唐朝豐 葉姿蘭

摘要 作為醫(yī)學(xué)院校本科生和研究生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”是關(guān)于醫(yī)學(xué)健康數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和解釋的方法論學(xué)科，在醫(yī)學(xué)上具有重要的作用。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)對醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的收集、整理和分析等方面的發(fā)展帶來巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，亟須對高等院?！搬t(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程作相應(yīng)的教學(xué)改革。文章以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程融合為例，剖析了大數(shù)據(jù)對“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”原理與方法提出挑戰(zhàn)，并提出相關(guān)的教改建議舉措，旨在提高課程教學(xué)質(zhì)量，希望本研究能為我國“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”教學(xué)改革提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”教學(xué)；課程教學(xué)改革

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.18.037

“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”是我國醫(yī)學(xué)類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程以統(tǒng)計(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ)，旨在通過資料收集、整理、分析和推斷的方法，幫助學(xué)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)實(shí)證研究[1]。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，對統(tǒng)計(jì)學(xué)原有的結(jié)構(gòu)架構(gòu)和理論體系產(chǎn)生了直接的影響。同時(shí)，大數(shù)據(jù)也為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科研工作提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)分析支持，例如：借用大數(shù)據(jù)來處理復(fù)雜的醫(yī)療非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、分析醫(yī)學(xué)影像以幫助醫(yī)生做出診斷[2]，以及基于大數(shù)據(jù)下的醫(yī)保管理應(yīng)用系統(tǒng)等[3]。無論是醫(yī)院管理、醫(yī)保支付方式和對醫(yī)院監(jiān)督、健康管理、還是疾病治療、臨床實(shí)效研究等，都亟須獲取、管理和分析海量數(shù)據(jù)[4]。然而，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析原理（如概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等）已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代的需求。

為了提高醫(yī)學(xué)類學(xué)生解決實(shí)際醫(yī)療領(lǐng)域大數(shù)據(jù)問題的能力，將“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”的理論教學(xué)與大數(shù)據(jù)相結(jié)合，已成為我國高等院?！搬t(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程教學(xué)改革的必要任務(wù)。因此，本研究以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程融合為例，剖析在大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢下對“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”原理與方法提出挑戰(zhàn)，并提出相關(guān)的改革建議舉措。

1大數(shù)據(jù)對“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”原理與方法提出挑戰(zhàn)

目前，在“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”的教學(xué)過程中，主要的研究對象是數(shù)據(jù)的收集、整理、分析方法。而本研究中的醫(yī)科大學(xué)針對“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”的數(shù)據(jù)分析教學(xué)內(nèi)容目前僅限于在概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)等統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)醫(yī)療目的進(jìn)行收集醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和應(yīng)用等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，比如①如何收集、整理數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)等；②如何對小樣本（小于40樣本量）和大樣本（大于40樣本量）的數(shù)據(jù)做因子分析、回歸統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)分析。所以大數(shù)據(jù)使得統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論與方法面臨了很多挑戰(zhàn)，主要有以下四個(gè)方面。

1.1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的收集處理方式變化

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)中，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式主要是基于某個(gè)治療方案或者所要研究藥物的具體問題而主動(dòng)做調(diào)查和實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)對患者測量各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行“數(shù)據(jù)收集”，基本思路在于如何獲取數(shù)據(jù)。而大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢，實(shí)時(shí)觀測系統(tǒng)的完善，使得海量數(shù)據(jù)隨處可得，所以醫(yī)學(xué)信息數(shù)據(jù)的收集將從個(gè)人數(shù)據(jù)收集方式向開放數(shù)據(jù)收集方式轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)意義上的對單個(gè)病患或者某個(gè)病例進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，一般是經(jīng)過嚴(yán)格抽樣設(shè)計(jì)獲取樣本，然后在嚴(yán)格控制的有代表性的“樣本”中，推論出“該樣本”所能代表的“總體”規(guī)律，該推論過程具有系統(tǒng)誤差小，與總體差異小的特征[5]。然而這種方式所獲得的數(shù)據(jù)樣本量有限，且獲取時(shí)間長，成本高。相反，醫(yī)療大數(shù)據(jù)可以更快捷和方便地獲得“總體”數(shù)據(jù)，但近似“總體”的極大樣本量卻價(jià)值密度較低，即數(shù)據(jù)價(jià)值相對比較少，這是因?yàn)閮r(jià)值密度與數(shù)據(jù)總量呈負(fù)相關(guān)[6]，并且這類數(shù)據(jù)難以判斷數(shù)據(jù)獲取誤差與偏倚程度。由于數(shù)據(jù)收集和處理方式的難度提升，“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”無疑會(huì)面臨新的考驗(yàn)。

1.2數(shù)據(jù)格式與結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣化

目前電子病歷、醫(yī)保數(shù)據(jù)、出生死亡登記等部分醫(yī)療統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均屬于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是指可以被量化的數(shù)據(jù)，即是數(shù)據(jù)可用數(shù)字進(jìn)行表示、計(jì)算以及測量。因此，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的優(yōu)勢在于：數(shù)據(jù)容易被常規(guī)統(tǒng)計(jì)軟件讀取和分析，從而使數(shù)據(jù)的處理更加高效和精確。然而，在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)格式往往是多樣的，不僅包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也包括大量的半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，即是描述性的和概念性的數(shù)據(jù)，例如：紙質(zhì)醫(yī)療記錄掃描成的圖片和圖像、住院病房的視頻等。這些半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)往往難以轉(zhuǎn)化成量化形式的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這也為后期的數(shù)據(jù)分析帶來了一定的困難。針對這一類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，目前僅運(yùn)用在能夠?qū)崟r(shí)觀測等業(yè)務(wù)應(yīng)用中。因此，如何將這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以此進(jìn)行有效及高效的量化分析無疑是目前大數(shù)據(jù)時(shí)代“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”面臨的新挑戰(zhàn)。

1.3大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)分析方法的影響

當(dāng)筆者使用大數(shù)據(jù)采集工具來獲取大量的數(shù)據(jù)時(shí)，筆者通常認(rèn)為這些數(shù)據(jù)的樣本反映了總體的特征。因此，在數(shù)據(jù)分析中，筆者不能僅僅依據(jù)小樣本和大樣本所對應(yīng)的分布函數(shù)來進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)的調(diào)整，而是應(yīng)直接對總體進(jìn)行分析。這也就意味著，傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的樣本分析方法，例如假設(shè)檢驗(yàn)和參數(shù)估計(jì)等，也可能變得不適用。這樣的情況將會(huì)給“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”方法論帶來一定的沖擊。因此，筆者需要進(jìn)一步研究和探索大數(shù)據(jù)分析方法，以確保它們的準(zhǔn)確性和可靠性，這對于“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”方法論的發(fā)展至關(guān)重要。

1.4大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)安全問題

在傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析方法中，對于醫(yī)院數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計(jì)理論這一方面，通常并未提及數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)保護(hù)的技術(shù)方法。然而，在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，由于數(shù)據(jù)收集方式的改變，使得數(shù)據(jù)獲取變得輕而易舉，以至于數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)已經(jīng)成為了重要的議題。醫(yī)院作為一個(gè)重要的數(shù)據(jù)收集和管理機(jī)構(gòu)，需要采取一系列的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)來保障患者的個(gè)人隱私和醫(yī)院的數(shù)據(jù)安全。因此，在醫(yī)院數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計(jì)理論中，應(yīng)該加入更多的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)技術(shù)，以確保醫(yī)院數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

2適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代需要的“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程教學(xué)改革建議

2.1“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”理論教學(xué)改革

針對大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)收集方式和數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)，結(jié)合大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析方法的教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容除了包括大數(shù)據(jù)采集、處理、分析、建模等方面內(nèi)容，以提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。還應(yīng)該加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以外，還應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用以及研究方法類的知識，對“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”的數(shù)據(jù)收集基本內(nèi)容進(jìn)行拓展和延伸。具體而言，可以分成以下兩點(diǎn)：

一是數(shù)據(jù)收集和處理方法需要跳出傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的收集和處理框架，除了了解定量類的數(shù)據(jù)收集方式以外，更多需要了解定性類的數(shù)據(jù)收集，同時(shí)還要了解將大量定性的亂序非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理過程，以探索源數(shù)據(jù)隱藏的規(guī)律。此外，在完成數(shù)據(jù)收集后，還需對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯評估，主要包括趨勢、異常值、缺失的等信息。因?yàn)檫@些信息將會(huì)反映到模型的所有結(jié)果。

二是更廣泛學(xué)習(xí)一些定性研究方法和計(jì)算機(jī)編程知識，如定性研究方法的觀察和訪談方法，計(jì)算機(jī)的爬蟲技術(shù)。具體分析如下：以減少醫(yī)生被刺傷的研究為例，如果借用觀察和訪談方法，那么傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)只能采用觀察和訪談每天病人來訪醫(yī)院的樣本數(shù)據(jù)以推來院病人總體的情況。但是，在大數(shù)據(jù)背景下，憑借著海量的歷史病人來訪醫(yī)院數(shù)據(jù)，借助多種人臉識別技術(shù)和爬蟲技術(shù)進(jìn)行預(yù)分析處理本醫(yī)院和其他醫(yī)院的圖像和視頻數(shù)據(jù)，之后再進(jìn)行人工選擇性介入處理，最后再針對二者進(jìn)行比對，幫助醫(yī)院安保人員找出可疑人物，以做提前預(yù)防。

上述的學(xué)習(xí)都是為了提高醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)W生對大數(shù)據(jù)背景下收集到的不同種類數(shù)據(jù)的處理技術(shù)水平，因此要更進(jìn)一步地融合算法知識與“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”。

2.2“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”實(shí)踐教學(xué)改革

針對大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)分析方法的影響，在實(shí)踐教學(xué)中，擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，夯實(shí)基本軟件操作。“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程可以通過實(shí)踐教學(xué)和案例教學(xué)，讓學(xué)生更好地理解和掌握統(tǒng)計(jì)學(xué)理論知識，并將其應(yīng)用到實(shí)際問題中。加強(qiáng)編程軟件與統(tǒng)計(jì)軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中，可以提高醫(yī)學(xué)學(xué)生處理數(shù)據(jù)與運(yùn)用數(shù)據(jù)剖析實(shí)際醫(yī)療問題和數(shù)據(jù)管理的能力。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)特點(diǎn)，有計(jì)劃地將大數(shù)據(jù)新技術(shù)操作滲透在實(shí)踐教學(xué)工作中。此外，提高創(chuàng)新意識，鼓勵(lì)跨學(xué)科合作。“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程可以通過鼓勵(lì)學(xué)生跨學(xué)科合作，促進(jìn)“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”與其他學(xué)科的融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和跨學(xué)科合作能力，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的需求。

例如，為培養(yǎng)學(xué)生在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的需求，醫(yī)保支付方式改革可以作為“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程的典型教學(xué)案例。這是符合國家培養(yǎng)人才的需要，因?yàn)閲覟榱思涌焱七M(jìn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，日前大力推行以病種付費(fèi)為主的多元復(fù)合式醫(yī)保支付方式改革。同時(shí)，這個(gè)按病種分值付費(fèi)改變了樣本推算總體的仿真、預(yù)測年至精算模型，利用真實(shí)、全量數(shù)據(jù)客觀還原病種的疾病特征及醫(yī)療行為，這將大大豐富了“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”里面的“樣本抽樣”變?yōu)椤翱傮w精算”的基礎(chǔ)理論知識。此外，醫(yī)保支付方式改革還借用醫(yī)保醫(yī)療大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分聚類，以病種組合的“隨機(jī)”“均值”等統(tǒng)計(jì)知識作為基礎(chǔ)條件，建立實(shí)用高效的支付機(jī)制。通過醫(yī)保支付方式改革的病種組合的“隨機(jī)”“均值”等統(tǒng)計(jì)知識學(xué)習(xí)，可以促進(jìn)“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”與醫(yī)保管理學(xué)科的融合，同時(shí)，在病種聚類過程中，普通的excel文檔只能打開104萬行的數(shù)據(jù)，但是一個(gè)普通地級市3年的病種的數(shù)據(jù)都會(huì)超過300萬行，同時(shí)內(nèi)存也會(huì)超過10G容量，因此必須借用計(jì)算機(jī)語言（如：R、Python語言）進(jìn)行讀取，然后分類組合。像這樣的分類組合實(shí)驗(yàn)操作過程，可以讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際問題，加強(qiáng)編程軟件與統(tǒng)計(jì)軟件的操作能力。

2.3“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”數(shù)據(jù)安全教學(xué)改革

強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全教學(xué)和數(shù)據(jù)隱私保護(hù)意識非常重要。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)安全問題越來越受到重視。尤其是醫(yī)學(xué)類的數(shù)據(jù)往往涉及病患的個(gè)人隱私，涉及倫理問題。因此，“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程可以加強(qiáng)對數(shù)據(jù)安全的教學(xué)，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)安全的重要性，掌握常用的數(shù)據(jù)加密和保護(hù)方法，從而保障數(shù)據(jù)的安全性。要加強(qiáng)滲透大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)安全管理技術(shù)手段的實(shí)踐教學(xué)與統(tǒng)計(jì)思維結(jié)合。考慮到大數(shù)據(jù)的開放性特點(diǎn)，而醫(yī)學(xué)類數(shù)據(jù)大多是涉及病患，具有隱私性，因此，需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)加密技術(shù)的學(xué)習(xí)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，從而確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，?shù)據(jù)備份技術(shù)的學(xué)習(xí)則可保證數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)橐馔馐录鴣G失。另外，還有數(shù)據(jù)脫敏、訪問控制、數(shù)據(jù)審計(jì)等技術(shù)，都是對醫(yī)學(xué)類數(shù)據(jù)保護(hù)的重要手段。

3總結(jié)

本研究以某醫(yī)科大學(xué)“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程為例，在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，表明大數(shù)據(jù)知識與“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程的融合教學(xué)有助于提高學(xué)生在數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析方法等方面的專業(yè)水平，特別是像醫(yī)保支付方式改革這一類案例與“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”課程的融合教學(xué)方面，有助于提高學(xué)生結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行實(shí)際操作能力。所以應(yīng)該加強(qiáng)在理論和實(shí)踐教學(xué)等方面的改革和創(chuàng)新，促進(jìn)“醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)”的發(fā)展以適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代需要，為醫(yī)療領(lǐng)域培養(yǎng)出復(fù)合應(yīng)用型的專業(yè)人才。

*通訊作者：葉姿蘭

基金項(xiàng)目：2023-2025年青年科研與培育基金資助“環(huán)境意識和利他意識對綠色債券購買行為的影響”（2001/2XK22011）；2023年博士科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)（4SG23225G）；2023年博士科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)（4SG23259G）。

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