
*本文系河南省檔案科技項(xiàng)目重點(diǎn)項(xiàng)目“面向數(shù)據(jù)要素化的檔案數(shù)據(jù)開放與流通機(jī)制研究”(項(xiàng)目編號(hào):2024-Z-003)、河南省檔案科技項(xiàng)目“醫(yī)療機(jī)構(gòu)及醫(yī)聯(lián)體電子病歷檔案共享機(jī)制研究”(項(xiàng)目編號(hào):2024-X-002)與河南省檔案科技項(xiàng)目“基于自主可控的檔案館業(yè)務(wù)系統(tǒng)智慧化集成與規(guī)制體系建設(shè)研究”(項(xiàng)目編號(hào):2023-X-034)階段性研究成果。
作者貢獻(xiàn)說明
陳茜月:文章撰寫;范鑫雨:文獻(xiàn)綜述。
注釋與參考文獻(xiàn)
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(責(zé)任編輯:邵澍赟)