醫(yī)院信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用研究

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摘要：數(shù)據(jù)挖掘采用先進(jìn)的模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，可以從海量的、無序的數(shù)據(jù)集中，發(fā)掘潛在的、有價值的信息，以便為用戶提供決策支撐。醫(yī)院信息化系統(tǒng)經(jīng)過多年的普及和應(yīng)用，已經(jīng)覆蓋了門診掛號、診斷治療、藥物器械、病房檔案等很多環(huán)節(jié)，提高了醫(yī)院信息化水平，也提高了患者滿意度。醫(yī)院信息系統(tǒng)運(yùn)行積累了海量數(shù)據(jù)，因此可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，分析診斷治療方案是否有效和藥物使用是否合理，提高醫(yī)院診斷治療水平，也可以提高藥物使用的合理性。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；醫(yī)院信息系統(tǒng)；診斷治療；藥物

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的快速發(fā)展，許多醫(yī)院引入了先進(jìn)的信息化系統(tǒng)，比如門診掛號系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、病房管理系統(tǒng)等，提高了醫(yī)院的信息化、自動化和共享化水平[1]。醫(yī)院信息系統(tǒng)經(jīng)過多年的運(yùn)行，也積累了海量的信息數(shù)據(jù)，這些歷史數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著無數(shù)的有價值信息，因此可以引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，構(gòu)建一個先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析模型，從而將這些知識信息挖掘出來，從而為診斷治療、藥物應(yīng)用提供決策支撐[2]。

1數(shù)據(jù)挖掘及其應(yīng)用分析

數(shù)據(jù)挖掘又被稱為知識發(fā)現(xiàn)，是人工智能的研究方向之一，基于模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計學(xué)、概率論等知識，構(gòu)建一個大數(shù)據(jù)分析模型，以便能夠從海量的數(shù)據(jù)中發(fā)掘隱含的和有價值的知識，為人們提供決策支撐[3]。數(shù)據(jù)挖掘經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)提出了很多先進(jìn)技術(shù)，比如分類、聚類等，應(yīng)用領(lǐng)域也日趨廣泛，數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)在電子商務(wù)、金融銀行、證券投資、網(wǎng)絡(luò)搜索等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，比如京東商城采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，根據(jù)用戶的購買習(xí)慣，自動化的為其推薦同類型或同價值商品，提高消費(fèi)者精準(zhǔn)定位能力。數(shù)據(jù)挖掘也可以在證券投資監(jiān)管中得到應(yīng)用，積極的發(fā)現(xiàn)非法分子投機(jī)行為，避免產(chǎn)生系統(tǒng)性的金融風(fēng)險，維護(hù)金融繁榮穩(wěn)定發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)搜索更是數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了圖片、視頻和文檔的智能化搜索，從而提高搜索的精準(zhǔn)程度。

2數(shù)據(jù)挖掘在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1醫(yī)院信息系統(tǒng)功能分析

互聯(lián)網(wǎng)時代，醫(yī)院信息化系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛普及，本文結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用的實(shí)際情況，舉例介紹門診掛號系統(tǒng)、診斷治療系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、病房管理系統(tǒng)[4]。（1）門診掛號系統(tǒng)?；颊哌M(jìn)入醫(yī)院之后，可以根據(jù)自己的初步癥狀選擇門診掛號，比如兒科、骨科、口腔科、泌尿科等，掛號系統(tǒng)可以為患者提供一個就診卡，該卡記錄了患者的基本信息，也為未來診斷治療信息訪問提供接口。（2）診斷治療系統(tǒng)?；颊邟焯柾瓿芍缶涂梢灶A(yù)約就診，醫(yī)師采集患者的基本口述診斷信息，開具影像檢查、血液檢查、藥物抓取等處方，此時患者可以攜帶就診卡完成各項檢測，診斷治療系統(tǒng)可以記錄這些信息，比如拍攝的CT片、核磁共振片、血檢結(jié)果等，醫(yī)生根據(jù)檢查結(jié)果確診。（3）藥品管理系統(tǒng)。醫(yī)院藥房管理的藥品種類和數(shù)量也非常多，藥劑師需要掌握藥品的位置、數(shù)量，以便能夠提高藥房藥品的使用效率，因此開發(fā)一個藥品管理系統(tǒng)。藥品管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)藥品的入庫、出庫、盤點(diǎn)等功能，以便幫助藥劑師針對藥房進(jìn)行分類管理，提高藥品管理的精準(zhǔn)程度，保證藥品種類和數(shù)量齊全。（4）醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)。醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)可以集成核磁共振設(shè)備、CT設(shè)備、CR設(shè)備、DR設(shè)備、MR設(shè)備、DSA設(shè)備，自動化的控制這些設(shè)備的開關(guān)、拍攝、移位等程序，同時采集這些設(shè)備的運(yùn)行信息、拍攝信息，同時也可以幫助醫(yī)師做出準(zhǔn)確的診斷。（5）病房管理系統(tǒng)。病房內(nèi)的醫(yī)療診斷、救治監(jiān)控設(shè)備非常多，比如多功能吊塔、多功能電動床、多參數(shù)中央監(jiān)護(hù)儀、有創(chuàng)帶無創(chuàng)呼吸機(jī)、除顫儀、心電圖機(jī)、床旁b超等，這些設(shè)備操作運(yùn)行也比較復(fù)雜，因此病房管理系統(tǒng)可以將這些設(shè)備集成在一起，以便能夠監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，同時可以管理醫(yī)院的所有病房和病床，以便提高病房周轉(zhuǎn)效率，記錄病房中患者的實(shí)時狀態(tài)，提高對病房的使用效率。

2.2數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用流程設(shè)計

醫(yī)院信息化系統(tǒng)經(jīng)過多年的運(yùn)行，其已經(jīng)積累了海量數(shù)據(jù)，因此可以采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提高醫(yī)院數(shù)據(jù)的挖掘和分析，為醫(yī)院提供一個強(qiáng)大的診斷治療決策支撐，從而可以保證企業(yè)的發(fā)展和壯大。本文引入的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其屬于有監(jiān)督的學(xué)習(xí)技術(shù)，具有較高的精確度。基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)院信息化系統(tǒng)包括六個關(guān)鍵層次，分別是輸入層、卷積層C1、池化層S1、卷積層C2、池化層S2和全連接層，相關(guān)結(jié)構(gòu)如圖1所示。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)院信息化系統(tǒng)過程中，每一層的功能及作用描述如下。（1）輸入層。輸入層的功能是實(shí)現(xiàn)醫(yī)院信息的預(yù)處理，可以刪除一些噪聲數(shù)據(jù)、非常安全的數(shù)據(jù)等，將數(shù)據(jù)進(jìn)行矩陣化操作，以便能夠顯示每一個數(shù)據(jù)包的類別，對其進(jìn)行歸一化處理，便于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理醫(yī)院信息。本文的輸入層可以接收各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包包括各類型的終端設(shè)備信息、傳輸路徑信息、交換機(jī)或路由器信息、服務(wù)器信息等，因此可以記錄數(shù)據(jù)包經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)每一個路徑節(jié)點(diǎn)。（2）卷積層。卷積層通常包括兩個關(guān)鍵操作，可以實(shí)現(xiàn)卷積網(wǎng)絡(luò)的局部關(guān)聯(lián)操作和窗口滑動操作。局部操作可以針對數(shù)據(jù)特征進(jìn)行過濾，滑動窗口可以完成卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征的提取，實(shí)現(xiàn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征分析，進(jìn)一步改進(jìn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確度。卷積層可以采用Sigmoid函數(shù)，函數(shù)擁有很強(qiáng)的收斂性，因此可以在很短的時間內(nèi)獲取數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果，避免過度擬合現(xiàn)象發(fā)生，可以大幅度提高醫(yī)院信息分析準(zhǔn)確度。（3）池化層。池化層可以壓縮卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的數(shù)據(jù)量，同時還可以減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的參數(shù)數(shù)量，避免卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算和處理時過度擬合。具體的，在卷積層處理的結(jié)果上，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以獲取數(shù)據(jù)包的病毒基因特征，這些特征數(shù)據(jù)采取池化操作之后就可以計算某一個局部卷積特征平均值，也可以計算最大值或最小值，利用這些值可以針對卷積層獲取的特征數(shù)量進(jìn)行過濾，從而可以降低分類器的計算復(fù)雜度，充分的減少過度擬合發(fā)生的概率。（4）全連接層。全連接層是一個分類器，其可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的結(jié)果輸出到全連接層，這樣就可以直接為網(wǎng)絡(luò)安全防御提供決策支撐。全連接層目前實(shí)現(xiàn)的接口非常豐富，這些接口數(shù)據(jù)包括可視化接口、圖像曲線接口等，可以將其與醫(yī)院信息系統(tǒng)集成在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和共享，將其輸出到系統(tǒng)交互界面上，可以幫助決策者更加直觀的瀏覽卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理結(jié)果。

3結(jié)束語

醫(yī)院信息系統(tǒng)引入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這個數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠基于有監(jiān)督學(xué)習(xí)思路提高數(shù)據(jù)挖掘的精確度，為醫(yī)生、護(hù)士或管理人員提供正確的決策支撐，也提高了醫(yī)院信息系統(tǒng)的智能化和自動化水平，具有重要的作用和意義。

參考文獻(xiàn)

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作者：祝曉娟 單位：赤峰學(xué)院附屬醫(yī)院