可視化技術在臨床數據服務模式中的應用

龍思哲 張瑞霖 林琳

摘要：在“互聯網+”模式推廣下，越來越多的醫療機構正逐步實施醫療信息化、智能化。醫學大數據相較于其他領域具有獨特的性質，即每個實體涵蓋上百個臨床或診斷變量。基于這類龐大數據與非結構化數據處理的挑戰，研究可視化技術對臨床數據服務新模式變得尤為關鍵。本文分析了臨床數據服務的現狀與需求，介紹了可視化技術的相關概念，闡述現階段可視化技術在臨床數據服務中的應用場景，探討了可視化技術應用的延伸方向，旨在為可視化技術提升臨床數據服務新模式的研究提供參考。

關鍵詞：臨床數據;可視化技術;應用場景

中圖分類號：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.15.007

文章編號：1006-1959（2020）15-0017-02

Abstract：Under the promotion of the "Internet +" model， more and more medical institutions are gradually implementing medical information and intelligence. Compared with other fields， medical big data has unique properties， that is， each entity covers hundreds of clinical or diagnostic variables. Based on the challenges of such huge data and unstructured data processing， research on visualization technology has become particularly critical for new models of clinical data services. This article analyzes the current situation and needs of clinical data services， introduces the related concepts of visualization technology， expounds the application scenarios of visualization technology in clinical data services at this stage， and discusses the extension direction of visualization technology applications， aiming to improve clinical data for visualization technology provide reference for research on new service models.

Key words：Clinical data;Visualization technology;Application scenarios

創造數據的最高價值是發掘其潛在知識，發掘的這一過程被稱為數據分析[1]。醫學大數據相較于其他類型的數據具有獨特的特性，即每個實體涵蓋上百個臨床或診斷變量。基于這類龐大數據與非結構化數據處理的挑戰，近年來醫療信息化發展備受關注，在臨床數據的分析和應用方面發揮了重要作用，對于提高醫療效率和診療效果具有極大價值。傳統就醫模式是患者生病后治療，而現階段倡導疾病重在預防，強調醫生重視對“健康人”實行健康管理，將疾病治療、預防的關口前移。由此可見臨床數據的重要性和有效性的價值，研究可視化技術對臨床數據服務新模式變得尤為關鍵。本文將通過探討臨床數據服務的現狀與需求，分析可視化技術在臨床數據服務中的應用場景，旨在為提升臨床數據服務提供參考。

1臨床數據服務的現狀與需求

在“互聯網+”模式推廣鼓勵下，基于信息化的醫療平臺建設在提高醫療機構的服務水平的同時還有助于提升醫院的核心競爭力，因此我國越來越多的省、市、縣以及鄉鎮醫療單位正逐步實施醫療信息化、智能化。臨床數據服務是通過圍繞患者展開，將患者的臨床信息進行組織、整合與儲存，如患者就診記錄、處方開具、住院醫囑、化驗報告、電子病歷等，以標準、統一、完整的方式進行整合存儲，數據類型包括數值型資料、定性資料、半定量資料以及文本資料等。利用信息平臺的作用實現臨床數據的共享，達到建成醫院信息化的目的。大部分醫院信息化建設已經完成電子化處理和存儲，但有關于流程電子化建立仍不成熟。傳統的信息化建設思路以自下而上形式出發，缺乏統一的規劃。使得大量寶貴的臨床數據難以有機整合導致醫療資源浪費，我國大部分醫院臨床數據服務目前仍處于信息化建設完善中[2]。

如何將信息集成與整合已成為現階段建設臨床信息化的基本需求，有效集成各臨床部門的業務系統和高度共享數據是取得醫院信息化成功的保證。臨床信息系統通常由多個廠家基于不同的技術建立，導致信息交換缺乏統一標準，不僅影響系統集成整合，還成為制約醫院建設信息化發展的主要障礙。因此，臨床數據服務的建設必須建立醫院信息集成平臺，通過信息集成平臺將門戶、流程、數據以及資源進行整合，達到共享異構數據、無侵入式集成的目的，同時集中臨床數據還可便于臨床診療活動和科研項目等進行。所以如何保證系統間數據一致性、可靠性和系統可擴展性對于是否能夠滿足未來醫療需求具有重要作用。有學者表示直觀的數據圖形有利于分析人員洞察數據背后隱藏的信息[3]。因此人機交互的模式—可視化技術由此逐步應用于醫學數據分析當中。

2可視化技術概述

可視化技術是指通過分析數據和開發工具發現大數據中的潛在信息與規律，并最終以圖形圖像形式將結果進行表達的處理過程[4]。該項技術通過結合可視化界面與理論分析將復雜數據進行解釋和推理，達到協助用戶的作用。可視分析技術融合了多領域的研究，包括信息可視化、數據挖掘與處理、人機交互、圖像、統計等。該項技術利用了人眼感知對數據進行交互可視表達[5]，是將隱藏或不可見的數據轉換為可感知的圖像、符號等，以增強認知的一門學科，通過提高數據識別效率實現有效信息 高效傳遞。可視化分析技術包括數據集成、呈現和交互。

3可視化技術在臨床數據服務中的應用場景

建立基于臨床信息模型實現臨床醫療數據的可視化，圍繞患者展開數據組織模式進行可視化分析技術，以更為直觀的方式展示患者臨床信息數據。做好臨床數據的組織規劃，實現可定制、可擴展、統一管理的臨床數據中心。通過建設臨床信息集成平臺，借助大數據環境作用使醫療質量逐步進入精細化管理。

3.1可視化技術在臨床統計描述中的應用? 大多數臨床數據集成通過Python、SPSS、R語言、Matlab、Spotfire等統計學軟件實現。這些數據通常為類型單一的結構化數據，利用數據集成計算操作較為簡便[7]。將臨床數據通過可視化方式呈現，其形式包括熱點圖、線圖、直方圖、心電圖、腦電圖等。臨床醫生在基于這些動態交互式界面中可以分類患者，以直觀方式觀測患者體征和病情發展情況。但醫生關于對患者病情的描述通常以文本數據為主，不屬于結構化數據類型。數據集成可采用Python中的NLTK“自然語言處理”包，以標簽云的形式呈現數據。標簽云技術是根據關鍵詞出現頻率或其他規則，用不同顏色、大小等形式將多個關鍵詞呈現表達的一種可視化效果。尤適用于臨床病歷病情描述之中。

3.2可視化技術在醫療質量監控中的應用? 通過醫院評審的有關指標與醫務科的要求，將關鍵性指標的同比與環比以可視化的形式展示于網頁端，可精準地發現并獲取醫療短板，通過這一舉措有利于進行醫療質量的管理。按照指標數據的要求從醫院、診療科室、臨床小組、患者的順序層層追溯各個臨床數據，方便各級質量管理人員對臨床工作所在問題進行實時追蹤并采取有效措施干預解決。利用這一可視化技術對關鍵醫院運營管理指標實行管理和監控，有效對醫療資源進行整合及合理配置，達到實時監控醫院運營的目的，有利于運營質量和效率提高。

3.3可視化技術在臨床決策輔助支持的應用? 可視化技術在臨床決策應用上主要體現在對臨床數據進行重新分析組建后，可挖掘出對臨床具有指導意義的診療方案，并且這些數據提煉于真實的臨床活動中，具有較高的實際診療價值。利用該項技術將臨床數據通過可視化形式展現至臨床工作者，使傳統的臨床知識范圍擴大，提高診斷率。為降低人為疏忽制定有效的診療方案具有較高的臨床決策輔助作用，可提高臨床工作者的診療質量和業務水平的。

4可視化技術的應用

可視化技術突破了傳統統計圖的形式，沒有固定模式，以一事一圖、多事一圖、一事多圖等花樣繁多的形式靈活呈現，能夠將復雜的數據最終以直觀性結果呈現，在傳遞豐富的知識同時幫助讀者分析數據的來龍去脈。同時數據可視化具有更好的表現力，能在多維空間立體層面呈現數據結果，并且能體現多個變量間的交互作用，減小了用戶理解問題難度。可視化技術適應了醫學大數據時代要求，不僅在臨床數據上應用廣泛，同樣也適用于衛生經濟學數據（如診療費用、醫療糾紛費用）、衛生科研數據、醫患關系的行為和情感數據等，這其中包括了結構化和非結構化的醫學數據類型。如此復雜、龐大的數據結構，經數據挖掘的基礎上結合可視化技術進行深入的解讀分析可解決。另外有研究者對大量、變化性強、即時性高、多維的移動醫療數據如健身運動計數類軟件、機體健康指標檢測等數據進行可視化設計分析，不但能夠精準表達、清晰呈現信息結果，還能提升用戶體驗感。

綜上所述，計算機技術的日益發展帶動了臨床數據服務可視化的新模式，利用可視化技術將大量、復雜的數字或非數字的信息整合轉換成直觀形式呈現結果，也是對知識的一種壓縮與優化。可視化技術將整合數據管理、挖掘、展示各學科知識聯系，實現對臨床數據的挖掘、整合、存儲、檢索與決策生成，發掘醫學領域潛在的規律性，進一步突破傳統的數據處理，推動精準醫學、精準管理的運作。

參考文獻：

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[2]鄭西川.實踐臨床數據可視化[J].中國醫院院長，2014（19）：72-73.

[3]任磊，杜一，馬帥，等.大數據可視分析綜述[J].軟件學報，2014，25（9）：1909-1936.

[4]王藝，任淑霞.醫療大數據可視化研究綜述[J].計算機科學與探索，2017，11（5）：681-699.

[5]Munzne RT.Wiley Interdisciplinary Reviews Computational Statistics[J].Visualization Analysis and Design，2015，2（4）：387-403.

收稿日期：2020-04-03;修回日期：2020-05-18

編輯/成森