大数据改变人类解决问题的方式

本刊编辑 杨迪娜

近来，大数据一词风靡全球，作为物联网、云计算之后信息社会的又一次革命性技术突破，正在慢慢渗透进百姓日常生活的各个方面。美国数据科学家维克多·迈尔·舍恩伯格给出了这样的定义：大数据是海量数据存储，其本身是数据的生产、仓储、挖掘、传输、分析和集成。

大数据看似神秘，其实就在我们身边。大数据是一个宝贵的资源，像人力资源、自然资源一样，会成为一个国家十分重要的禀赋，具有非常深远的价值。

大数据的精彩表现

准确预测目标客户群 大数据崭露头角

《纸牌屋》是2013年Netflix公司的自制剧，风靡全球。在美国和其他40多个国家引起了观剧热潮，Netflix首次试水自制剧，就取得了令人吃惊的成功，它的秘诀就是——大数据。Netflix公司用1亿美元买下版权，从观众喜爱哪个导演、喜爱哪个演员的数据挖掘的统计中得出结论，要求大卫·芬奇担任导演、凯文·史派西担任男主角。

Netflix早就意识到数据的重要性。Netflix用户的位置、设备等信息，以及收藏、推荐、回放、暂停等动作，加上400万个评分、300万次搜索请求等等一系列数据，被用作向Netflix的观影者来精准推荐他们想看的影片。Netflix根据数据技术推导出《纸牌屋》的关键要素，此剧一推出就大获成功。事实证明，基于大数据的挖掘、分析、处理非常有效。

农业领域中的大数据应用

农业生产较为特殊，产品生产具有固定的周期性限制，并且在产出过程中会有各种各样的因素干扰，大到天气水文，小到仓储物流。在互联网的浪潮一波接一波地席卷世界的时候，农业也到了需要被改变的时候了。

旧金山初创公司Ceres Imaging尝试利用海量的大数据分析来帮助农户优化作物的水源以及营养供应，宣称要打造“数据驱动型”农场。目前，Ceres Imaging正在加利福尼亚面积为2000至2万英亩之间的4块农场上收集数据，并建立相应的数据模型，并已经开始将收集到的数据用来帮助加利福尼亚的农户。

Ceres Imaging具体的做法是将传感器、摄像头等一系列零件整合进一个小型的、模块化的盒子里，这个盒子可以方便地与无人机、小型飞机进行组合，进而与为农场提供空中播种、杀虫剂喷洒之类的公司合作，来搜集大范围农场的实时数据，再与一些固定区域的图像传感器结合，共同收集到大量农场数据。再将这些数据进行处理，上传至云端，就可以方便地了解到农场土地以及作物的详细情况。农户可以方便地使用任何接入互联网的设备，查看这些信息，从而作出相应的决策。

医疗电子领域的大数据表现

IBM的人工智能平台Watson推出后，除了在美国电视智力竞赛节目《危险边缘（Jeopardy！）》中战胜人脑外，还被用在协助医生救治病人等其他用途。Watson可以利用自然语言能力和分析功能像人思考问题一样去处理信息，迅速地分析和处理大量数据。

人机合作的时代正在到来。目前为止，Watson首批应用将会集中在药物及医学领域，并已与几家著名的癌症治疗中心进行合作，扫描了数以亿计的医学文章。现在，Watson已经可以为癌症患者推荐个性化治疗方案，并以优先顺序提供选项。Watson已学会如何针对每个癌症患者不同的自身情况进行检索，为患者提供充足的相关信息，以协助其作出决定。

从上述几个简单的例子中可以发现，以大数据为代表的新型技术将催生物联网、云计算、可穿戴设备、农业、医疗、生命科学、新材料、新能源等技术的融合，从而促进巨大的科技革命。大数据不仅指规模庞大的数据，它还代表思维、技术与数据的三足鼎立。大数据在很多领域中发挥出它的优势，不断地改变人类的行为方式，医疗电子领域就是深受其影响的一个典范。

大数据化的医疗未来

大数据挖掘疾病的基因序列组

西奈山伊坎医学院学院是纽约市的一所著名医院，2013年安装了一台超级计算机Minerva。Minerva可将患者的基因组映射来预测疾病的发生，降低平均住院人次的数量，并简化电子病历。同时，结合使用Cloudera软件——强大的计算机集群，可更好地存储、处理、挖掘和建立数据模型的工具。

研究人员向人们展示了“大数据”是如何颠覆现有医疗领域的。

Minerva直观显示了3万名病人的健康数据，这些病人分成三个集群，这些集群用同种颜色标出，使我们了解到2型糖尿病实际上有3个类型。Minerva使研究人员可以精确地指出从属不同集群糖尿病人独有的基因，以便更好地了解基因和环境与疾病、症状和治疗方式之间的关联。此项技术正在进行中，相信不远的未来有缺陷的基因组能被发现和修复，一些顽固的疾病可以通过基因修补技术而被治愈。

数据服务平台与知名医院强强联合

无独有偶，国内比较领先的第三方移动数据服务平台TalkingData也在摩拳擦掌与本地某知名三甲医院合作，旨在提供更便捷的医疗服务。TalkingData对该院此前实验项目中积累的大量人群心率监控数据进行了数据清洗、整合、归纳与可视化操作。从大量的数据中发现，绝大多数身体状态健康的人，其心率变化趋势是白天高，夜间低；而一些经常加班到深夜或是习惯性晚睡的人群，他们的心率则并没有在夜间降低，工作了一天的心脏在夜间仍然得不到休息。结合这些志愿者在该院试验阶段登记的信息，并与这些志愿者沟通后，发现这部分志愿者绝大多数长期处于亚健康状态。

现在我们可以通过由医院提供的专业随身监控设备，实现一些科目的动态体检。而我们的智能手机则充当数据传递的媒介，并通过长时间的累计数据，综合评估我们在相当长一段时间内的身体状态变化。与一些健康类可穿戴设备相比，这种方式更精确，对于医生诊断病症更具参考价值。健康数据的采集应用已进入我们的日常生活，期待会有越来越多的便携式医疗应用带给使用者更多的便利。

新型医疗对半导体行业的影响

基于大数据挖掘的医疗领域的进步，人们对于医疗电子设备的需求是更智能化、灵敏化、便携化，这就对医疗设备的设计工作以及配套电子元器件提出了更加精确的要求，既是机遇，也是挑战。

半导体厂商助力医疗电子

ADI的精确监护

凭借在模拟和混合信处理方面的专长，在医疗电子领域中，ADI一直致力于提供具有差异化及竞争优势的IC产品。在诸如便携式医疗的产品领域中，ADI均积极参与其中，推出了一系列适合穿戴式医疗需求的半导体产品。

例如在监护类产品领域，ADI近期针对各类生命体征监护应用推出了一款低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端（AFE）AD8232，专为满足新兴的健身设备、便携式／佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG信号调理要求而设计。AD8232AFE的尺寸缩小50%，功耗降低多达20%。通过模拟输出，AD8232可与分立式ADC配对，或与具有嵌入式ADC的微控制器配对，为系统设计人员提供了灵活性，将健身和医疗监护的价值和性能提升到一个新的水平。

Microchip在新兴医疗领域的表现

Microchip凭借PIC24F单片机系列，在智能医疗领域上表现出众，开发出更多产品如血压计、血糖仪、脉搏血氧仪、体重秤、可穿戴式传感器等，实现了此领域产品的快速增长。PIC24FJ128GC010系列集成了一个LCD显示驱动器，能够最多驱动472段，以支持信息丰富的用户显示（包括字母数字滚动条）。集成的USB可实现医疗设备上传临床数据。该系列器件还有一个片上mTouch外设来支持电容触摸传感功能。

奇妙的共振

基于大数据的挖掘、分析、计算、提取、集成等云端处理方式正在成为帮助人类记录和分析健康数据的另一个大脑，它把传统的医疗方式变成了可移动的医疗。

移动医疗体现方式如下：移动护士类应用系统（例如移动查房、移动输液等），移动医生类应用系统（例如移动调取电子病历、移动诊断和会诊等），移动管理应用系统（例如患者统计、用药统计等）和移动患者应用系统（例如移动挂号、化验单查询等）。

我们在家中用智能手机操作便携式的血糖计、血压计和心率检查仪器，并将相关数据上传到医院的数据库，形成个人医疗档案。

据IDC数据显示，截至2013年9月，全国范围内17.5%的三级医院已经使用了移动医疗系统。在已经安装了移动医疗系统的医院中，大多数目前使用的移动医疗系统功能比较简单，预计2014年多数医院将扩大移动医疗的部署范围，扩展移动医疗的功能。

从IDC的官方数据不难看出，医疗电子领域正向着软件和硬件结合的方式大步迈进。它代表了未来医疗领域的新趋势：无论是单纯的软件服务还是硬件体验，都不足以满足用户的需求，只有软件的云端大数据处理优势和便携式医疗硬件的本地数据收集优势相互结合，才能使医院、患者、医生之间形成良好的互动。以大数据处理为基础的软硬结合医疗电子方式正在潜入我们的日常生活，软硬结合的医疗电子将产生其妙的共振，让我们拭目以待。