大數據背景下中藥信息化的機遇與挑戰

孫赫濃，劉崇玉，施明毅，鄭 瑩，馮怡帆

(成都中醫藥大學，四川 成都 611137)

中藥的歷史淵遠流長，從古至今，中藥產業一直是我國經濟的重要組成部分。但傳統中藥產業從栽培、采收、加工、運輸到最后的臨床應用過程中，存在流通周期長、質量監控困難、量化標準不統一、藥方推廣困難等一系列問題，極大地限制了中藥產業的發展。隨著大數據技術等信息化技術的蓬勃發展，中藥信息化產業應運而生。

在大數據技術不斷發展的背景下，中藥信息化產業的產生與發展雖然在一定程度上緩解了傳統中藥產業的傳播發展問題，為中藥信息化產業增添了新的創新點，但由于中藥知識體系復雜多樣，中藥信息化發展依舊面臨諸多挑戰。本文擬對中藥信息化建設及其面臨的機遇與挑戰，以及大數據技術如何有效助力中藥信息化發展進行分析。

1 中藥信息化及大數據技術

1.1 中藥信息化

中醫中藥是中國傳統文化的重要部分，是中華民族的瑰寶。在各類信息化技術蓬勃發展的環境下，中藥信息化產業的發展也迎來了新的高潮。中藥信息化建設主要包括中藥組方規律研究、中藥質量控制、中藥作用機制研究、中藥藥效評價與藥性研究以及中藥不良反應評價等方面[1]。

1.2 大數據技術在中藥信息化建設中的作用

大數據是指無法在一定時間范圍內使用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據的集合，大數據技術包括數據挖掘、數據分析和數據導向等[2]。大數據技術有效解決了中藥信息數據龐大、存儲困難以及分析算法復雜等問題，保證了中藥信息化建設下數據的安全性、可靠性、準確性及共享性，確保最大限度地對中藥信息化各方面建設中相關數據的規律性、邏輯性進行探究，并對可能產生的結果或問題進行預測。大數據技術可為中藥產業發展注入新的血液，增添活力，提升健康醫療服務效率和質量，擴大資源供給，不斷滿足群眾多層次、多樣化的健康需求，尋求中藥信息化產業與其他現代化產業的結合與創新，保障中藥信息化產業的多樣性，為中藥信息化發展提供新的思路[3]。

2 中藥信息化發展的機遇

2.1 中藥優良品種創新及藥方創新

現有的中藥典籍，如《本草綱目》《證類本草》等包含大量中藥種植、培育方法以及藥方配制等信息。在大量的中藥及藥方信息數據中，探求具有相似外形、相似療效等中藥基因組的內在聯系，運用對照等科學方法尋找對中藥產生影響的因素，控制變量記錄大量數據，從而獲得不同基因組合、種植培育方法對中藥產生的規律性與差異性影響，改革創新中藥種植培育方法，培育中藥新品種。藥方炮制過程中，細化時間；臨床應用過程中，細化用量。通過大量數據記錄，運用大數據技術分析中藥制作、臨床應用過程中的規律性、邏輯性信息，改良創新藥方，尋找新的中藥方運用方法。

2.2 中藥生產流通過程的質量控制

隨著中國傳統文化的不斷弘揚，中醫中藥受重視程度日漸提升，人們對于中醫治療效果的要求也不斷提升。中藥作為中醫臨床應用的主要藥物，其質量極大地影響了中醫的治療效果。運用大數據技術，對中藥從種植到臨床用藥等一系列過程進行質量監控，使中藥整個流通過程模塊化、細節化，最大限度地保證中藥質量信息的透明性、安全性，增強中醫中藥治療的可靠性，避免由于人為因素造成的中藥質量問題。同時，通過大量的數據分析，對中藥生產到臨床應用過程中易產生質量問題的環節進行評估，分析產生質量問題的可能原因，探尋解決方法，減少中藥質量問題。

2.3 中藥臨床量效標準化與個體化

患者由于病情輕重、體質等因素，導致所需治療方式不同，需根據患者的實際病情，制定不同的藥方，可使藥效最大程度發揮，加快治愈速度。中藥量效標準化、個體化需要大量臨床數據的記錄與分析。控制變量，總結出一定范圍內的用量標準，尋找內在邏輯、規律，對不良反應發生的用量范圍進行劃定，避免其發生。同時還可根據大量臨床數據分析出病人體質量、身高、體質等因素，細化中藥用量，使中藥個體化給藥有更為明顯的體現。

3 中藥信息化發展存在的問題

3.1 中藥流通周期長，質量控制困難

影響中藥質量的因素多樣，中藥材從栽培、采收、加工、運輸，再到中成藥的研發、生產、經營等環節，都不同程度地存在著一定的安全問題，對中藥流通過程進行監控，從而有效保證中藥質量顯得尤為重要[4]。但中藥流通運轉周期長、信息透明度不足、經手人員復雜等因素，導致質量監控難度增加，難以對影響中藥質量的人為因素進行監控。除人為因素外，還存在一些未知的客觀因素需要大量的數據記錄、分析，尋找中藥生產過程中影響質量的客觀因素，從而進行不斷改良修正。臨床所使用的中藥質量沒有明確保障，一旦出現質量問題，難以追溯問題源頭。

3.2 中藥量效標準化困難

在臨床過程中，中藥劑量是影響藥效的重要因素，而中藥成分復雜多樣，往往存在多個靶點、多個環節起作用的現象，還有一部分中藥具有雙向調節作用[5]。如艾葉可用于溫經止血，但大量使用則可能產生不良反應。同時，中醫理論體系具有復雜而繁多的層級結構并且注重相互絡屬與聯系[6]。根據病癥不同、病人體質不同及所希望達到的治療效果不同，中藥的用量皆有不同。這些原因導致中藥量效標準化存在一定困難。

3.3 中藥信息種類繁多，整合存儲困難

中藥從產地、炮制方法到適應證、用量等信息數據量龐大，存在種植、炮制、流通、應用等多種信息，同時由于環境的改變，部分可供藥用且蘊藏量較大的資源正瀕臨滅絕，中藥材也包含在其中[7]。對這部分中藥資源種子、基因、種植環境、培育方法等信息的存儲面臨極大困難。除此之外，中藥信息還包括各類中藥典籍，其數量龐大，且部分典籍內容不完整，對現有的文化典籍的填充完善、整合存儲顯得更加困難且重要。

3.4 中藥信息化創新人才缺乏

隨著科技的發展與社會的進步，越來越多的傳統產業與信息化產業相結合，一大批新興產業正在涌現，而國內信息化相關產業的發展大部分仍處于前期。中醫中藥作為我國傳統醫療產業的重要組成部分，對其信息化建設顯得尤為重要。但現今我國中藥信息化產業發展程度明顯不足，醫療機構嚴重缺乏專業醫療IT人才，這在很大程度上與醫療信息化教育觀念缺失相關[8]。國內與中藥信息化相關的學科數量少，建設不足，發展不夠。對中藥信息化人才培養的重視程度不夠、培養流程不成體系以及缺乏實踐機會造成經驗不足等問題導致中藥信息化人才呈現短缺的局面。

3.5 中藥文化傳播困難

西醫西藥進入中國后占據優勢，在此局面下，中藥文化的傳播程度卻遠遠不夠。著眼國內，國人由于不了解中醫中藥知識，對于中醫中藥產生不信任感，更有甚者抹黑中醫中藥，對于中藥文化的傳播表現出消極態度，這對于中藥文化及中藥信息化在國內的發展造成一定困難。放眼國外，相比于西醫西藥在國內的傳播與發展程度，中醫中藥在國外的傳播及應用程度明顯不足，中醫中藥文化有著源遠流長的歷史，許多典籍由文言文撰寫而成，不易于理解，這對于中藥文化在國外的傳播造成了一定困難。

4 大數據技術助力中藥信息化發展

4.1 中藥新藥方的創新

運用大數據平臺對現有中藥、藥方以及各類中醫中藥典籍進行數據分析，通過大數據與大規模云計算技術相結合，尋找不同中藥、中藥方之間的內在聯系，通過邏輯分析，極大地增加了創新藥方的可能性。劉超男等[9]對“方書之祖”《傷寒論》的內容進行分析，基于形式概念分析的復雜概念網絡方法，對《傷寒論》的方藥知識進行梳理，進一步說明了此方法在方藥發掘上的可能性。相比于人工思維的方法，運用大數據技術助力于新藥的創新與研發，為藥方創新提供可靠導向，極大地節省了研發時間，對于內在關系分析更為透徹清晰，提高了經濟效益與開發效率。

4.2 中藥量效標準化與個體化

中藥用量及療效由于患者體質等諸多因素而有所不同。運用大數據技術，按照適應證、特征等標準對于中藥進行分類，并對不同患者癥狀及體質特征進行分類，分析挖掘臨床量效的用藥信息，通過大數據技術建立量效標準化用量表。在不良反應方面，通過對大量臨床醫療數據的爬取、分析、綜合，根據不同患者身高、體質量等信息，精確藥物用量，嚴防不良反應的發生。同時可設計臨床用藥監測系統，與數據庫進行連接，記錄臨床病例用藥量效結果，不斷更新數據，使標準更加精確化。在范圍標準化的基礎上，可以進一步分析不同患者的獨特性，從多個方面進行詳細考慮，通過數據分析，微調藥量，精準遣藥組方，即做到“一人一藥一方”。通過對電子處方及醫藥文獻等數據的挖掘分析，完成臨證時方藥的劑量和組成的最佳組合，使方藥的使用精準化[10]。

4.3 中藥質量監控、中藥質量溯源體系建立

影響中藥質量及安全性的因素是復雜且多樣的，中藥資源在生長種植研究中產生了大量數據，整合挖掘數據，合理應用數據，對于科學管理中藥資源有著極其重要的作用，對中藥產業的發展和臨床用藥安全有深遠的影響[11]。在大數據環境下，建立中藥質量溯源體系，可以對中藥從種植、采收、加工炮制到市場流通銷售的各類數據進行收集并監控，使中藥材實現“來源可知，去向可追，質量可查，責任可究”，大大提高了對中藥材市場的監管力度[12]。通過對中藥產地、種植、采收、加工炮制、流通銷售等信息的數據挖掘分析，可以對于不同藥材最佳種植環境、采收時間、炮制方法以及貯存環境等數據信息進行監測，如產地、土壤中重金屬的含量、灌溉用水是否被污染等，都是生產高質量藥材的決定因素[13]。獲得對中藥質量產生影響的環境信息是保障不同中藥質量最有效的方法。且一旦出現中藥質量問題，可以對其生產過程信息進行逐步分析與排查，追溯問題出現源頭，保障整個中藥流通過程的透明性。運用大數據技術，將中藥溯源信息及分析成果信息上傳至大數據平臺，可以更好地對信息資源進行共享，同時通過廣泛數據驗證，提高分析結果的正確性及全面性。中藥質量追溯體系已逐步實現有關部門、地區和企業的追溯信息互通共享[14]。

4.4 平臺化中藥信息化人才培養

將各類中藥、信息化及中藥信息化相關課程、知識、實踐經驗等上傳至平臺，實現知識資源共享，擴大中藥信息化學習范圍，促進學習者之間的交流討論。同時對學習者進行定期測試考核，通過考核成績，利用現代化信息處理技術，對海量散亂分布的各種類型的教學資源進行文本整合和數據挖掘，運用科學化分類、聚類方法提取有效知識點，尋找更多中藥信息知識資源與現代化信息技術的有機結合點與創新點，助力中藥信息化知識體系建立與發展[15]。同時通過平臺分析學習薄弱點，尋找問題出現原因，調整課程安排等，分析出較為合理的中藥信息化人才培養機制，從而以更有效的培養方式、教育模式進行中藥信息化人才培養。

4.5 中藥資源保存與傳播

通過大數據平臺，分析交流各類中藥資源信息，促進中藥資源的不斷傳播。中藥文獻古籍數量極為龐大，將相關文獻古籍錄入大數據平臺進行保存，運用數據分析等技術對中藥資源信息進行整理、分類、保存。許多已經消失或瀕臨滅絕的中藥，可以運用大數據信息化手段，建立中藥基因庫，將中藥基因保存下來，從而有效保存中藥資源。現今許多珍貴的中藥方已經瀕臨消失，在大數據環境下，可利用信息化手段、大數據技術進行保存，極大地保證了中藥方的準確性。在中藥傳播方面，通過大數據平臺，將中醫中藥經典文獻古籍中的文言文轉換為更加通俗易懂的語言，從而助力中藥文化的傳播與發展。

5 結語

傳統中藥產業在現代大數據環境以及“互聯網+”的產業模式下面對許多困難，需要在現代信息技術的加持下，謀求更有利的發展方向與生存空間。政府對中醫藥信息化發展重視程度不斷提升，在《關于促進大數據發展的行動綱要》等文件基礎上制定了適合中醫藥全產業鏈發展的政策法規[16]。各大高校也對于醫療信息化人才培養更加重視。同時，諸如中藥管理系統等運用大數據技術的中藥信息化產業系統也逐漸投入到從中藥種植到臨床應用的各個環節中。在全社會的關注下，在大數據技術不斷發展的環境下，中藥信息化產業將迎來更多的機遇與挑戰。