在日常生活中,经常使用数字(digit)、数值(numerical value)、数据(data)、信息(Information)等词汇,其差别:有一定格式的数据是信息,数据是有计量单位的数值,数值由数字表示。如0、1、2、3、4是数字,而由0、1组成的10是数值,带上计量单位“片”后,“10片”是数据,增加名词“维生素C1”即“10片维生素C1”则是信息,而“服用10片维生素C1”信息更加明确。早期,将这些文字手写在纸上进行保存、传递和交流。
在以计算机为代表的信息技术中,只能处理0、1两个数字,以8位二进制为一个字节(byte),一个字节可以表示一个英文字母,两个字节可以表示一个汉字。这是一条摘自纸质病历的医嘱“处方 97年1月26日8:00 0.9%NS 250ml 青霉素 640万U VD 1/日”;当输入计算机后,计算机存储器中表示为比特流“1011010010100110101101111011110100100000001 1100100110111110001001110101000110001110101001100001000110010001101101100100011 01010100111000001110100011000000110000001000000011000000101110001110010010010101 00111001010011001000000011001000110101001100000110110101101100001000001100011111 10000011000011101110011100101111011000001000000011011000110100001100001100110111 110010010101010010000001010110010001000010000000110001001011111100100011010101”,这一串由0、1构成的数值,可以以文件的形式存储在硬盘、U盘中,也可以在互联网上传输。这样将信息或数据从手写变成计算机中0、1表示的数值并进行约定的转换就是最简单的数据化。
当显示程序收到“1011010010100110101101111011110100100000001110010011011111000 1001110101000110001110101001100001000110010001101101100100011010101001110000011 1010001100000011000000100000001100000010111000111001001001010100111001010011001 00000001100100011010100110000011011010110110000100000110001111110000011000011101 1100111001011110110000010000000110110001101000011000011001101111100100101010100 10000001010110010001000010000000110001001011111100100011010101”比特流时,屏幕上就显示“处方 97年1月26日8:00 0.9%NS 250ml 青霉素 640万U VD 1/日”。这样的屏幕可以是台式机上的液晶显示器,也可以是智能手机或笔记本的屏幕;当激光打印机收到“1011010010100110101101111011110100100000001110010011011111000100111010100011000 11101010011000010001100100011011011001000110101010011100000111010001100000011000 00010000000110000001011100011100100100101010011100101001100100000001100100011010 10011000001101101011011000010000011000111111000001100001110111001110010111101100 00010000000110110001101000011000011001101111100100101010100100000010101100100010 00010000000110001001011111100100011010101”时,纸上就印出“处方 97年1月26日8:00 0.9%NS 250ml 青霉素 640万U VD 1/日”。数据通过显示程序、打印机进行简单的展示,变成了信息。数据化后,信息变成了比特流,比特流通过程序展现,还原成可以阅读的信息。当然,研究型医院数据化会更复杂,如何建设和应用,这就是下文力图解答的问题。
(一)数据化内涵
数据化是将客观信息数字化后形成的均匀、连续的数字比特流进行结构化和标记化后,形成标准化的、开放的、非线性的、通用的表达客观实体属性的数据对象,是基于不同形态与类型的数据对象,通过可视化工具实现相关应用,开展相关活动。它是对数字化的比特流进行收集、解析、转换、标记、整理、融合和存储,将无意义的比特流处理成有意义的数据,拓展和增加数字化比特流的价值。
数据化是数字化进程中的重要跃升,是数据作为独立资源的必然要求。如DR机传感器形成的比特流被控制台计算机收集后,按照DICOM3标准进行结构化和标记,与计算机中患者数据进行匹配融合,保存为数据文件;这样的数据文件表达了患者的一张X线片,它是有价值的,是对患者X线检查的数据化。形成的数据文件可以独立长期保存、无成本复制与传输,克服了X线片对空间和资源的消耗,也克服了时间长河对X线片质量的侵蚀。PACS系统浏览工作站在显示屏上对该数据文件进行展示,在屏幕上就是一张患者的X线片,医生就可以进行读片和书写检查报告,数据文件的价值得到了体现。
所以,数字化是通过对连续时空对象进行离散化实现的,它是内生于数字化,数据化关注的焦点更多地集中在比数字比特更复杂、更高级的存在形态上,先有数字化再有数据化。
研究型医院数据化(Research-Oriented Hospital Datamation,ROHD)是医院实体在虚拟空间的表达,是应用数字化、网络通信和计算机技术收集、存储和整合医院各部门及国家、地区和个人的健康信息,通过可视化工具展示,充分满足研究型医院自主创新、临床与科研结合对数据挖掘、信息分析需求的数据集合体系,数据集合体系的形成就是研究型医院的数据化过程。
研究型医院更加强调科研为临床服务,通过科研促进临床技术的自主创新,增大科研在经济增长中的份额,促进人才培养和担当社会责任。这五方面的内在要求,决定了研究型医院不同于其他医院的特点和要求,也是研究型医院数据化建设不同于其他医院的地方,围绕研究型医院科研工作,提供支撑的数据化建设是研究型医院数据化建设的中心内容。
(二)数据化特性
广义讲,研究型医院数据化是数据化在研究型医院的具体应用,它具有其他一些实体企业的数据化共有特性。
1.它们主要以数据库结构化及非结构化数据为核心,以网络化、数字化为支撑环境,数字化过程可以在设备层进行,如CT机、B超、心电图机;也可以在计算机处理系统层进行,如文档扫描系统、试卷读取系统。连接网络可以是互联网、局域网、移动互联网、物联网及WIFI网络。
2.它们大多以信息系统为采集、更新、完善数据的手段,提供工作岗位的事务处理计算机工作平台,提高工作质量、工作效率,提高服务水平;同时,形成最基本数据,供进一步加工、融合,形成更高一级数据形态,供数据分析和利用,发现知识、发现关联,改进管理。
3.按一定应用目的,划分成若干专题领域数据集合,各集合间应能有效进行信息交换,真正实现信息资源共享。
4.研究型医院数据化建设技术复杂、建设周期长,跨地域收集,长时间积累,是一项只有开始没有终结的工作。
研究型医院数据化属于企业级数据化最复杂的一类,它既要满足一般医院运行对人流、财流、物流的追踪管理,支持以患者医疗信息记录为中心电子病历,同时,还要支持以临床医疗创新的科研活动和管理。其复杂性表现在:
(1)支持HIS信息系统长期稳定运行,无停机时间。
(2)数据量大,且不断增长。任何一个患者的医疗记录、健康档案都是多种数据类型表达出来,既有文字、图形、图表还有图像等;同时,这些医疗记录需要长期保存。
(3)数据的安全、保密性要求高。患者隐私、有关人事的、财务的保密数据都体现在数据化了的数据中。
(4)临床数据的集成、融合关系复杂。由于早期缺乏医疗信息处理标准,有的系统收集的临床数据不能进行数据交换,或语义定义不清晰,其他公司的处理工具不易读取,更不易集成。
(三)数据化信息建模
模型是研究和解决医院建设过程中遇到的种种问题,对医院客观实际经过思维抽象后用文字、图表、符号、关系式以及实体模样描述所认识到的客观对象的一种简化表示形式。
在界定好建设目标、主要任务和职能边界后,根据研究型医院的科研、医疗需求,分析、描述出业务需求、数据需求和信息系统功能需求,采用统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)通过业务用例、业务场景建立业务模型。
业务用例、业务场景描述业务活动,通过用例分析描述业务需求,通过活动图描述每个业务用例中的业务流程以及过程中每个部分的执行者,通过结构分析与行为分析建立消息模型和交互模型,最终形成消息与功能说明。
结构分析与行为分析在建立信息系统消息模型和交互模型时,对系统静态结构和交互行为进行梳理,分别产生静态信息模型和动态信息模型。静态信息模型以类图表示实体类、业务类以及相互间的关联关系,它反映了信息的静态结构;动态模型则反映了信息的交互,以时序图表示对象的动态行为,包括信息对象的方法、协作和活动等。
信息建模的成果是得到一套业务系统的信息模型,它刻画了组成业务系统的实体的属性、对象的处理方法及信息的交互。使得业务系统开发者和业务部门人员对对象属性及信息的交互有一致性理解,在此基础上才能构建成无歧义的信息系统。
信息模型中的对象属性及信息交互状态,通过逻辑设计可以转换为实体-关系模型,进一步可以转换为关系数据库中的表。
(四)数据化目的与意义
研究型医院数据化目的是量化医院的科研、临床、教学工作,量化医院的患者、工作人员,量化建筑、设备、资源,在虚拟空间中表达研究型医院的一切实体,使得对实体的信息进行处理、展现不受时间和空间的限制,降低实体信息存储、处理和展现的成本,更好地服务于研究型医院各级业务的开展。
研究型医院数据化的意义:在虚拟空间表达了医院的一切实体,可以在两个空间中经营医院的品牌。
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