利用數據挖掘技術構建臨床藥學知識庫*

◆聶麗麗 陳妍妍 葉 慶 陳勇飛 廖家智

責任編輯:姚 濤

1 現狀分析

隨著醫院藥學工作的重心向“以病人為中心”的服務模式轉變，藥學信息需求表現出綜合性、開放性、深層次化、數字化以及網絡化的特點。當前的藥學服務更注重面向內容，服務的范圍和對象不斷擴大，服務的方式更加主動和動態化，服務的內容更加集成化和多元化，這些都為建立臨床藥學知識庫提供了可能。目前臨床藥學服務主要存在以下問題:

1.1 對臨床藥學服務信息化認識不夠

認為臨床藥學服務可有可無。簡單地認為，藥學服務就是藥品保障和供應，過分強調病人的既得利益，忽視藥學服務的價值。開展臨床藥學服務是一個循序漸進的過程，更是臨床實踐經驗不斷積累的過程。一個醫院的臨床藥學或藥學服務工作，不可能僅僅通過增加一個部門或引進1～2 個人才就能很快取得成績。必須從藥學信息服務、藥品不良反應監測、治療藥物監測、不合理處方及復雜案例分析、疑難病例討論和會診等基礎工作著手，才能逐步體現藥學服務的價值。藥學信息化建設的重點已不再是簡單的領藥、擺藥流程信息化，而且能給予臨床用藥支持，能自動獲取有價值信息，并最終將獲得的信息真正應用到疾病的診治和預防中去。

1.2 臨床藥學信息化僅停留在藥學咨詢層面

大部分醫院的藥學信息化服務僅停留在的提供藥學信息，或編寫藥訊、出版藥學手冊等方面。臨床藥師較少直接提供藥學技術服務，很難深入臨床。在這種情況下，怎么樣才能更好的開展工作，建立臨床藥學知識庫是一種可行方法，建立依托于信息化的全過程藥學服務，才能更好地開展臨床藥學工作。該知識庫包含病人信息、藥品信息、醫囑信息、手術信息、不良藥物反應等信息。

1.3 臨床藥學信息種類繁多

目前，臨床藥學信息種類繁多，數據信息量大。只依賴人力很難實現數據的綜合有效。大量歷史數據得不到有效利用也是大型三甲醫院普遍面臨的現實問題。利用專業的數據處理手段，如數據挖掘技術、輔助決策軟件等是必然趨勢。輔助管理和促進用藥管理精準化，在某種程度上也有利于臨床藥學的信息化發展。

2 數據挖掘及模型構建

2.1 數據挖掘技術

隨著20 世紀80年代“數據挖掘”這一新興技術的出現，形式多樣的數據挖掘軟件也相繼出現。按照姚毓才等的觀點［1］，能夠從巨量數據中獲取有效的、新穎的、潛在有用的、最終可理解的、模式的、非平凡過程的軟件工具可稱為數據挖掘工具。王立偉強調［2］，在數據挖掘應用領域比重中，2003年-2005年臨床藥學領域占比為8.05%;2006年6月以前占比7.21%;2007年6月以前占比9.4%，增長速度63%?？梢姅祿诰蚣夹g在醫療領域很早就有應用，并且所占比例在逐年增長。

姚毓才等借鑒多維數據立方體的概念，提出了數據挖掘軟件工具的多維立方體分類方案，即利用數據挖掘工具的不同屬性類作為多維立方體的維，從而建立一個多維的立方體模型，然后在此基礎上進行有關知識的挖掘。該模型的3個維分別是:數據源(包括數據庫、文本文件Web 數據、多媒體數據等)、方法(包括統計方法、決策樹、規則抽取、基于事例的推理、Bayes 網絡、遺傳算法、神經網絡、模糊集、Roug h 集等)和功能(包括預處理、關聯分析、回歸分析、分類、預測、聚類分析、異常分析、模型可視化等)。如圖1 所示。在臨床藥學信息中，存在大量的數據源信息。現在，只需要選取適合的方法和功能。去完成初步的設計思路，為模型構建奠定基礎。

圖1 數據挖掘工具的三維立體分類方案

2.2 模型構建

海量的臨床信息給醫生們帶來了巨大的影響，最主要的就是有效信息難以提煉。過多無用的信息必然會產生信息距離(the Distance of Information-State Transition，信息狀態轉移距離，是對一個事物信息狀態轉移所遇到障礙的測度，簡稱DIST 或DIT)和有用知識的丟失。這也就是約翰·內斯伯特(John Naisbert)所稱的“信息豐富而知識貧乏”的窘境［2］。因此，人們迫切希望能對海量數據信息進行深入分析，以發現并提取隱藏在其中的有利信息，最終利用這些數據［2］。但僅以數據庫系統的錄入、查詢、統計等功能，無法發現數據中存在的關系和規則，無法根據現有的數據預測未來的發展趨勢，更缺乏挖掘數據背后隱藏的手段。正是在這樣的情況下，數據挖掘技術便展現出了強大的應用功能。

圖2 模型構建

大量知識在轉化共享過程中需要提煉、積累、共享和創新［3］。醫院數據信息多樣化，包括醫生、護士、藥師以及病人等的信息。通過利用各種DB 接口，把各種現有的藥學知識數據庫進行對接，利用數據挖掘系統對數據進行選擇、抽取、評價然后發現描述，不斷循環，最終形成醫院藥學知識庫。模型如圖2 所示。

3 基于數據挖掘技術的藥學知識庫應用

3.1 臨床藥學知識庫為醫務人員提供藥學知識

藥學知識庫基于醫學知識的各個單元，如疾病信息、藥品信息、輔助檢查信息、手術信息、循證醫學信息及外部藥學等相關信息。通過對臨床用藥問題和問題環境進行系統分析，通過信息的析取和重組形成易于理解和使用的、符合醫務人員需要的藥學知識，同時能夠對知識產品的質量進行評價，進而完善知識庫。

3.2 臨床藥學知識庫為用戶提供目標服務

臨床藥學知識庫緊緊圍繞用戶的目標而開展，它關注的焦點不僅僅是向臨床提供所需的信息，而且可以通過服務解決用戶所面臨的問題。因此知識服務超越了信息資源的獲取和傳遞。

3.3 臨床藥學知識庫的應用貫穿于整個臨床過程

在整個業務流程中進行知識捕獲、分析、重組、集成、創新過程的服務，并最終作用于業務流程。同時，根據用戶的需求來動態地和連續地組織服務，而不是傳統信息服務基于固有過程或固有內容的服務。

3.4 臨床藥學知識庫為區域醫療提供開放式的藥學信息

臨床藥學數據庫把有序化的知識存放起來，以開放的模式為大家服務。在區域醫療環境下，可以為下級醫院提供藥學服務。把隱性的信息轉變成有價值的信息。甚至，在網絡背景下，通過信息化工具，直接接入區域醫療中下級醫院的臨床診療過程中，為他們解決能力所不及的問題。知識服務是在知識背景下產生的一種新的服務概念［4］。建立臨床藥學知識庫，方便了醫護人員了解藥品信息，也可以輔助醫生臨床用藥。利用藥學知識庫綜合全院醫藥信息，打破信息壁壘，方便醫護人員快速查詢。便于醫護人員快速認識和了解新藥。在臨床藥學知識庫中，還可收集臨床的各種不良反應，以數據和觸發的模式幫助醫護人員掌握用藥原則。在電子病歷等信息系統中，可以利用該數據庫建立處方或醫囑核對審查模式、檢測處方或醫囑合理性，指導臨床工作?？傊?，該數據庫可將不同病種、不同個體藥物使用與患者病情發展等進行動態歸納、整理，總結成功經驗，反思失敗教訓，并進行藥物之間、患者之間、醫師之間、科室之間、醫院之間的數據挖掘性研究，從而形成具有特色的臨床藥學知識庫，以提高醫院臨床用藥的精準化。

4 成效與討論

4.1 使無序信息變成有序信息

臨床醫師一般難以全面掌握藥學新知識。臨床藥學、臨床藥理學、臨床毒理學、物理藥劑學、生化藥劑學、生物藥劑學、藥代動力學等學科的崛起，常常會指出傳統用藥的謬誤。通過對藥學知識的挖掘、組織、評價、發現，將所有看似雜亂無章的信息，變為對臨床有用的信息。將內隱知識轉化為外顯知識，并在信息系統的幫助下形成工具，融入到現有的醫院各個臨床系統中，從而指導臨床合理用藥。

4.2 建立醫院藥學知識庫

醫院藥學信息化發展至今，已經從單機應用和單純的藥品管理，發展到計算機聯網輔助管理和數據庫輔助決策系統，再發展到與HIS 系統高度無縫銜接，實現藥學服務的全程信息化。建立醫院臨床藥學知識庫，可以積累更多的本院特有經驗，更好地指導臨床藥學。

4.3 為實現區域醫療奠定基礎

當前，我國醫藥發展現狀以及信息技術發展水平普遍不均衡，可以說各醫院相差甚大。因此，要盡早建立合理、科學的藥學知識庫為實現區域醫療奠定基礎。在區域醫療發展過程中，大型三甲醫院的藥學知識庫能為地市縣級醫院提供很多幫助，以實現區域性藥學信息交流和綜合利用，更好地提高藥學管理效率和藥學服務水平。更重要的是，藥學知識庫能更好地加強醫院合作和醫療資源共享，可提高醫院用藥管理的精準化程度。

［1］姚毓才，王本年.數據挖掘工具的分類與挖掘［J］.計算機技術與發展，2006，16(8):6-9.

［2］王立偉.數據挖掘研究現狀綜述［J］.圖書與情報，2008(5):41-46.

［3］顏巧元.醫院知識管理［M］.北京:人民軍醫出版社，2013.

［4］張 玉，張文舉，李 娜.構建以知識服務和知識組織為基礎的醫藥學知識庫［J］.醫學信息學雜志，2010，31(2):26-29.