病案大数据资源共享平台构建探析

赵丹阳/辽宁大学历史学院

姚 健/沈阳医学院附属第二医院心血管中心

病案是我国档案资源的重要组成部分，是进行医疗、教学和科研的第一手材料。随着电子病案的普及和大数据时代的来临，如何打破病案存储条块分割的现状，实现资源的广泛整合，使病案大数据成为推动医学进步的不竭信息源，为档案学大数据研究提供扎实的落脚点，成为档案界和医学界共同面对的重要课题。构建病案大数据信息共享平台，是实现这一目标的有效途径。

1 病案大数据的涵义

1.1 概念探析

病案大数据这一概念有广义和狭义之分，广义上的概念指大数据中的病案数据，即大数据中具有病案属性的全部数据，如住院患者每日费用清单等；狭义上的概念指病案中的大数据，即一定时空范围内所有（不论其来源、保管期限、载体、结构等的差异）病案数据的集合，如同一患者在不同医院生成的病案集合或有关某种疾病的全部病案集合。病案大数据的概念与新来源观“将某种职能、目的、活动、形成过程视为来源”[1]的思想具有一致性，也符合大数据时代将某主题相关信息资源最大化整合的要求。对这一概念的理解，有助于打破原先条块分割式的病案管理体系，也为病案大数据资源共享平台的建设奠定理论基础。

1.2 资源类型

传统的病案指“关于患者在接受医疗期间所有过程情节的书面记录与文件”[2]，如门诊记录、护理记录、检验记录、复健记录等。而病案大数据的概念丰富了传统病案的内涵、扩大了传统病案的外延，也使得病案大数据的资源类型得到了拓展。首先是病案数据。包括传统病案所包含的各种数据和信息，此外还要求在大数据环境下对这些信息按照主题（如某种病症）或来源（如某位病患或某个地区）进行聚类，而非分散孤立地存储。此类数据构成了病案大数据的主体部分和关键内容。

其次是病案利用与管理数据。除了传统的病案数据外，病案大数据同样关注医护人员、医院管理者、患者、研究人员等利用主体展开病案利用活动或病案管理者在各种管理活动中形成、积累的新数据或信息，此类数据对于病案大数据的科学管理、安全存储和利用服务至关重要。

再次是病患背景数据。指记录病患入院前的生活习惯、饮食习惯的数据和治疗结束后跟踪获取的反映病患健康情况的数据等，对临床诊疗、医学研究极具参考价值。虽然传统环境下对此类数据的重视程度比较低，但大数据及其相关技术的出现，使得获取和利用此类数据成为可能，能够为医疗实践和医学研究提供更加精准和全面的信息保障。

2 病案大数据资源共享平台的体系架构

平台的建设必须以需求为导向，才能保证其实践应用价值。为此，笔者对沈阳医学院附属第二医院的医护人员、管理人员、病案管理人员等进行了问卷调查与深度访谈，将他们对平台功能的需求加以汇总，发现需求度最高的为安全存储（90.2%）、虚拟整合（84.8%）、深度挖掘（81.3%）和无缝互联（77.6%）。为满足这些功能需求，大数据资源共享平台建设可采用如下体系架构（如图1）。

图1：大数据资源共享平台体系架构

2.1 数据存储层

本层重点关注病案大数据真实性、保密性和长期可读性的维持。一是病案大数据的真实性与保密性。保障真实性是档案管理的普遍要求，由于病案数据包含的个人隐私类信息密度更高，又具有对保密性的重点要求，所以平台作为可信赖的病案资源管理系统必须综合运用先进的技术手段，建立分级管理与访问控制机制，确保病案大数据在进入系统后不被篡改、窃取或遗失。

二是病案大数据的长期可用性。资源的长期可用是共享及开发利用的基础保障。为了实现长期可用的目标，在物理层面上平台需制定完备的迁移或仿真策略，防止软硬件环境发生变化对病案大数据可用性带来负面影响；在语义层面上需要成熟的封装策略，使病案大数据信息能够被正确理解。

2.2 资源整合层

对相关资源进行广泛整合是平台的首要任务。本层负责对病案大数据的各类异构资源进行虚拟化，以屏蔽底层资源的异构性，并将病案大数据资源进一步抽象为各类服务，从而为用户利用提供支持。一是病案大数据信息资源的整合。进行临床诊疗或是医学研究都需要病案信息作为支撑和保障，为了将病案的信息保障力度发挥到最大化，需要打破不同医院的界限，尽可能广泛地整合医疗活动过程中形成的文字、符号、图表、影像、切片等资料。

二是高性能设施的整合。随着医疗信息化、电子化进程的推进，远程诊疗已成为可能。共享平台在整合病案大数据信息资源之外，也需要注重对高性能诊疗设施进行虚拟整合，如将需检查的样本进行数字化加工后发送给拥有专门诊察设备的机构进行检测，以弥合因医院规模和经济实力不同造成的诊断能力和治疗水平上的差异。

本研究利用OAI-PMH协议完成整合功能[3]。由数据提供者利用元数据整合各类资源，并通过OAI-PMH协议与服务提供者交互，同时注册资源；再由服务提供者结合资源注册建立索引分类，通过各类通信协议供本层利用。

2.3 应用服务层

病案大数据资源共享平台可提供有针对性的特色服务，以突出核心竞争力。一是服务医学研究创新。通过文献分析完成知识发现与创新，这在医学界有着传统和成功经验，如食用鱼油会对雷诺氏症患者有益、镁缺乏可引起偏头痛等结论，都是先通过文献分析进行假设，再通过临床试验加以验证的[4]。因此在大数据环境下，充分利用数据挖掘软件，从相关病案信息中挖掘新的医学知识或诊疗方法等，无疑是平台的基础和核心功能。

二是服务医院管理决策。服务医院管理决策是管理人员对平台的核心诉求，真实准确的一手数据是医院制定管理决策的基础。应用可视化软件对病案大数据进行深度挖掘，可以掌握患者就诊的时间分布规律、药品的库存与流通情况、床位的利用率、设备的使用率和投入产出比等，从而帮助医院管理层实时掌控医院运营情况，并及时做出正确决策。

三是拓展商业应用服务。医院可利用广泛集成的病案数据向患者提供增值性、个性化的服务，如在日常保健、起居饮食、健身锻炼、康复训练等方面提供有偿指导，这样一方面用医疗知识服务社会公众获得社会效益，另一方面能为医院创造经济效益。在技术实现方面，本研究拟使用传统设计模式中的服务工厂模式[5]，由其负责服务的注册、公开各项服务接口以为用户访问提供方便，并根据用户利用需求查找与调用各项服务。需要建立服务工厂利用Web service技术，将平台内的所有服务分别封装并设计接口，经描述后注册到服务目录中，再对外发布。利用中先查询服务目录，确定后通过服务接口获取服务。

2.4 交互沟通层

本层主要负责平台与外界之间或平台内部的互联互通。一方面，平台的最终目的是实现分散异构的病案大数据资源的共享与开发，为此平台建设不应摒弃现有成果，需要在广泛汇集各机构电子病案数据库、医院管理系统、医学信息网站、医学论坛等基础上，对全社会范围内的信息资源平台、信息发布平台、社交媒体平台及信息服务平台等加以择优整合，充分发挥不同来源的病案信息价值以及不同功能平台的相对优势，实现分工协作、无缝互通，达到最优的整体效果。

另一方面，医疗人员所具备的隐性知识，如经验、直觉等，具有非凡价值，而这种隐性知识必须通过人与人的交流才能转化为显性知识，进而实现知识的创新。所以，平台应为用户提供一个无缝沟通的虚拟空间，鼓励用户就病案利用中的具体问题进行充分沟通交流，激发创新火花。

3 病案大数据资源共享平台的建设策略

3.1 展开大数据理念“本地化”移植

第一，关注病案大数据间的业务背景联系。大数据的核心理念之一是通过大量数据间的联系发现隐藏在数据背后的规律，因此在平台建设过程中应该摒弃以往按照不同医院或科室整合病案信息的做法，着重获取并保存病案大数据信息间的业务联系。可以应用元数据对来源于同一患者的病案、相同医生的病案、采用同一疗法的病案或同种疾病的病案加以标注，并保证这些元数据与其对应病案间的联系得到长期妥善保存，以适应大数据知识发现和数据挖掘的要求。

第二，关注病案大数据的全面性。大数据的价值取向并不在于盲目地追求数据拥有量的庞大，而是掌握某一主题下的全部相关数据。所以大数据的本质并不是“大”，而是“全”[6]。因此，实践中应该借助病案大数据间的业务背景联系全面收集相关病案数据，以充分发挥大数据的价值，为提供更精确、更准确的信息服务打好基础。

第三，关注核心病案大数据资源。一般来说，大数据的数据总量大，核心的、真正具有重要价值的数据少，因此具有“价值密度低”的特点。在平台建设过程中，应优先收集重点的、核心的信息数据，如关键人物或典型病例的病案信息、大规模流行性疾病的病案信息等，并重点提供利用，从而在最短时间内最大限度地发挥平台价值。

3.2 综合应用尖端技术

平台的建设和有效运行需要大数据、SOA、云计算、物联网及移动互联网等技术的综合应用。在底层，凭借云存储技术实现病案大数据的分布式存储与互联互通，完成资源的虚拟化整合，同时以PaaS打造公共应用支撑平台。在数据采集端，以物联网技术实时感知患者关键体征变化，自动完成数据采集。在中间层，以SOA架构构造灵活、动态、随需应变的服务组配与创建机制。在服务层，以大数据技术作为实现知识发现、疫情预警等核心功能的保证；以移动互联网技术提高平台服务的便捷性，并促进其普及与推广。在加强技术应用的同时，不能忽视技术管理能力的培养。应建立完备的数据存储政策、访问控制制度等安全保障策略，切实防止技术滥用等给平台带来的危害。

3.3 借力现有基础

一方面，电子病案的长期形成和积累为病案大数据资源共享平台的建设提供了有力保障，因此平台无需“另起炉灶”完成从无到有的过程，只需在现有基础上依照病案大数据涵盖的内容，进一步扩大资源的收集与存储范围，实现资源建设的全面性。另一方面，可借助医院网站、报纸、广播电视等传统媒体宣传平台的功能及建设成就，扩大影响力；还可利用新媒体吸引更多关注，以及提供泛在化、个性化的信息服务。

3.4 完善体制保障

目前，病案大多存储在生成机构，格式不一、管理质量参差不齐、利用限制过多等问题严重制约了病案信息在大数据时代的价值实现。因此，平台建设亟需完善当前的病案管理体制，变各自为政的分散管理为集中控制、统一管理，这样既能扫清病案大数据资源整合的障碍，也有利于实现平台建设的标准化。具体管理和存储的职责可由疾控中心承担，或者在卫生部领导下设置第三方机构负责。在实践运营过程中，可采取特许经营或外包的方式引入社会力量，既能保证政府掌控敏感数据，又能弥补技术或人员的不足，达到建设效果最优化。

4 结语

病案大数据的概念相较于传统病案的概念，其外延得以扩大、内涵更加丰富，所涵盖的资源类型也更加多样。关于病案大数据资源共享平台存储、整合、挖掘和沟通方面的需求来源于实践，充分反映了平台各方参与者的迫切需要。以数据存储层、资源整合层、应用服务层和交流沟通层4级体系为架构建立病案大数据资源共享平台，能够较好地满足以上需求；而采用转变理念、应用技术、借助现有基础和完善保障制度等策略，能够确保平台的建设符合大数据的核心理念，保障建设过程中少走弯路，以最小的投入获取最大的效果。

本文是国家社会科学基金项目“非结构化电子文件管理研究”（16BTQ089）的研究成果。

注释与参考文献：

[1]祭鸿雁．“新来源观”：实质与意义探析[J]．档案学通讯,2003(1):21-25．

[2]刘宏渭,柳砚涛．病历档案管理与保护患者隐私权[J]．档案学通讯,2004(4):69-71．

[3]马海兵．应用OAI-PMH和OAI-ORE进行数据交换的原理与实现[J]．情报杂志,2011(8):113-116+119．

[4]荣毅虹,梁战平．基于文献的发现[J]．情报学报,2002(8):386-390．

[5]赵丹阳．数字环境下科技文献信息开发利用与服务模式研究[M]．辽宁:辽宁大学出版社,2016:167．

[6]涂子沛．数据之巅[M]．北京:中信出版社,2014:258．