梁敏

（江蘇省常州市第一人民醫(yī)院 江蘇省常州市 213003）

1 引言

大數(shù)據(jù)是一種先進(jìn)的分布式計算技術(shù)，其集成了云計算、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)倉庫等多種技術(shù)，可以從海量的數(shù)據(jù)中挖掘有價值的信息，提高人們決策的科學(xué)化和規(guī)范化。大數(shù)據(jù)目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，比如電子政務(wù)、金融銀行、電商網(wǎng)站、通信運(yùn)營等，構(gòu)建了各種類型的行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，比如電子政務(wù)大數(shù)據(jù)平臺、阿里巴巴大數(shù)據(jù)平臺、華為大數(shù)據(jù)中心等，針對各行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中化管理。

醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)經(jīng)過運(yùn)行和實踐積累的數(shù)據(jù)非常多，這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著很多有價值的知識信息，可以為醫(yī)用耗材管理提供決策支撐，比如構(gòu)建一個醫(yī)用耗材合理應(yīng)用和分析模型，該模型能夠準(zhǔn)確的分析某一個時段醫(yī)用耗材的使用是否合理，同時分析不合理產(chǎn)生的原因，為科學(xué)使用醫(yī)用耗材提供強(qiáng)大的智能化和數(shù)據(jù)化支撐。因此，本文首先分析醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)的功能，引入微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，同時構(gòu)建一個大數(shù)據(jù)分析模型，提高醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)的智能化、共享化和自動化。

2 醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)分析與設(shè)計

2.1 醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)分析

醫(yī)用耗材種類多、數(shù)量大，管理流程也非常復(fù)雜，不僅涉及到醫(yī)院各科室的領(lǐng)用，還涉及到供應(yīng)商的采購，傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)無法滿足實際需求，因此本文提出利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，設(shè)計一個醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)醫(yī)院的耗材管理工作進(jìn)行建模，導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯業(yè)務(wù)功能，并且使用微服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，不僅可以安裝運(yùn)行于PC 電腦，還可以部署在智能手機(jī)上，提高了醫(yī)用耗材管理的信息化、共享化和移動化。醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)的邏輯業(yè)務(wù)功能如圖1 所示。

合同管理是應(yīng)用耗材管理系統(tǒng)的功能之一，醫(yī)院可以與供應(yīng)商簽訂采購合同，將其錄入到系統(tǒng)中，一旦某一種材料需要發(fā)起采購，可以及時啟動合同管理流程，簽署合同信息。合同管理功能包括合同添加、合同修改、合同刪除。采購管理可以為醫(yī)院提供一個采購計劃，根據(jù)醫(yī)用耗材的使用情況，醫(yī)院可以制作采購單，錄入采購計劃，包括采購的產(chǎn)品、數(shù)量、供應(yīng)商，將其發(fā)送給醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)審核，審核完畢之后可以發(fā)送給企業(yè)。耗材入庫管理是指供應(yīng)商根據(jù)采購訂單將耗材發(fā)送到醫(yī)院之后，醫(yī)院需要檢驗和接受耗材并將其錄入到系統(tǒng)，如果檢驗不合格，則可以發(fā)起耗材退單功能，由供應(yīng)商審核通過之后進(jìn)行退貨處理；如果耗材檢驗合格，則可以將耗材入庫。耗材領(lǐng)用管理是各科室根據(jù)醫(yī)療業(yè)務(wù)的開展，到醫(yī)院庫房領(lǐng)取耗材，根據(jù)領(lǐng)用的具體種類和數(shù)量，實現(xiàn)耗材的出庫管理。發(fā)票管理提供醫(yī)院對企業(yè)發(fā)過來的發(fā)票進(jìn)行確認(rèn)的功能，單擊采購管理菜單下的發(fā)票管理，同時也可以實現(xiàn)采購發(fā)票的維護(hù)管理。二級庫管理功能是指耗材管理系統(tǒng)為每一個科室提供了子庫存管理功能，耗材領(lǐng)用到各個科室之后，耗材管理系統(tǒng)自動的將這些材料的數(shù)量和種類添加到二級庫，各科室可以實時的管理每一個庫存耗材。

圖1：醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)總體功能設(shè)計

2.2 醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)設(shè)計

醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)的用戶非常多，不僅包括PC 端用戶，還包括智能手機(jī)、平板電腦等移動設(shè)備端用戶，因此醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)需要提供可移植性和可靠性，本文提出引入微服務(wù)架構(gòu)，該架構(gòu)醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)劃分為三個層次，分別是用戶層、Web 服務(wù)層和數(shù)據(jù)層三個層次，微服務(wù)架構(gòu)非常適用于醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)，因該架構(gòu)更加適用于使用SQLServer 數(shù)據(jù)庫、Access 數(shù)據(jù)庫、JSP 動態(tài)頁面交互技術(shù)等開發(fā)醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)，可顯著提高醫(yī)用耗材的展示和邏輯業(yè)務(wù)加工能力，改善數(shù)據(jù)插入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)修改等的操作效率，提升醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)信息共享水平。微服務(wù)架構(gòu)適用的用戶層開發(fā)技術(shù)包括HTIM5 技術(shù)、JSP 技術(shù)、XML 技術(shù)和ASP .NET 技術(shù)，這些技術(shù)均可以提高用戶層的可伸縮性、自適應(yīng)能力。Web 服務(wù)層可以完成數(shù)據(jù)封裝解析和處理功能，大大增強(qiáng)應(yīng)用邏輯的解析處理能力。數(shù)據(jù)層可實現(xiàn)信息加工和存儲，方便各類型的數(shù)據(jù)庫接入系統(tǒng)。醫(yī)院耗材管理系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)，數(shù)據(jù)處理接口采用組件技術(shù)，組件可以提供事務(wù)處理語句，封裝數(shù)據(jù)庫索引機(jī)制和存儲程序機(jī)制。

圖2：基于深度學(xué)習(xí)的醫(yī)用耗材大數(shù)據(jù)應(yīng)用模型

3 大數(shù)據(jù)在醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)的應(yīng)用

醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，其可以分析醫(yī)用耗材使用是否合理，也可以為耗材采購提供一個合理化、科學(xué)化的建議，提高耗材的使用成效。醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)引入的大數(shù)據(jù)技術(shù)包括很多，最初應(yīng)用技術(shù)是貝葉斯分類、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法等，這些技術(shù)都需要為醫(yī)用耗材知識挖掘的信息指定標(biāo)簽，需要掌握較多的專業(yè)背景知識，不利于提高大數(shù)據(jù)技術(shù)的醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)的應(yīng)用體驗效果。經(jīng)過大數(shù)據(jù)學(xué)者和企業(yè)的應(yīng)用實踐，引入了K-means 算法、支持向量機(jī)等技術(shù)，這些大數(shù)據(jù)技術(shù)是無監(jiān)督或半監(jiān)督算法，因此不需要設(shè)置較多的參數(shù)，也不需要管理人員掌握較多的專業(yè)背景知識，因此可以提高醫(yī)用耗材使用的成效。近年來，大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)又提出了深度學(xué)習(xí)、核聚類等，另外還引入了圖聚類算法，這些算法能夠更好地結(jié)合生活實踐的應(yīng)用范圍，針對不同的用戶進(jìn)行改進(jìn)，更加細(xì)分大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域，一定程度上提高了大數(shù)據(jù)的應(yīng)用體驗和信息挖掘準(zhǔn)確度。因此，本文以深度學(xué)習(xí)為應(yīng)用算法，分析大數(shù)據(jù)在醫(yī)用耗材管理中的應(yīng)用流程。深度學(xué)習(xí)是一種非常先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，本文將其應(yīng)用于醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)中，從中發(fā)現(xiàn)有價值的知識，為醫(yī)用耗材合理應(yīng)用和科學(xué)采購提供決策支撐。深度學(xué)習(xí)包括六個層次，分別是輸入層、卷積層C1、池化層S1、卷積層C2、池化層S2、全連接層，利用卷積數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的過程，增加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練精確度，能夠提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別信息的準(zhǔn)確度?；谏疃葘W(xué)習(xí)的醫(yī)用耗材大數(shù)據(jù)應(yīng)用模型如圖2 所示。

深度學(xué)習(xí)在應(yīng)用中的每一層的功能及作用描述如下。

3.1 輸入層

醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)非常多，比如耗材采購數(shù)據(jù)、耗材領(lǐng)用數(shù)據(jù)、二級庫數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)涉及到耗材的采購成本、應(yīng)用成效和庫存狀況，因此深度學(xué)習(xí)算法挖掘和處理過程中，其可以從醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)服務(wù)器中查詢和調(diào)取這些數(shù)據(jù)信息，使用歸一化方法進(jìn)行預(yù)處理，刪除一些系數(shù)的數(shù)據(jù)或噪聲數(shù)據(jù)，然后統(tǒng)一建模數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的量綱統(tǒng)一，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘快速性。

3.2 卷積層

深度學(xué)習(xí)算法的卷積層包括兩個層次，C1 層可以完成局部關(guān)聯(lián)操作，C2 可以完成窗口滑動操作。局部操作可以有效地過濾數(shù)據(jù)特征，能夠?qū)⑾嗨频奶卣骱喜⒃谝黄?，縮小醫(yī)用耗材數(shù)據(jù)處理的特征數(shù)量，從而可以避免發(fā)生過度擬合現(xiàn)象。窗口滑動操作可以完成特征選擇或提取，從而可以分析醫(yī)用耗材的數(shù)據(jù)特征，從而可以提高深度學(xué)習(xí)算法的收斂速度。目前，卷積層通常采用的卷積函數(shù)非常多，比如Sigmoid函數(shù)，可以快速的實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練完成，同時可以大幅度提高醫(yī)用耗材數(shù)據(jù)分析的精確程度。

3.3 池化層

池化層是深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵層，其主要是盡可能的壓縮卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理的參數(shù)數(shù)量，以便能夠提高深度學(xué)習(xí)算法的可移植性和可擴(kuò)展性，避免深度學(xué)習(xí)算法發(fā)生過度的擬合。因此，池化層在醫(yī)用耗材特征獲取之后，可以針對這些特征進(jìn)行平滑操作，計算特征的最大值和特征的最小值，從而可以利用平均值過濾數(shù)據(jù)，實現(xiàn)醫(yī)用耗材數(shù)據(jù)的基因的處理操作。

3.4 全連接層

全連接層就是深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練完成的一個分類器，這個分類器可以將訓(xùn)練的結(jié)果輸出出來，并且可以為醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)的用戶提供一個圖形化的結(jié)果輸出模式，比如期望的耗材成本控制信息、耗材采購科學(xué)數(shù)據(jù)等，以便能夠加強(qiáng)醫(yī)用耗材數(shù)據(jù)處理結(jié)果的可用性，避免醫(yī)院管理者對學(xué)習(xí)到的結(jié)果不清楚或不明白等現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)束語

醫(yī)用耗材管理系統(tǒng)引入大數(shù)據(jù)之后，可以根據(jù)應(yīng)用主題，提取系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，為合理使用和采購醫(yī)用耗材提供科學(xué)決策支撐，提高了醫(yī)院決策的準(zhǔn)確度，進(jìn)一步盤活醫(yī)用耗材資源和利用成效。