何雨生 医学决策支持与临床大数据研究

何雨生北京大学人民医院heyusheng@263.netIBM败卡斯帕罗夫，卡斯帕罗夫要求重赛，但没有得到回应2016年(19年后)，AlphaGo战胜李世石(没给人类最聪明的人留面子，要砸他们的饭碗)深度学习-统计学习算法，类似人类神经网络系统的学习算法nformation工具-人手的延长，计算机-人脑延长，人工智能-延长人脑的最前端研究擅长模糊思维存储和运算速度不如计算机遗忘是学习的一部分，解决知识爆炸感知能力(超大数据学习)常识性知识人类脑科学计划◦曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划是划时代的三大科学工程◦1997年，人类脑计划在美国正式启动基因组计划一样，通过10年努力绘制出完整的人脑活动图。”抽象化的蜜蜂脑神经网络前突触后突触建强势连接AlphaGo深度学习算法(解决搜索组合爆炸)：◦选择方案(policynetworks)树形医学知识诊断反馈循环：逐步求精过程CASNET疾病过程和治疗模型临床表现-诊断-治疗集合映射模型Relationshipamongthediseaseontology,finding’sontologyandterminologyontology诊断相关因素是N维的，N趋向于无穷大现实疾病空间是连续空间，包括维度和每维的刻度疾病理论抽象是不连续空间，因为人类无法处理连续空间疾病的鉴别诊断实际是在讨论N维空间中，疾病概念的内涵和外延人类知识来源是统计规律◦归纳推理练时间短医学知识网的不完全连通性导致医学推理的局限性围棋和医学都是诊断类问题(树形决策过程)假设：有足够大量的临床精确数据，深度学习可以训练出高质量的系统用于临床决策支持。医学是不完全信息(imperfectinformation)◦提高数据质量◦解决局部问题不同系统学习的知识无法相互继承和发展人类新知识的发现有赖于对既往知识的理解－在原有知识网结构上构建新的片段基于医学知识模型的自学习算法IN90年代初，神经网络的探索热-逆传播网(浅层学习-输入/隐含/输出层)演绎推理(MYCIN)/归纳推理(统计学习)：医学临床决策是典型的归纳推理为主，辅以演绎推理决策支持引擎和知识库InfoButton：决策信心一键通，从多个知识库自动获取准确可信的专业医疗和疾病教育知识。库标准化CDRCPOE电子病历智能模板系统危机值报警系统临床用药决策支持系统临床路径管理系统临床指南管理系统临床知识库和决策支持管理系统CDR (二)基本原则 (三)发展目标:互联互通，资源共享共用分级开放应数据示范中用发展模式基 (二)全面深化健康医疗大数据应用3.推进健康医疗行业治理大数据应用4.推进健康医疗临床和科研大数据应用5.推进公共卫生大数据应用6.培育健康医疗大数据应用新业态 8.发展智慧健康医疗便民惠民服务9.全面建立远程医疗应用体系10.推动健康医疗教育培训应用 (四)加强健康医疗大数据保障体系建设11.加强法规和标准体系建设12.推进网络可信体系建设13.加强健康医疗数据安全保障14.加强健康医疗信息化复合型人才队伍建设 (一)强化统筹规划 (二)抓住重点着力突破 (三)加大政策扶持力度 (四)加强政策宣传普及 (五)推进国际交流合作HealthcareStakeholdersEnvisionDifferentGoals◦Patients◦Providers◦Researchers◦PharmaCompanies◦MedicalDevicePayers◦Governments◦SoftwareDevelopers卫计委4631-2规划分类◦公共卫生◦医疗服务◦医疗保障◦药品管理◦计划生育◦综合管理◦临床研究◦基因组学◦转换医学互联网+医疗与健康医疗大数据◦国务院、卫计委指导意见◦跨界融合产生新领域应用在互联网+医疗中最有可能带来医学革命的领域传统临床科研方法与真实世界研究方法比较EHR势基因研究与精准医疗临床数据管理(CDM)与临床数据管理系统(CDMS)语义互操作临床科研元数据标准ClinicalDataInterchangeStandardsConsortium(CDISC)HL7EHRClinicalResearchFunctionalProfile(CRFP)BiomedicalResearchIntegratedDomainGroup(BRIDG)Model：Thegoalistoproduceasharedviewofthedynamicandstaticsemanticsforthedomainofprotocol-drivenresearchanditsassociatedregulatoryartifacts.ClinicalDataInterchangeStandardsConsortium(CDISC),theHL7RegulatedClinicalResearchInformationManagementTechnicalCommittee(RCRIM)WorkGroup,theUSNationalCancerInstitute(NCI)theUSFoodandDrugAdministration(FDA)TheOntologyofClinicalResearch(OCRe)TheHumanStudiesDatabaseProjectClevelandClinicalClevelandClinicalDiscreteresponsedatastorageintotheKPDiscreteresponsedatastorageintotheKPdatawarehousePatientPatientcompletionofHSMquestionnairesHealthHealthcareproviderreviewtransmissionofsystem-generatedsummarytextforinclusioninthepatient’sRKnowledgeKnowledgeProgramDataWarehouse元数据标准(MetadataStandards)数据元与数据集(DataElementsand电子病历临床文档信息模型DataSets)病案首页数据集CDA(ClinicalDocumentArchitecture，临床文档结构)•符合卫生部的EMR结构标准，未必能符合CDALevel3标准，但是符合CDALevel3标准，一定能符合卫生部EMR结构标准CDISC(theClinicalDataInterchangeStandardsConsortium，临床数据交换标准协会)-StudyDataTabulationModel(SDTM，研究数据表格模)-AnalysisDataModel(ADaM)lODMaAcquisitionStandardsHarmonizationCDASHCDISCBRIDGmodel(TheBiomedicalResearchIntegratedDomainGroup(BRIDG)Model)tionalCancerInstituteNCIUSFoodandDrugnistrationFDA大数据浮夸(BigDataHubris)：认为大数据可以取代传统的数据采集方法，科学模统计学的严谨性◦数据质量要求◦适用于大数据(数据完整性、准确性差)◦相关性结论需要人来解释◦用挖掘方法发现/明确相关性◦用统计学方法做结论性分析管理统计分析案例：管理水平是否达到和是否有真正的需求(医务处实例)在使用大数据分析之前，简单统计分析是否使用和有效？、CPOE开展工作之前，尽量了解、理解国内外进展情况重视人才培养开展合作研究HIT公司需加大在技术、标准化方面的投入HumanStudiesDatabaseProject：◦Goalisafederateddatabaseofpastandongoinghumanstudies◦Toenablelarge-scalecomputationalreuseofhumanstudiesdataforanslationalresearchdataminingsystematicreviewplanningfuturestudies◦Startwithfederatingdescriptionsofstudydesigns◦ProjectTeam：肺炎疾病本体简单示例VitalSignOntologyExample(Godfainetal2011)方安等:临床疾病领域领域本体构建方法研究—以手足口病本体为例.中国医学科学院医学信息研究所.《情报杂志》2009年11期郭会雨:疾病领域本体模型构建研究.军事医学科学院解放军医学图书馆硕士论文2011.吕爽:基于叙词表的医学领域本体的构建研究.吉林大学情报学硕士论文2011.杨喆:临床信息的标准化方法及其在心绞痛病例中的应用.第四军医大学公共卫生与预防医学硕士论文2013。-采用protégé构建心绞痛疾病本体胡迪:一种基于openEHR领域模型的医疗数据展现和录入软件生成方法.浙江大学生物医学工程硕士论文2014.Dr.TomHoranPhDProjectCo-Lead•ProfessorandDean,CenterforInformationSystemsandTechnology,ClaremontGraduateUniversity•Author,DigitalPlaces•AssociateDirector,AdvancedGISLab,ClaremontGraduateUniversity•PhD,ClaremontGraduateUniversityDrDr.BaoyanLiuProjectCo-Lead•ExecutiveVicePresidentofWorldFederationofAcupuncture-MoxibustionSocieties(WFAS)•PresidentofChinaAssociationofAcupunctureandMoxibustion(CAAM)•ExecutiveVicepresidentofChinaAcademyofChineseMedicalSciences(CACMS)Dr.MarkMusenDirector,Professor,StanfordCenterforBiomedicalInformaticsResearchPrincipalInvestigator,NationalCenterforBiomedicalOntologyCo-Editor-in-Chief,AppliedOntology:AnInternationalJournalofOntologicalAnalysisandConceptualModelingDr.YushengHeProjectCo-Lead•Professor,PerkingUniversity•KVIPscholar,ClaremontGraduateUniversity•FormermemberofHealthInformationStandardCommitteeforMinistryofPublicHealth,China.•FormervicedirectorofChinaHealthInformationManagementAssociation(CHIMA).•AssociateEditorofChinaDigitalMedicineMagazine.Relationshipamongthediseaseontology,finding’sontologyandterminologyontologyTheHypeCycle了解意，HypeCycleforEmergingTechnologies,2014HypeCycleforEmergingTechnologies,2015角色萌芽期 (科研早期)过热期 (科研期)低谷期 (科研向产业过渡期)攀升期 (产业化早期)成熟期 (产业化时期)领先型主管：宣传、鼓励、研讨、科研投入、科研政策支持、科研试点、孵化、人才培养领先型主管：宣传、鼓励、研讨、科研投入、