醫(yī)學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)范文

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隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，醫(yī)療領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣為應(yīng)用。而電子病歷等新科技的應(yīng)用、醫(yī)療設(shè)備和儀器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn),也使得醫(yī)院的數(shù)據(jù)信息容量不斷地增長(zhǎng)。如何設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得海量的數(shù)據(jù)變?yōu)橛行У?a href="http://www.ruiyinglinkage.com/fllw/yxgllw/608128.html" target="_blank">信息成為了一個(gè)急需我們解決的實(shí)際問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題也在很大程度上限制了遠(yuǎn)程醫(yī)療和社區(qū)醫(yī)療的發(fā)展，很難為醫(yī)患提供準(zhǔn)確全面的診斷決策和保健措施。而遠(yuǎn)程醫(yī)療和社區(qū)醫(yī)療則是化解我國(guó)當(dāng)前看病難，看病貴問(wèn)題的一個(gè)很好的解決方案。它使得我們能夠更合理配置醫(yī)療資源，讓患者少排隊(duì)，讓醫(yī)生可以高效的提供醫(yī)療服務(wù)，患者一般的病癥可以直接在社區(qū)、甚至在家里就得到診治，而較為嚴(yán)重的病癥則轉(zhuǎn)去較大的醫(yī)院進(jìn)行診治，做到小醫(yī)院看小病，大醫(yī)院看大病，一切以患者為中心。當(dāng)社區(qū)醫(yī)院不能給患者提供必要的治療時(shí)，患者的信息應(yīng)準(zhǔn)確、全面的提供給高等級(jí)醫(yī)院，以便于快速、高效的做出正確的診治方案，這里醫(yī)療過(guò)程的連續(xù)性和病患信息的全面準(zhǔn)確必須體現(xiàn)在醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立上。

1、概述和研究背景

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用發(fā)展而產(chǎn)生的。從19世紀(jì)50年代末開(kāi)始,數(shù)據(jù)管理技術(shù)就一直是計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)和研究課題。利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:(1)人工管理階段;(2)文件系統(tǒng)階段;(3)數(shù)據(jù)庫(kù)階段。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的起源則在60年代中期,其發(fā)展始終以數(shù)據(jù)模型的發(fā)展為主線。按著數(shù)據(jù)庫(kù)模型的進(jìn)展情況,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展可以劃分為三代:(1)第一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),即層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng);(2)第二代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),即關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(RDBMS);(3)第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),即面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成:數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和應(yīng)用程序。目前關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的使用范圍最廣，人數(shù)也最多，不過(guò)針對(duì)某些特殊需求一般的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)則無(wú)能為力，比如醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括兩種，一是醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它包括了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)及中藥學(xué)等生物醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域的文獻(xiàn)這種數(shù)據(jù)主要是提供有自由詞，中文文題，英文文題，作者，摘要，參考文獻(xiàn)，期刊名，出版年期，文獻(xiàn)類型，特征詞等的檢索，這類醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)和一般的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)沒(méi)有太大區(qū)別；二是醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)，這種數(shù)據(jù)庫(kù)用于記錄病人全面詳細(xì)的信息，主要用來(lái)支持醫(yī)生的診斷，使得醫(yī)生可以對(duì)醫(yī)療全過(guò)程（FullMedicalProcesses）進(jìn)行規(guī)范、監(jiān)督、控制、管理和分析統(tǒng)計(jì)。這種數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通過(guò)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)形式已經(jīng)無(wú)法滿足要求。

2、國(guó)外的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀

外國(guó)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)研究起步較早，已經(jīng)取得了相當(dāng)多的成果，像美國(guó)國(guó)家醫(yī)學(xué)圖書館(NationalLibraryofMedicine)的可視化人體項(xiàng)目，他們通過(guò)獲取男性和女性的1mm間隔的CT和MRI數(shù)據(jù)，用于醫(yī)學(xué)教育和科研；美國(guó)的EMBBS醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)也主要用于教學(xué)和管理信息，該數(shù)據(jù)庫(kù)擁有大量實(shí)用的臨床照片、X光照片、文章、工作指南以及臨床信息等;南佛羅里達(dá)大學(xué)的乳房圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)用于為研究機(jī)構(gòu)提供乳房圖像，促進(jìn)乳房圖像顯示技術(shù)及教學(xué)輔助工具的開(kāi)發(fā);類似的還有Rorida的病理學(xué)者Dr.JohnMinarclk首先開(kāi)創(chuàng)的腫瘤圖像數(shù)據(jù)庫(kù)(Tumorboard)，美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)等。

3、醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的需求與設(shè)計(jì)

3.1醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的需求和工程數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)

數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心，醫(yī)學(xué)臨床信息需要處理的數(shù)據(jù)具有一些特點(diǎn)：（1）類型比較復(fù)雜，既有傳統(tǒng)的數(shù)值和文字，還有大量的臨床照片、X光照片等信息，以后還可能進(jìn)一步的有視頻和音頻信息需要存貯，類型多，所需的存儲(chǔ)空間大；（2）臨床數(shù)據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的版本管理，應(yīng)該能夠體現(xiàn)出整個(gè)的診斷過(guò)程；（3）臨床數(shù)據(jù)之間往往具有豐富的關(guān)聯(lián)語(yǔ)義。這些特點(diǎn)和工程數(shù)據(jù)庫(kù)有很多相似之處，這使得在進(jìn)行醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)建立的過(guò)程中可以參考借鑒工程數(shù)據(jù)庫(kù)的理論和知識(shí)。工程數(shù)據(jù)庫(kù)是面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，能夠支持復(fù)雜對(duì)象(如圖形數(shù)據(jù)和工程設(shè)計(jì)文檔)的表示和處理;可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)類型;支持復(fù)雜多樣的工程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和集成管理;變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)實(shí)體的處理;工程長(zhǎng)事務(wù)和嵌套事務(wù)的并發(fā)控制和恢復(fù);設(shè)計(jì)過(guò)程中多個(gè)不同數(shù)據(jù)版本的存儲(chǔ)和管理;支持模式的動(dòng)態(tài)修改與擴(kuò)展和支持多種工程應(yīng)用程序等。以上的工程數(shù)據(jù)庫(kù)功能的實(shí)現(xiàn)方式都可以用來(lái)指導(dǎo)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。

3.2醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

醫(yī)學(xué)臨床數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)不僅需要數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)，還需要圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)。最終的系統(tǒng)模型不僅需要處理一般的數(shù)據(jù)，還要支持醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)有效存儲(chǔ)、傳輸、檢索和管理。在檢索上，也不應(yīng)該限于病人信息和圖像基本信息的基于文本的查詢，還要能實(shí)現(xiàn)在海量圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中研究高效的基于醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)容的查詢，包括特征的提取、相似性度量及高維索引結(jié)構(gòu)(特征的組織)等。這就使得數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)必要做到以下幾點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)的建模必須能夠支持復(fù)合對(duì)象，封裝性和繼承性(包括多重繼承)；（2）支持重載和聯(lián)編，允許在為不同的類定義各自的操作時(shí)有重名的現(xiàn)象，應(yīng)用時(shí)不管對(duì)象是什么，均啟動(dòng)同一操作名，而由系統(tǒng)根據(jù)具體的對(duì)象判定應(yīng)怎樣操作；（3）支持事務(wù)管理包括并發(fā)和恢復(fù)。要在事務(wù)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性和完整性。在事務(wù)執(zhí)行的過(guò)程中不能簡(jiǎn)單地對(duì)失敗的操作進(jìn)行放棄，要建立一套新的流程適應(yīng)臨床事務(wù)的特點(diǎn)；（4）支持版本管理，主要任務(wù)是對(duì)患者的歷史診斷過(guò)程進(jìn)行記錄和維護(hù)。需要每一個(gè)版本的內(nèi)容保持相對(duì)的獨(dú)立性和一致性，還需要能在各個(gè)版本間方便的進(jìn)行切換。（5）支持檢索查詢功能，這不光要求處理能力對(duì)處理效率也要達(dá)到一定的要求。為適應(yīng)實(shí)際的需要，可以使用兩種對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行檢索的方式。一是導(dǎo)航式，定義一個(gè)入口，讓用戶可以直接獲取與這個(gè)入口對(duì)應(yīng)的對(duì)象的全部組成信息。二是相聯(lián)式查詢，根據(jù)用戶提供的條件，到數(shù)據(jù)庫(kù)的環(huán)境中查詢符合條件的對(duì)象。由于臨床數(shù)據(jù)庫(kù)具有更豐富的語(yǔ)義，因此相聯(lián)查詢條件往往需要具有復(fù)雜的形式，如包含嵌套屬性、繼承關(guān)系和方法等。

4、總結(jié)和展望

本文分析了醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的需求，提出了實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方向。醫(yī)學(xué)臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)不應(yīng)該是一個(gè)僅僅存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單信息庫(kù),它將會(huì)是現(xiàn)代數(shù)字化醫(yī)院的醫(yī)療和管理核心，不光能對(duì)臨床診療過(guò)程和數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和共享，而且可以提供對(duì)臨床事物的支持,比如可以以臨床知識(shí)庫(kù)、藥品知識(shí)庫(kù)、循證醫(yī)學(xué)為基礎(chǔ)，同時(shí)輔助以公共衛(wèi)生、心理治療與干預(yù)等，為醫(yī)生對(duì)患者的診斷、治療提供支持。另外還可以以臨床路徑、以及臨床評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)，為醫(yī)生對(duì)患者疾病的整個(gè)治療過(guò)程的計(jì)劃、規(guī)劃和評(píng)價(jià)進(jìn)行支持，進(jìn)一步的可以支持臨床數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計(jì)、挖掘以及臨床科研。數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息應(yīng)該進(jìn)一步的和數(shù)據(jù)挖掘聯(lián)系起來(lái)，對(duì)所保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的關(guān)系和規(guī)則，并根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,臨床信息數(shù)據(jù)庫(kù)終將深入我們的生活,并為醫(yī)生能高效的、高質(zhì)量的診斷提供良好的幫助。