王梓民

摘要??? 本文采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)“未病人群”健康檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的分析，依據(jù)病例大數(shù)據(jù)，構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型，推進(jìn)健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，從而科學(xué)的評(píng)估自身健康狀況及存在風(fēng)險(xiǎn)，合理的管理健康指標(biāo)，并及時(shí)進(jìn)行健康干預(yù)。本研究提出的方法在一定程度上提高了量化評(píng)估結(jié)果，縮短建模時(shí)間，使臨床醫(yī)生針對(duì)特定人群制定相應(yīng)策略;提高醫(yī)生工作效率，使新型中醫(yī)診療方法不斷繼承、創(chuàng)新、發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】中醫(yī)治未病 貝葉斯算法 病例大數(shù)據(jù) 機(jī)器學(xué)習(xí)

“上工（醫(yī)）治未病”最早源自于古典醫(yī)籍《黃帝內(nèi)經(jīng)》。中醫(yī)“治未病”作為一個(gè)中國(guó)幾千年前就已經(jīng)提出的概念，不僅彰顯了中國(guó)傳統(tǒng)文化的最高智慧，更體現(xiàn)了中國(guó)古代勞動(dòng)人民對(duì)生命的深切關(guān)懷和對(duì)生命本質(zhì)的探究。

“治未病”主要思想是醫(yī)患雙方均采取積極主動(dòng)的措施防止疾病發(fā)生、發(fā)展、復(fù)發(fā)，即未病先防、既病防變和瘥后防復(fù)?！拔床　奔船F(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的亞健康，是指人體處于健康和疾病之間的一種狀態(tài)，但不符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有關(guān)疾病的臨床或亞臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)又稱信念網(wǎng)絡(luò)或是有向無(wú)環(huán)圖模型，是一種概率圖型模型，是貝葉斯算法的擴(kuò)展，是目前不確定知識(shí)表達(dá)和推理領(lǐng)域最有效的理論模型之一。一個(gè)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖（DirectedAcyclicGraph，DAG），由代表變量節(jié)點(diǎn)及連接這些節(jié)點(diǎn)有向邊構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)代表隨機(jī)變量，節(jié)點(diǎn)間的有向邊代表了節(jié)點(diǎn)間的互相關(guān)系（由父節(jié)點(diǎn)指向其子節(jié)點(diǎn)），用條件概率進(jìn)行表達(dá)關(guān)系強(qiáng)度，沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)的用先驗(yàn)概率進(jìn)行信息表達(dá)。節(jié)點(diǎn)變量可以是任何問(wèn)題的抽象，如：測(cè)試值，觀測(cè)現(xiàn)象，意見征詢等。適用于表達(dá)和分析不確定性和概率性的事件，應(yīng)用于有條件地依賴多種控制因素的決策，可以從不完全、不精確或不確定的知識(shí)或信息中做出推理。

利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)“治未病”健康普查，構(gòu)建治未病檢測(cè)平臺(tái)，通過(guò)患者將自己的實(shí)際情況通過(guò)終端錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集到的患者數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比融合，達(dá)到在沒(méi)有醫(yī)療專家干預(yù)的情況下，結(jié)合以往病例和獲取的患者數(shù)據(jù)對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，提醒患者一些注意事項(xiàng)或及時(shí)就醫(yī)等等。見圖1。

1 中醫(yī)治未病機(jī)器學(xué)習(xí)模型相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1 治未病研究現(xiàn)狀

中醫(yī)“治未病”思想對(duì)亞健康防治包括兩層含義：從健康到亞健康的預(yù)防和從亞健康到疾病的預(yù)防即所謂“未病先防”和“既病防變”。同時(shí)他還制定出干預(yù)亞健康“治未病”四部曲：

（1）精神調(diào)養(yǎng);

（2）合理飲食;

（3）強(qiáng)身健體;

（4）科學(xué)用藥。

治未病思想在臨床實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，一些醫(yī)院治未病中心發(fā)展已取得一定的成績(jī)，但仍不能滿足居民需求?！爸挝床　钡念A(yù)防學(xué)思想為亞健康的干預(yù)指明了方向，要預(yù)防亞健康狀態(tài)的出現(xiàn)，人應(yīng)學(xué)習(xí)順應(yīng)自然規(guī)律，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。由上可見，“治未病”理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)亞健康的防治有異曲同工之妙，為亞健康的診斷與治療提供了理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。美國(guó)疾病控制中心將亞健康人群定義為慢性疲勞綜合征。

1.2 病例大數(shù)據(jù)應(yīng)用醫(yī)療領(lǐng)域現(xiàn)狀

隨著醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)和高通量測(cè)序等醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的高速發(fā)展，醫(yī)療健康領(lǐng)域正逐步邁入“大數(shù)據(jù)時(shí)代”。醫(yī)療大數(shù)據(jù)包括居民行為健康等基本數(shù)據(jù)、電子病歷、診療數(shù)據(jù)、檢測(cè)報(bào)告、醫(yī)學(xué)影像、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。美國(guó)在2014年6月FDA公共數(shù)據(jù)開放項(xiàng)目openFDA正式上線，同時(shí)也制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和要求，以保護(hù)隱私和跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換安全;英國(guó)在2013年啟動(dòng)了醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)旗艦平臺(tái)care.date;加拿大在借助移動(dòng)大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立覆蓋全國(guó)的電子健康檔案、建立統(tǒng)一識(shí)別系統(tǒng)以及基礎(chǔ)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的研究。我國(guó)2006年始開始建設(shè)區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)，整合區(qū)域范圍內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)各類數(shù)據(jù)，通過(guò)十多年的探索在醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)方面已經(jīng)初步具備了基礎(chǔ)和規(guī)模，如上海率先建設(shè)了國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的三級(jí)醫(yī)院臨床信息共享工程——上海醫(yī)聯(lián)工程;2015年國(guó)務(wù)院和國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委等有關(guān)部門，陸續(xù)發(fā)布了一系列指導(dǎo)性文件，為醫(yī)療大數(shù)據(jù)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。

2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的功能模塊主要包括以下內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)采集：當(dāng)亞健康人群和患者進(jìn)行健康問(wèn)卷調(diào)查時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)中，為系統(tǒng)分析出的數(shù)據(jù)增加可信度。

（2）健康狀態(tài)辨識(shí)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：建立模型收集個(gè)人健康信息與病例大數(shù)據(jù)對(duì)比分析，利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)個(gè)人或群體的健康狀況進(jìn)行量化評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

（3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析：機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)，用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法，對(duì)病例大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取有用信息形成結(jié)論，使臨床醫(yī)生針對(duì)特定人群制定相應(yīng)策略。

（4）健康咨詢與指導(dǎo)：整合以往病例得出健康指數(shù)與生活飲食習(xí)慣的關(guān)系，結(jié)合實(shí)際情況為人們解答健康問(wèn)題，幫助評(píng)估對(duì)象了解自身真實(shí)健康狀況，指導(dǎo)其改變或修正不健康的行為;幫助人們避免消除心理、生理及社會(huì)各種非健康因素的影響，以促進(jìn)身心健康。

（5）健康干預(yù)：機(jī)器對(duì)以往病例進(jìn)行自動(dòng)分析，獲得普遍規(guī)律，并利用規(guī)律對(duì)未知數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)健康進(jìn)行干預(yù)，變被動(dòng)的疾病治療為主動(dòng)的疾病防控。形成了針對(duì)三大醫(yī)療人群（未病先防，既病防變，瘥后防復(fù)）、制定和運(yùn)用五大處方（運(yùn)動(dòng)、教育、藥物、心理、戒除不良嗜好）的整體模式，使其有計(jì)劃、有步驟的精準(zhǔn)實(shí)施。提高醫(yī)生工作效率;為政府機(jī)構(gòu)的決策提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

3 應(yīng)用方法及示例

3.1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)指不用隨機(jī)分析法（抽樣調(diào)查）這樣捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。其具有五種特點(diǎn)（IBM提出）：大量、高速、多樣、低價(jià)值密度、真實(shí)性。數(shù)據(jù)挖掘，它是數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)（KDD）中的一個(gè)步驟。

3.2 貝葉斯算法

貝葉斯分類算法是統(tǒng)計(jì)學(xué)的一種分類方法，它是一類利用概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)進(jìn)行分類的算法。貝葉斯算法基本公式：

其中：P（B）是B的先驗(yàn)概率或邊緣概率，不用考慮A方面的任何因素;P（B|A）是已知A發(fā)生后B的條件概率，也由于得自A的取值而被稱作B的后驗(yàn)概率;P（A）是已知B發(fā)生后A的條件概率，也由于得自B的取值而被稱作A的后驗(yàn)概率;P（A）是A的先驗(yàn)概率或條件概率，也稱作標(biāo)準(zhǔn)化常量。

3.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)示例

如圖2所示是一個(gè)簡(jiǎn)單的治未病貝葉斯網(wǎng)絡(luò)示例（以2型糖尿病為例），根據(jù)節(jié)點(diǎn)及其相互關(guān)系、條件概率，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)就可以表達(dá)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的概率，并能根據(jù)先驗(yàn)概率和節(jié)點(diǎn)計(jì)算出后驗(yàn)概率和其他節(jié)點(diǎn)的概率值。表1為圖2對(duì)應(yīng)的條件概率表。

3.4 構(gòu)建治未病危險(xiǎn)因素貝葉斯分析模型示例（以2型糖尿病為例）

如圖3所示，其中15個(gè)節(jié)點(diǎn)分別為1、年齡;2、身高體重（標(biāo)準(zhǔn)：男性標(biāo)準(zhǔn)體重=身高（cm）-105;女性標(biāo)準(zhǔn)體重=身高（cm）-100））;3、運(yùn)動(dòng);4、家族史;5、血脂（標(biāo)準(zhǔn)：總膽固醇：2.8～5.17mmol/L、甘油三酯：0.56～1.7mmol/L、膽固醇脂：2.8～5.17mmol/L）;6、隨機(jī)血糖（標(biāo)準(zhǔn)：空腹全血血糖：3.9～6.1毫摩/升、餐后1小時(shí)：6.7-9.4毫摩/升、餐后2小時(shí)：≤7.8毫摩/升）;7、空腹血糖;8、餐后2h血糖;9、葡萄糖劑量檢測(cè);10、糖化血紅蛋白檢測(cè);11、尿常規(guī);12、尿微量白蛋白測(cè)定;13、眼底;14、胰島素釋放試驗(yàn);15、是否患有糖尿病。

4 結(jié)果

本項(xiàng)目預(yù)期結(jié)果，預(yù)計(jì)系統(tǒng)走入醫(yī)院、社區(qū)，雖然在個(gè)別醫(yī)院已經(jīng)有類似“智慧醫(yī)療”的便民系統(tǒng)，但是這種“智慧醫(yī)療”有兩點(diǎn)不足：一是只能在醫(yī)院內(nèi)部使用;二是中醫(yī)“智慧醫(yī)療”市場(chǎng)占有率微乎其微。我們的系統(tǒng)改善了這兩點(diǎn)不足，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)一步完善和累加，大大增加系統(tǒng)估算的準(zhǔn)確率，也加強(qiáng)了互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)中醫(yī)之間的聯(lián)系。

5 結(jié)束語(yǔ)

2016年10月25日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》，其主題是“以促進(jìn)健康為中心，健康優(yōu)先、共建共享、預(yù)防為主，全方位、全周期維護(hù)人民健康，提高全民人均健康預(yù)期壽命、主要健康指標(biāo)和總體健康水平”。

世界各國(guó)醫(yī)療保健戰(zhàn)略逐步從疾病主導(dǎo)型向健康主導(dǎo)型轉(zhuǎn)變。當(dāng)前疾病譜出現(xiàn)的變化，西藥的毒副作用明顯，藥源性、醫(yī)源性疾病的防控，以及器質(zhì)性、慢性非傳染性疾病日增，新型流行性、傳染性疾病不斷出現(xiàn);醫(yī)藥科技的局限，環(huán)境污染的危害，生理和精神亞健康，醫(yī)療保健費(fèi)用負(fù)擔(dān)巨增。世界衛(wèi)生組織指出，健康不僅是軀體沒(méi)有疾病，還要心理健康、社會(huì)適應(yīng)良好和有道德。修補(bǔ)醫(yī)學(xué)的缺陷日益凸顯，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式正由生化醫(yī)學(xué)向“生物—心理—社會(huì)—環(huán)境”模式轉(zhuǎn)變。推行中西醫(yī)并重，充分發(fā)揮中醫(yī)治未病的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為群眾提供中醫(yī)健康咨詢?cè)u(píng)估、干預(yù)調(diào)理是新型中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不斷繼承與創(chuàng)新的發(fā)展方向。

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