醫(yī)療大數(shù)據(jù)服務平臺解決方案與實踐

單/擊/此/處/添/加/副/標/題/內(nèi)/容醫(yī)療大數(shù)據(jù)服務平臺解決方案與實踐醫(yī)療健康行業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)與對策對策挑戰(zhàn)支出現(xiàn)狀急劇升高的醫(yī)療支出老齡化帶來的慢性疾病醫(yī)療人員短缺醫(yī)療欺詐……2013年醫(yī)療衛(wèi)生總支出為31

668億元，較2012年上升12.6%，且連續(xù)8年每年增長超過10%支出的1/3被浪費而沒有用于改善醫(yī)療:不必要的醫(yī)療服務昂貴的醫(yī)療費用醫(yī)療欺詐錯失預防的機會行政浪費……醫(yī)療數(shù)據(jù)作為一種戰(zhàn)略資產(chǎn)，分析數(shù)據(jù)以達到提高診斷準確度、提高療效、降低費用、應對挑戰(zhàn)2PACSHISEMRLIS健康穿戴護理來源醫(yī)療數(shù)據(jù)來源與特點特點時序性主觀性病程記錄、診斷描述等具有較大的主觀性，不易標準化，且可能會有偏差和缺失結構化：各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)等多樣性

半結構化：病程記錄數(shù)據(jù)非結構化：影像數(shù)據(jù)等醫(yī)囑：臨時與長期醫(yī)囑反應服藥變化信息護理：反應每天身體指標變化信息歷史信息：就診史、既病史、家族史…隱私性患者病情屬于個人隱私內(nèi)部病情討論與治療方案信息不能泄露海量數(shù)據(jù)長期保存健康穿戴設備興起，數(shù)據(jù)量急劇增長符合大數(shù)據(jù)的特征醫(yī)療信息化發(fā)展進程階段一：醫(yī)院管理信息化階段二：醫(yī)院臨床信息化階段三：醫(yī)院集成/區(qū)衛(wèi)平臺整合不同業(yè)務信息系統(tǒng)，互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享以患者為中心的信息系統(tǒng)---

LIS、RIS、PACS、EMR等門診、住院流程及收費為主的信息系統(tǒng)---HIS為主PACSRISHRPHISLISEMRRHINHIP當前階段數(shù)據(jù)集中與共享，使得醫(yī)療大數(shù)據(jù)的分析與應用逐步成為可能基于疾病模型和特征快速篩選，如:糖尿病前列腺肝炎睡眠呼吸暫停……輔助診斷，如基于心電圖、腦電波或影像的分析等，輔助診斷:心臟病胸部疼痛風濕性疾病......基于歷史數(shù)據(jù)循證分析，選擇最佳的治療方案，如:糖尿病的用藥劑量預測高血壓指標控制與靶器官損害……如:AIDS病人存活時間預測早產(chǎn)風險預測心臟手術風險預測脊髓損傷后預測移動乳癌預測等疾病篩查疾病診斷疾病治療病情預報流行病研究醫(yī)療衛(wèi)生管理病情分析與風險評估，發(fā)現(xiàn)流行疾病的發(fā)病模式，疾病之間的相關性等，如：評估內(nèi)陸城市的哮喘模型，預測相似人口城市的爆發(fā)得疾病A后，得疾病B的概率優(yōu)化資源分配，輔助規(guī)劃，如：預測病人量救護車運行量預測住院時間長短醫(yī)保費用欺詐識別等居民就醫(yī)機構因素分析醫(yī)療數(shù)據(jù)價值充分挖掘醫(yī)療大數(shù)據(jù)蘊藏巨大價值，數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計檢驗成為最關注的需求醫(yī)療大數(shù)據(jù)其它應用需求客戶類型業(yè)務場景業(yè)務需求大數(shù)據(jù)價值區(qū)衛(wèi)平臺1.

健康檔案、電子病歷向居民開放國家要求，數(shù)據(jù)開放居民查詢傳統(tǒng)RDB無法支撐高并發(fā)查詢2.

衛(wèi)生管理BI分析衛(wèi)生局統(tǒng)計報表分析，支持監(jiān)管、藥品控制，績效考核等快速分析、共享數(shù)據(jù)平臺3.

EMR/EHR檔案檢索衛(wèi)生管理人員隨機查詢檔案，如查詢相似疾病集（類似區(qū)衛(wèi)平臺內(nèi)的搜索引擎）傳統(tǒng)RDB無法支持醫(yī)院集成平臺1.

臨床科研平臺EMR、HIS、LIS、PACS信息整合，供醫(yī)生分析科研、檢索、查詢傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫實現(xiàn)復雜2.

綜合信息檢索根據(jù)關鍵字快速查詢歷史類似病情與診療病歷傳統(tǒng)RDB無法支持3.

醫(yī)院運營BI分析醫(yī)院床位管理、人流趨勢；績效、藥品監(jiān)管等快速、共享數(shù)據(jù)平臺醫(yī)院/區(qū)域影像中心1.

影像存儲、調(diào)閱可擴展的存儲，歸檔影像快速調(diào)閱、備份、容災分布式存儲、可擴展性，并發(fā)查詢性能2.

影像處理加速影像的自動化分析，三維重構并行加速，提升區(qū)域影像云高并發(fā)訪問下用戶體驗疾控中心1.

疫情信息即時查詢查詢歷史疫情信息，指導疫情防治大數(shù)據(jù)量下的快速響應2.

疫情傳播控制建立疫情傳播模型、人員流動預測、預警并行分析、建模，快速響應健康管理1.慢病監(jiān)測、提醒、推薦實時監(jiān)測，個性化防治，精準醫(yī)療大規(guī)模實時處理，實時決策挑戰(zhàn)身份信息患者隱私治療方案……疾病治療是個過程，無法確定當前所開處方一定是有效的…….建模困難信息孤島與標準，建立臨床數(shù)據(jù)中心困難數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、空值、異常值多大數(shù)據(jù)技術復雜，易用性待增強影像心電醫(yī)囑電子病歷基因穿戴設備…….醫(yī)療大數(shù)據(jù)應用挑戰(zhàn)sexpectationActivitySWtrierealmesssSoPcoiawlerAGnarolyutpicsBGuyaimngification3DImagePrintingContexRt-eEcnorgicnhietiodnSpeSeecrhv-itcoe-sSpeechTranslatioInnternet

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Enlightenment2011Plateau

ofProductivityMobile"BigData"

anRdoEboxtsemeProcIensfosrimngaationndManagementYeadleoDesktopVirtus

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orlds CoE-BookatiReaderschnology Peak

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of SloTrigger Inflated DisillusionmenExpectations ttimearsto

mainstreamspstithonan:2years2to

5

years 5to10

yearsmorethan

10yearsobsoletebefore

plateau大數(shù)據(jù)從概念技術炒作轉向商業(yè)價值探索Gartner

新興技術

Hyper

曲線

(2011年) Gartner

新興技術

Hyper

曲線

(2014年)開放多元、多維、多渠道、異型數(shù)據(jù)聚焦提煉有效數(shù)據(jù)、釋放商業(yè)價值概念技術商業(yè)價值Hadoop已成為大數(shù)據(jù)事實標準Share

Nothing架構開放,、全球生態(tài)統(tǒng)一處理結構化、半結構化、非結構化數(shù)據(jù)高性能、實時Content醫(yī)療大數(shù)據(jù)需求與挑戰(zhàn)華為醫(yī)療大數(shù)據(jù)解決方案大數(shù)據(jù)實踐分享華為大數(shù)據(jù)平臺介紹1234醫(yī)療詞典醫(yī)療大數(shù)據(jù)整體解決方案批處理、準實時醫(yī)療生產(chǎn)數(shù)據(jù)電子病歷健康檔案診療藥品影像費用移動可穿戴設備采集數(shù)據(jù)調(diào)閱病歷/影像（醫(yī)生）患者瀏覽健康檔案（居民）XX信息查詢（第三方機構）醫(yī)療大數(shù)據(jù)開放（實時并發(fā)查詢）大數(shù)據(jù)挖掘平臺Miner大數(shù)據(jù)并行處理平臺FusionInsightHD大數(shù)據(jù)存儲基礎設施OceanStorN9000分布式文件系統(tǒng)(NFS/CIFS/HDFS)ZookeeperHive/Impala機器學習算法庫(聚類/分類/回歸/文本分析/圖分析)SparkYarnMapReduceHDFS/LoaderHBaseOozie數(shù)據(jù)建模可視化控件特征工程 分析建模慢病特征庫 慢病管理模型心電特征庫 心電預測模型 分詞算法與特征提取臨床科研平臺……醫(yī)療應用醫(yī)療行業(yè)能大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)源健康管理?藥品廣告?個性化治療?慢病防治建議通知/告警/推薦XX病推薦模型力 …XX病信息推薦規(guī)則實時處理實時決策引擎流計算平臺FusionInsightStreaming區(qū)衛(wèi)平臺、醫(yī)院集成平臺、區(qū)域影像循證決策管理（衛(wèi)生管理） ?績效考核臨床循證醫(yī)學分析（醫(yī)生） ?醫(yī)療費用分析藥物、流行病學分析等 ?藥品監(jiān)管等醫(yī)療大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與挖掘 醫(yī)療大數(shù)據(jù)BI分析疾控中心?相似病歷查詢?疫情查詢Ad-hoc查詢復雜查詢MPP數(shù)據(jù)庫R基于大數(shù)據(jù)的臨床科研平臺解決方案醫(yī)囑信息…患者基本信息患者健康信息患者就診信息檢驗信息護理信息VS傳統(tǒng)模式（星形或雪花）與大數(shù)據(jù)平臺模式（大表）的臨床數(shù)據(jù)倉庫模式對比非結構化數(shù)據(jù)轉結構化處理Hadoop平臺HISEMRLIS...導入PACS移動護理EMR/HIS/LIS患者健康信息患者基本信息檢驗信息ETL…….高血壓糖尿病臨床數(shù)據(jù)倉庫 分析主題數(shù)據(jù)集市…….高血壓并發(fā)癥相關因素分析高血壓控制藥物劑量預測分析課題特征庫醫(yī)囑信息模型訓練分類回歸相關性……統(tǒng)計分析與挖掘醫(yī)院業(yè)務系統(tǒng) 臨床科研平臺數(shù)據(jù)庫 導入的原始數(shù)據(jù)…患者就診信息基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析、挖掘解決方案對接商用分析軟件集成開源分析工具RFusionInsight

Hadoop數(shù)據(jù)處理平臺并行化機器學習算法庫(HIMM/Mahout/MLlib/HiGraph)可視化FusionInsight

Miner行業(yè)應用使能器（Enabler）金融行業(yè)模型使能套件醫(yī)療行業(yè)模型 使能套件

①數(shù)據(jù)探索 ②特征工程 ③

建模分析SparkR

接口CSV文件輸入疾病、病患標簽管理電信行業(yè)模型使能套件臨床醫(yī)學詞典臨床科研字典臨床流水型特征提取疾病分析模型 輔助診斷引擎病歷文本特征提取臨床科研庫

主題集市

課題特征項病歷全文全數(shù)據(jù)檢索13基于大數(shù)據(jù)的臨床輔助決策支持醫(yī)療數(shù)據(jù)處理整合+數(shù)據(jù)平臺+離線挖掘推薦引擎（推薦算法實時計算）在線診斷單元在線診斷單元在線診斷單元在線診斷單元患者數(shù)據(jù)疾病模型患者歷史病情與診斷信息高速緩存快速查詢專家規(guī)則系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)處理與分發(fā)醫(yī)院業(yè)務系統(tǒng)（HIS、EMR等，如HIS中醫(yī)生點擊開立醫(yī)囑觸發(fā)信息上傳）診斷請求患者癥狀與檢驗數(shù)據(jù)規(guī)則庫導入離線分析系統(tǒng)在線診斷系統(tǒng)醫(yī)院業(yè)務系統(tǒng)（Redis+Hbase）診斷建議即時響應醫(yī)療影像大數(shù)據(jù)存儲/查詢解決方案HDFS

RaidAppendable-SequenceFile小文件合并存儲HBaseLike

APIHBaseFile

SystemHBaseASFHDFSHBaselike

API定位醫(yī)療影像數(shù)據(jù)分布式存儲與快速查詢解決方案高效存儲支持Appendable-SequenceFile小文件合并存儲支持HDFS-RAID和高效Erasured

Code算法快速查詢HBase和HDFS小文件存儲方案相結合，提供快速查詢易開發(fā)提供類HBase

API接口，用戶無需感知文件底層存儲方式高可靠提供HFDS容災方案無限可擴展基層醫(yī)療機構A基層醫(yī)療機構B影像設備前置機前置機影像設備PACS系統(tǒng)影像存儲IP鏈路區(qū)域影像中心功能基于大數(shù)據(jù)的智慧移動醫(yī)療解決方案$遠程醫(yī)療術后監(jiān)測慢病管理智慧移動醫(yī)療應用軟件④大數(shù)據(jù)分析與實時推薦平臺 ⑥① ①華為智慧醫(yī)療平臺多媒體統(tǒng)一通信 IoT平臺一體化網(wǎng)關 家庭網(wǎng)（視頻會議+數(shù)據(jù)采 ⑤ 關集） ⑤③醫(yī)療數(shù)據(jù)采集器 醫(yī)療小推車② 專業(yè)醫(yī)療設 ② 家用醫(yī)療/可穿戴 ③系列化會議軟硬終端 備 PC/Pad/手機(軟終端) 健康設備華為提供 第三方合作伙伴提供 注：華為提供SDK嵌入終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集標準化患者信采集患者病情指導數(shù)據(jù)分析大數(shù)據(jù)全生命周期解決方案數(shù)據(jù)洞察平臺大數(shù)據(jù)基礎設施數(shù)據(jù)集成平臺收集清洗轉換FusionInsight應用接口封裝與能力層

SQL,

NoSQL,

Search應用使能套件電信金融行業(yè)應用醫(yī)療APIAPI網(wǎng)絡通用X86

服務器Manager統(tǒng)一管理Miner百萬維特征管理與建模、算法并行化基礎數(shù)據(jù)處理平臺MPPDB海量結構化數(shù)據(jù)實時流處理內(nèi)存迭代離/近線處理安全設備FusionInsightHadoop競爭力關鍵優(yōu)化點編號可靠全系統(tǒng)HA1集群異地容災方案2數(shù)據(jù)備份恢復3業(yè)務過載控制4安全OS安全加固5統(tǒng)一賬號管理6基于賬號、角色的權限管理7數(shù)據(jù)加密保護8易用GUI界面、向?qū)桨惭b升級工具9健康檢查和日志收集工具10工作流11原生接口二次封裝12高效性能提升3-10倍MR任務調(diào)度算法優(yōu)化13聚簇表14二級索引15并行數(shù)據(jù)導入工具16HDFSZKOSHiveOozieKRBManagerToolkit北向 向?qū)Ц婢?日志監(jiān)控 配置安裝 升級健康檢查工具方案多租戶方案MR

34異地容災方案2數(shù)據(jù)備份/恢復78591011數(shù)據(jù)備份工具數(shù)據(jù)導入工具161566LDAP3安全解決方案FusionInsight

Hadoop Solutions334HBase12714151Spark713基于開源，面向企業(yè)級的工程化優(yōu)化，兩方面：1、組件強身健體；2、面向應用和管理的解決方案和工具。精細化安全管理，加強數(shù)據(jù)安全多租戶訪問數(shù)據(jù)安全操作日志審計應用層安全防敏內(nèi)感外信網(wǎng)息隔泄離露基礎設施安全安 全可 靠智 慧易 用組件日志審計審計日志類別審計日志內(nèi)容OM審計日志用戶管理、集群管理、服務管理、實例管理、主機管理、維護管理等操作日志HBaseDDL語句、DML語句、HBase維護命令、權限控制等操作日志Hive元數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)維護、權限管理等操作日志HDFS權限管理、文件操作等操作日志MapReduce程序運行（啟動、停止、查詢Container）的操作日志Loader登錄、任務管理等操作日志Hue用戶登錄或注銷信息Zookeeper用戶登錄、任務流管理、任務流狀態(tài)變化信息FTP-Server用戶登錄，文件操作（刪除，上傳，chmod，chown）信息安 全可 靠智 慧易 用敏感數(shù)據(jù)加密存儲HDFSHive/HBase敏感數(shù)據(jù)寫入加密/解密敏感數(shù)據(jù)讀取*(&@#$^%!%$#$!(*^&*^*5!$!@^%$^!$!%#$@%#!!$#@!非敏感數(shù)據(jù)非敏感數(shù)據(jù)DB Files外部數(shù)據(jù)源HiveHBase組件加密加密后的數(shù)據(jù)內(nèi)部數(shù)據(jù)在Hadoop中，數(shù)據(jù)缺省是明文存放，這樣會導致某些敏感數(shù)據(jù)存在泄密的安全隱患。應用場景解決方案用戶可將敏感數(shù)據(jù)存儲在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中表、列級別的細粒度控制支持算法的多樣性，系統(tǒng)更安全業(yè)務透明，加解密過程業(yè)務無感知Hive支持對表、列加密Hbase支持對表、列族和列加密支持AES、國密算法SM4、RC4等加密算法，同時允許使用用戶自定義的加密算法客戶價值安 全可 靠智 慧易 用可靠性保證系統(tǒng)可靠性所有組件無單點故障，故障自動恢復，所有組件管理節(jié)點實現(xiàn)HA業(yè)務狀態(tài)監(jiān)控，避免單節(jié)點/進程的亞健康、僵死導致業(yè)務中斷租戶資源隔離和任務優(yōu)先級調(diào)度避免系統(tǒng)業(yè)務阻塞升級維護，業(yè)務不中斷數(shù)據(jù)可靠性支持跨數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)備份支持硬盤熱插拔、數(shù)據(jù)掉電保護HDFS采用CRC32C校驗數(shù)據(jù)的正確性支持與第三方備份系統(tǒng)集成支持多租戶訪問全系統(tǒng)數(shù)據(jù)持久度可達5個9，雙容災集群的數(shù)據(jù)持久度達7個9可 靠智 慧易 用安 全Hadoop

clusterNAS…異地災備表級別集群在線備份，用于在線業(yè)務故障災備數(shù)據(jù)恢復批量導出本地備份支持庫級別本地備份、批量導出和數(shù)據(jù)恢復，支持全量、增量兩種模式。用于集群故障、人為誤操作導致的數(shù)據(jù)丟失本地備份LdapServerHMHMHDFSRSRSHBaseLdapServerHMHMHDFSRS RSRSRSHBaseRSHLog

SyncAuthenticationData

Sync跨數(shù)據(jù)中心容災備份可 靠智 慧易 用安 全基于開源內(nèi)核做功能增強可 靠智 慧易 用安

全CTBase表/索引聚簇、二級索引，降低查詢IO,

百億條信息查詢秒級響應文件同分布，查詢時延相比傳統(tǒng)方法快5~100倍HBase冷列合并，降低數(shù)據(jù)膨脹率創(chuàng)建增強的Hive索引，查詢性能翻倍Spark引入sort-based

shuffle，降低系統(tǒng)開銷，提升性能優(yōu)化后的HiGraph算法庫相比開源MLLIB提速3倍以上速度更快HBase的表設計工具，簡化業(yè)務開發(fā)，可以開發(fā)復雜的多表業(yè)務可視化數(shù)據(jù)表建模，降低HBase使用門檻基于Storm提供CQL語言，降低流處理業(yè)務的開發(fā)門檻開發(fā)更簡單HDFS提供FTP方式與Hadoop集群交換數(shù)據(jù)SparkSQL提供外部數(shù)據(jù)源接口，方便對接Phoenix增強,更通用SparkSQL支持列存格式，使用更靈活Spark使用通用API適配外部數(shù)據(jù)源接口功能更強MPPDB，海量結構化數(shù)據(jù)快速查詢分析

準實時檢索：百億級數(shù)據(jù)記錄秒級檢索查詢能力。彈性擴展：支撐PB級別容量擴展，計算資源按需擴展。行列混存：支持行存儲和列存儲兩種存儲模型，用戶可根據(jù)應用場景選擇。易 用安

全 可 靠 智 慧DataNodeLocal

DataDataNodeLocal

DataDataNodeLocal

Data…………應用程序JDBC/ODBCCCoCoooorodrdrindinainatoatotror

rGMDOMSCMSGTMFusionInsight

MPPDBMiner，讓數(shù)據(jù)慧說話金融行業(yè)模型使能套件電信行業(yè)模型使能套件醫(yī)療行業(yè)模型使能套件一站式平臺支撐數(shù)據(jù)分析全流程讓大數(shù)據(jù)探索和洞察變得簡單端到端分析平臺特征復用，

基于分布式內(nèi)存計算，支持百萬維度特征分析特征工程/社交化開發(fā)過程封裝成圖形化算子，

無需任何代碼圖形化控件自研HiGraph

算法庫,比開

源Mllib算法庫

快3~5倍高性能算法庫與R無縫對接,

支持與SAS、SPSS等對接開放性提供基于業(yè)務問題驅(qū)動的閉環(huán)解決方案業(yè)務驅(qū)動可 靠智 慧易 用安

全FusionInsight

MinerHDFSStormMapReduceYARN/ZookeeperSparkHbaseStructured

DataComplexEvent

Process3rdParty

orcustomizedwordloadMPP

DBBatchProcessingHiveInteractiveAnalyticsImpalaElkCQLPhoenixComplexEventProcessSpark

SQLSQLonHadoop能力，傳統(tǒng)業(yè)務易移植可 靠智 慧易 用安

全FusionInsightSQL

on

Hadoop

能力全景ELK：最佳交互式SQL引擎查詢、報表、統(tǒng)計…DataHDFSSQL

引擎SQL

引擎SQL

執(zhí)行器LoaderManagerELK結構化數(shù)據(jù)分析挖掘、機器學習…半/非結構化數(shù)據(jù)分析挖掘