临床科研大数据服务平台及方法

本发明涉及一种大数据服务平台及方法，特别涉及一种临床科研大数据服务平台及方法，属于大数据平台领域。

现有的临床服务平台通过临床数据中心、医学影像中心的结构化和非结构化的数据输入，形成医院的科研数据中心，同时，通过手工补录方式构建专病数据库，构成临床科研信息平台，利用临床数据中心采集已有的科研数据，满足临床科研工作的要求。但是，现有方案存在以下问题：⑴科研数据中心的功能和专病数据库若放在同一层次，会造成应用和数据无法很好的分离，使得整个临床科研系统扩展性和可移植性差；⑵专病数据库中的数据全部为手工录入，造成数据质量无法得到保障，人工工作量大等问题，而且采集的数据结构化程度参差不齐，无法形成可高效利用的单病种数据库；⑶没有将科研随访系统纳入科研平台。

本发明临床科研大数据服务平台及方法公开了新的方案，采用将临床数据与科研数据分开独立建库的方案与科研随访系统相结合，解决了现有方案系统扩展性和可移植性差以及缺少随访数据信息的问题。

本发明临床科研大数据服务平台包括服务器、随访客户端、临床科研客户端，随访客户端、临床科研客户端与服务器通信连接。服务器包括临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库、科研数据中心、随访管理模块，临床数据中心包括医院信息系统数据库、电子病历数据库、实验室信息系统数据库、临床辅助数据库，科研数据中心包括多个单病种库，临床数据中心用于存储、管理临床数据信息，基础研究数据库用于存储、管理基础研究数据信息，生物样本库用于存储、管理生物样本数据信息，科研数据中心用于存储、管理科研数据信息，随访管理模块用于管理随访过程。随访客户端包括随访申请页面、随访信息查阅页面，随访申请页面用于随访病人进行随访申请操作，随访信息查阅页面用于随访病人查阅随访信息。临床科研客户端包括临床科研数据检索查询页面，临床科研数据检索查询页面用于临床科研人员检索查询服务器的数据信息。

本发明还公开了一种临床科研大数据服务方法，临床科研大数据服务方法基于临床科研大数据服务平台，临床科研大数据服务平台包括服务器、随访客户端、临床科研客户端，随访客户端、临床科研客户端与服务器通信连接。服务器包括临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库、科研数据中心、随访管理模块，临床数据中心包括医院信息系统数据库、电子病历数据库、实验室信息系统数据库、临床辅助数据库，科研数据中心包括多个单病种库。随访客户端包括随访申请页面、随访信息查阅页面。临床科研客户端包括临床科研数据检索查询页面。方法包括过程：科研数据中心复制、采集临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库的数据信息进行数据解析、建模形成多个单病种库，随访病人通过随访客户端的随访申请页面按照病种分类提交随访申请，随访管理模块根据收到的随访申请信息、后续诊断信息生成个性化的随访方案存入临床数据中心，科研数据中心复制、采集临床数据中心内的随访数据信息进行数据解析、建模存入对应的单病种库，随访病人通过随访信息查阅页面调阅临床数据中心内的随访数据信息，临床科研人员通过临床科研客户端的临床科研数据检索查询页面检索、查阅临床数据中心、科研数据中心的数据信息。

进一步，本方案方法的服务器还包括科研项目库，科研项目库包括多个课题数据库，科研数据中心的单病种库的数据信息按照课题项目分类存入科研项目库的对应的课题数据库，随访病人通过随访客户端的随访申请页面按照项目扩展分类提交随访申请，单病种库内的经解析、建模的随访数据信息按照课题项目分类存入科研项目库的对应的课题数据库，课题项目结束后形成的与随访相关数据信息回补入对应的单病种库。

进一步，本方案方法的科研数据中心的数据采集包括过程：通过数据传输接口复制临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库的数据信息存入科研数据中心，临床数据中心的数据信息包括医院信息系统数据库、电子病历数据库、实验室信息系统数据库、临床辅助数据库的数据信息，临床辅助数据库的数据信息包括检验数据信息、病理数据信息、影像数据信息。

更进一步，本方案方法的科研数据中心的数据解析包括过程：数据抽取、数据清洗、数据转换、元素化处理，形成元素化的数据信息。

再进一步，本方案方法的科研数据中心的数据建模包括过程：将已经元素化的数据信息进行重构与建模形成数据实体后根据应用主题构建多个单病种数据库。

进一步，本方案方法的临床科研客户端还包括数据展示模块、数据展示模板库，数据展示模块调取数据展示模板库的数据展示模板将调取的数据信息根据设定的算法分析、统计展示。

本发明临床科研大数据服务平台及方法采用将临床数据与科研数据分开独立建库的方案与科研随访系统相结合，具有系统扩展性和可移植性好以及补充随访数据信息的特点。

图1是临床科研大数据服务平台的原理图之一。

图2是临床科研大数据服务平台的原理图之二。

其中，“HIS”是医院信息系统，“CDR”是临床数据中心，“RDR”是科研数据中心，“MedRIS”是科研项目库，“EMR”是电子病历，“LIS”是实验室信息系统，“CRF”是病例报告表。

如图1、2所示，本发明临床科研大数据服务平台包括服务器、随访客户端、临床科研客户端，随访客户端、临床科研客户端与服务器通信连接。服务器包括临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库、科研数据中心、随访管理模块，临床数据中心包括医院信息系统数据库、电子病历数据库、实验室信息系统数据库、临床辅助数据库，科研数据中心包括多个单病种库，临床数据中心用于存储、管理临床数据信息，基础研究数据库用于存储、管理基础研究数据信息，生物样本库用于存储、管理生物样本数据信息，科研数据中心用于存储、管理科研数据信息，随访管理模块用于管理随访过程。随访客户端包括随访申请页面、随访信息查阅页面，随访申请页面用于随访病人进行随访申请操作，随访信息查阅页面用于随访病人查阅随访信息。临床科研客户端包括临床科研数据检索查询页面，临床科研数据检索查询页面用于临床科研人员检索查询服务器的数据信息。

本发明还公开了一种临床科研大数据服务方法，临床科研大数据服务方法基于临床科研大数据服务平台，临床科研大数据服务平台包括服务器、随访客户端、临床科研客户端，随访客户端、临床科研客户端与服务器通信连接。服务器包括临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库、科研数据中心、随访管理模块，临床数据中心包括医院信息系统数据库、电子病历数据库、实验室信息系统数据库、临床辅助数据库，科研数据中心包括多个单病种库。随访客户端包括随访申请页面、随访信息查阅页面。临床科研客户端包括临床科研数据检索查询页面。方法包括过程：科研数据中心复制、采集临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库的数据信息进行数据解析、建模形成多个单病种库，随访病人通过随访客户端的随访申请页面按照病种分类提交随访申请，随访管理模块根据收到的随访申请信息、后续诊断信息生成个性化的随访方案存入临床数据中心，科研数据中心复制、采集临床数据中心内的随访数据信息进行数据解析、建模存入对应的单病种库，随访病人通过随访信息查阅页面调阅临床数据中心内的随访数据信息，临床科研人员通过临床科研客户端的临床科研数据检索查询页面检索、查阅临床数据中心、科研数据中心的数据信息。

上述方案采用将临床数据与科研数据分开独立建库的方案与科研随访系统相结合，在架构设计上，将科研数据中心与临床数据中心的数据库分开，在制定合理的安全隐私策略的前提下确保数据利用的合规性，同时，建立科研随访系统，将随访信息补入科研数据中心，从而大幅改善了整个临床科研系统扩展性和可移植性，满足了科研项目对临床数据中心以外的增量科研数据的需求。

为了满足科研项目课题对病种数据的需求，实现科研数据中心对科研项目课题的支持，同时通过课题的研究反补科研数据中心，本方案方法的服务器还包括科研项目库，科研项目库包括多个课题数据库，科研数据中心的单病种库的数据信息按照课题项目分类存入科研项目库的对应的课题数据库，随访病人通过随访客户端的随访申请页面按照项目扩展分类提交随访申请，单病种库内的经解析、建模的随访数据信息按照课题项目分类存入科研项目库的对应的课题数据库，课题项目结束后形成的与随访相关数据信息回补入对应的单病种库。

为了实现科研数据中心的数据采集功能，本方案方法的科研数据中心的数据采集包括过程：通过数据传输接口复制临床数据中心、基础研究数据库、生物样本库的数据信息存入科研数据中心，临床数据中心的数据信息包括医院信息系统数据库、电子病历数据库、实验室信息系统数据库、临床辅助数据库的数据信息，临床辅助数据库的数据信息包括检验数据信息、病理数据信息、影像数据信息。基于以上方案，为了实现数据解析，本方案方法的科研数据中心的数据解析包括过程：数据抽取、数据清洗、数据转换、元素化处理，形成元素化的数据信息。最后，为了实现数据建模，本方案方法的科研数据中心的数据建模包括过程：将已经元素化的数据信息进行重构与建模形成数据实体后根据应用主题构建多个单病种数据库。

为了实现临床科研客户端的数据智能化展示，辅助临床医生以及科研人员分析、统计数据，进行诊断决策，本方案方法的临床科研客户端还包括数据展示模块、数据展示模板库，数据展示模块调取数据展示模板库的数据展示模板将调取的数据信息根据设定的算法分析、统计展示。

本方案公开了一种医院临床科研大数据分析平台，属于医疗科研信息化领域，通过临床科研数据的采集、科研数据存储、科研数据分析，实现临床科研工作的精细化和智慧化。本方案改进了临床科研大数据平台的总体架构，进而提升医院的临床科研能力，改善医院的服务效果。具体是：⑴按照不同研究类型提供模板，自动建立科研路径，建立不同病种的单病种数据库，为临床科研数据管理提供便捷的工具；⑵按照本方案架构建设的单病种数据库，支持数据字段的横向扩展，而不是仅仅包含简单的基本信息字段；⑶建立可自定义的通用科研随访系统，不用为了特定的科研项目而开发定制随访系统，并且在通用的科研随访系统上，可以利用自定义工具定制数据补录随访表单，使得科研数据采集方便而又规范；⑷在架构设计上，将科研数据中心与临床数据中心的数据库分开，在制定合理的安全隐私策略的前提下确保数据利用的合规性；⑸在平台设计上引入了商业智能(BI)分析，实现了图形化直观展现，替代了传统静态报表的展示形式，人性化程度大幅提升；⑹在架构设计上充分考虑非结构化数据的存储和分析需求，支持大数据分析工具，为开展医疗大数据分析打好了基础。

本方案临床科研大数据平台主要包括以下三个应用功能：单病种数据仓库、科研随访系统和科研数据查询检索。

单病种数据仓库(单病种库)

单病种数据仓库立足于医院已有的临床数据中心(CDR)平台，同时汇集来自样本库系统和其他科研数据源的数据，采用国际最新的数据汇集技术，用于构建“科研数据仓库”，从技术层面上实现原始数据的原子化存储，实现临床病历记录数据的高度集中、数据的元素离散化以及数据元素的重构建模。科研数据中心的单病种数据仓库从架构上能够为各种数据分析应用提供数据支持。

科研随访系统

系统可以对随访病人进行个性化的管理，为每个病人设定个性化的随访方案，包括随访时间、随访复查项目、随访注意事项等，随访时间还可以根据病人疗效的变化而动态调整病人的随访时间，使病人的随访更加科学。

科研随访系统可以很好地解决很多科研项目需要采集临床数据中心之外的增量科研数据的需求。通过科研随访系统的建设，实现科研项目数据的补录，形成完整的科研数据集，而该科研数据集又跟临床数据中心相互独立，与临床病历记录不相混杂。

科研数据检索和查询功能

通过临床数据中心和科研大数据分析平台的建设可以增加临床科研数据分析的广度，全院临床科研人员可以利用全院所有的病历数据进行多维度的病例筛选，例如按病人来源、按病人入院主诉、按病种以及年龄区间进行病例筛选。研究人员还可以调阅和查询已经存档的历史数据。同时，还可以增加病例研究的深度，临床医生/科研医生可以选择具体的病例，在授权的控制下检索与病人相关的检查、检验、用药、护理等医疗信息。

本方案的科研数据中心的单病种数据仓库可以通过下述过程实现。

数据采集

通过数据库复制或消息接口等机制，汇集临床和基础研究业务系统的所有数据，将其物理汇集于一个平台上供进一步处理和利用。数据采集的范围涵盖跟临床和基础研究相关的不同信息系统的异构数据源，从而实现了采集内容的全面、完整。

数据解析

对已采集的原始数据可利用ETL引擎进行抽取、清洗、转换和元素化处理，为构建数据实体做好准备。ETL过程可以有客户端进行管理，以确保原有信息的完整性和准确性。

数据建模

根据临床与基础研究的要求，参照HL7RIM等行业标准，将已经元素化的数据进行重构与建模，构建数据实体加以存储。在此基础上，针对不同的应用主题构建专门的数据集市，如某一单病种数据库。

数据展现

平台客户端提供多维度数据查询工具，支持以直观的表单或图形展现查询结果的形式，数据展现视图可以以自定义方式加以定制保存，提供元数据管理配置工具，对于复杂的队列研究，可通过韦恩图组件来实现。

在数据分析方面，能够满足分析算法的灵活扩展、配置、注册、共享、执行、监控等功能，上手快、面向医院科研人员、易于使用，能够从多种数据源中直接提取数据，例如文本文件、Excel文件，以及并行分布式文件系统和数据库系统等。数据挖掘分析过程、结果能够和Excel等办公软件以及SPSS等统计分析软件保持良好的交互性。界面简洁美观，输出结果精炼，容易理解，能够直接应用已有的成熟医疗分析经验，提供快速可复用的医疗分析模型，以快速满足医院内的数据分析与疾病分析的需要。

数据挖掘算法具有良好的扩展性，集成了国际上通用的算法库，包括分类、聚类、预测、关联分析等常用数据挖掘模型，同时也包含时间序列、生存分析、相关分析、方差分析等统计分析模型，并集成大数据分析工具，具有大数据挖掘分析的扩展能力。

单病种数据仓库还能够提供一套成熟的结果可视化开发接口，能够根据需求的变化快速开发出相应的数据分析与决策支持应用，譬如可以快速地集成到医院业务系统中，辅助医生进行诊断决策。

本方案基于医院已有的临床数据中心，搭建科研大数据平台架构，通过单病种数据库、科研随访系统和科研数据检索和查询功能，实现科研流程和数据的闭环，提升医院科研工作的智能化和人性化水平，提高医院科研管理的效率，促进内涵建设与学科发展。本方案基于临床数据中心，实现科研数据的采集、数据的存储和数据的分析，同时结合了科研随访系统和多维度的科研数据查询和检索功能，具有以下特点：⑴在架构设计上，将科研数据中心与临床数据中心的数据库分开，在制定合理的安全隐私策略的前提下确保数据利用的合规性。考虑非结构化数据的存储和分析需求，支持大数据分析工具，为开展医疗大数据分析打好基础；⑵在功能设计上，按照不同研究类型提供模板，自动建立科研路径，建立不同病种的单病种数据库，为临床科研数据管理提供便捷的工具；⑶在数据库设计上，按照本架构建设的单病种数据库，支持数据字段的横向扩展，而不是仅仅包含简单的基本信息字段。基于以上特点，本方案临床科研大数据服务平台及方法相比现有同类方案具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案临床科研大数据服务平台及方法并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。