區(qū)域數(shù)字衛(wèi)生關鍵技術和應用示范研究.pdf

1、第一章圖像分類中針對主動學習算法的列子集選擇方法和基于增強流形學習的高斯混合模型研究
　　第一部分圖像分類中針對主動學習算法的列子集選擇方法研究
　　背景:
　　圖像和文本分類是計算機視覺和機器學習中的一項重要任務，然而手動標記圖像是極為費時和昂貴的，但是在圖像分類、文本分類等問題中，有標記的樣本數(shù)據(jù)往往是很較難獲取的，對圖像進行人工標注往往又是費時和費力的。如何選擇少量最具有價值的樣本進行人工標注，從而提高分類性能是

2、極為重要的。主動學習是圖像分類的常用技術，但是目前已有的主動學習分類的具體算法對于圖像分類還存在不足，沒有考慮要以最小化重構誤差來選擇最優(yōu)子集，也沒有考慮圖像數(shù)據(jù)的空間是高度非線性的內在幾何結構。
　　目的:
　　基于列子集選取思想，解決目前圖像分類樣本標準算法中的主動學習方法存在的問題，提出新的主動學習算法來幫忙完成分類圖像。
　　方法:
　　通過研究分析目前主動學習的有關算法，發(fā)現(xiàn)這些算法的優(yōu)缺點，基于主動學

3、習的列子集選擇算法，提出了一種新的主動學習算法提出使用核的思想來定義的非線性主動學習算法，即核空間列子集選擇的主動學習方法，以便在數(shù)據(jù)空間呈現(xiàn)高度非線性時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的幾何結構，實現(xiàn)在投射的核空間中選擇最具代表性的數(shù)據(jù)點。經過在再生核希爾伯特空間進行主動學習，解決了目前主動學習的非線性問題。最后，運用耶魯大學的實驗結果數(shù)據(jù)集AT&T和coil20證明了本算法的有效性。
　　結果:
　　在人造數(shù)據(jù)集中，本文提出的方法能從兩個圓及

4、兩個月牙中較為均勻的選擇數(shù)據(jù)，這樣能更好的代表整個數(shù)據(jù)集，效果較好。在真實圖像數(shù)據(jù)集測試中，本文提出的算法在標注相同數(shù)量的樣本情況下，分類的錯誤率都明顯低于其他算法
　　結論:
　　(1)提出基于列自己選取的主動學習方法
　　(2)提出基于核空間的列子集選取的主動學習方法
　　(3)解決了目前線性主動學習方法無法捕捉圖像數(shù)據(jù)非線性結構的缺陷
　　(4)在模擬和真實數(shù)據(jù)的模擬上證明了算法的學習能力和實際應用能

5、力。
　　第二部分基于增強流形學習的高斯混合模型研究
　　背景:
　　高斯混合模型(GMM)已被廣泛用于各種領域，包括文本文件的數(shù)據(jù)分析，人臉圖像和基因?；诶绽辜s束的混合高斯模型(LapGMM)和基于局部一致性的高斯模型(LCGMM)被提出來增強高斯混合模型的效果，顯示比原來的GMM性能優(yōu)越。但是，這兩個模型只考慮了數(shù)據(jù)的局部一致性，而沒有保持全局一致性，因而存在不足。
　　目的:
　　研究基于增強流

6、形學習的高斯混合模型(RGMM)的有效性。
　　方法:
　　通過在原有高斯混合模型上加入新的約束項來實現(xiàn)RGMM，并且運用EM算法來求解。分別在文本、人臉圖像及臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)等三個數(shù)據(jù)集上驗證RGMM模型的有效性。
　　結果:
　　基于增強流形學習提出了一個新的高斯混合模型，利用EM算法來迭代優(yōu)化模型參數(shù)。最后，在三個實際數(shù)據(jù)集上測試了效果。結果顯示，RGMM比LapGMM和LCGMM要好。該模型基于增強流形學習的

7、混合高斯模型不但保持局部一致性，而且保持了全局一致性。非常清楚地保證了相離點在映射后相離以及相近點在映射后相近的特征。
　　結論:
　　(1)基于增強流形學習提出了一個新的高斯混合模型——高斯混合數(shù)據(jù)分析模型(RGMM)
　　(2)高斯混合數(shù)據(jù)分析模型更準確表達數(shù)據(jù)在流形空間上的位置關系。非常清楚地保證了相離點在映射后相離以及相近點在映射后相近的特征。不但保持局部一致性，而且保持了全局一致性。
　　(3)利用EM

8、算法迭代優(yōu)化模型參數(shù)。在三個實際數(shù)據(jù)集上測試。在模擬和真實數(shù)據(jù)的模擬上證明了高斯混合模型的學習能力和實際應用能力，結果顯示，RGMM比LapGMM和LCGMM要好。
　　第二章浙江省電子健康檔案關鍵技術研究和示范應用
　　背景:
　　2009年國家要求開始逐步為城鄉(xiāng)居民建立電子健康檔案，通過建設基于電子健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺，整合健康數(shù)據(jù)建立一大基礎資源數(shù)據(jù)庫。本研究回顧性分析了浙江省電子健康檔案的歷史和現(xiàn)狀，浙江

9、省依托國家科技支撐計劃和國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)。在紙質檔案在一些地區(qū)仍然存在，開展標準化、規(guī)范化居民電子健康檔案的研究和試點工作。
　　目的:
　　本研究是適應國家衛(wèi)生信息化建設的總體要求，進行電子健康檔案的標準化研究，確定居民電子健康檔案的子系統(tǒng)內容，研發(fā)居民電子健康檔案信息系統(tǒng)，選擇試點區(qū)域開展應用。
　　方法:
　　本研究依托國家數(shù)字衛(wèi)生項目和衛(wèi)生部醫(yī)改信息化試點項目，遵循標準化、規(guī)范化的基本

10、原則，技術選擇和試點應用符合頂層化、標準化、整體化的三大基本要求。通過應用相關課題組研究的標準數(shù)據(jù)集，結合現(xiàn)場調研確定11個子系統(tǒng)內容，采用統(tǒng)一標準，集中統(tǒng)一研發(fā)居民健康檔案信息系統(tǒng)軟件，按照“邏輯集中、物理分散”的研究和部署模式，開展居民電子健康檔案的研究和試點應用。
　　結果:
　　研究結果浙江省的居民電子健康檔案信息主要分為11個域，標準化、規(guī)范化的“居民電子健康信息系統(tǒng)”包括11個子系統(tǒng)，可以動態(tài)地收集所有個體從孕育

11、到死亡，整個生命歷程中在醫(yī)院、疾控、社區(qū)等機構或部門產生的健康信息，并為每個居民制定唯一的身份標識，通過信息化跟蹤并管理所有的健康信息。
　　應用成果“國家數(shù)字衛(wèi)生”項目22個示范區(qū)已經建立并上傳了1500余萬份標準統(tǒng)一、信息共享的居民電子健康檔案，示范區(qū)內居民電子健康檔案的建檔率達到90％以上。三個樣板示范區(qū)的應用研究，全面推進當?shù)氐男l(wèi)生信息化應用水平。
　　結論:
　　總結五年來的研究和示范實踐，浙江省已經在示范區(qū)

12、實現(xiàn)標準化、規(guī)范化的電子健康檔案的動態(tài)更新和全面覆蓋，有力推動了浙江省醫(yī)療衛(wèi)生信息化和諧、跨越、可持續(xù)發(fā)展。浙江省一方面堅持全省標準統(tǒng)一、規(guī)范開發(fā)設計、統(tǒng)一部署，使得全省電子健康檔案的建設符合原衛(wèi)生部頒布的標準和規(guī)范要求，逐步實現(xiàn)全省的標準化、規(guī)范化電子健康檔案全面覆蓋，全省健康信息共享、互聯(lián)互通。這項研究成果也被寫入衛(wèi)生強市、強縣考核的基本指標中，進入了政府的年度責任制考核體系，成為推進居民電子健康檔案建設的重要抓手。
　　第三

13、章衛(wèi)生信息平臺的體系架構與功能模式研究
　　背景:
　　面對醫(yī)療衛(wèi)生部門條塊分割、各自為政和醫(yī)療衛(wèi)生信息資源不能共享、各種應用系統(tǒng)低水平重復的現(xiàn)狀，如何實現(xiàn)區(qū)域范圍內居民健康信息的互聯(lián)互通、信息共享，衛(wèi)生信息平臺就凸現(xiàn)其重要性。以健康檔案、電子病歷和遠程醫(yī)療為切入點，大力推進標準化、規(guī)范化居民電子健康檔案建立的背景下，推進省市縣三級衛(wèi)生信息平臺的規(guī)范化建設，將有利于快速推進醫(yī)療衛(wèi)生信息化的進程，如何在一省范圍開展衛(wèi)生信息平臺

14、建設，如何協(xié)同區(qū)域范圍內的應用信息系統(tǒng)和服務極為重要
　　目的:
　　研究省市縣三級衛(wèi)生信息平臺的系統(tǒng)架構和功能架構，具體闡明三級平臺的功能定位，實現(xiàn)基于個人健康信息的數(shù)據(jù)存儲、分析、管理和共享的基礎功能。研究標準化衛(wèi)生信息平臺服務功能和區(qū)域衛(wèi)生應用信息系統(tǒng)的部署模式，構建健康檔案與電子病歷的衛(wèi)生信息平臺，整合電子病歷、公共衛(wèi)生等與個人健康相關信息，實現(xiàn)省市縣三級衛(wèi)生信息平臺的應用服務。對外提供醫(yī)療就診、雙向轉診、遠程診療、

15、個人健康管理門戶等綜合性服務，對內提供宏觀決策和疾病監(jiān)測、預警等應用。
　　方法:
　　本研究中的省市縣三級衛(wèi)生信息平臺是依據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、集成開發(fā)、共建共用四大原則，按照平臺獨立性、平臺可擴展性、技術先進性選擇技術，借鑒應用規(guī)范的平臺系統(tǒng)架構，采用多種數(shù)據(jù)分析方式，實現(xiàn)健康檔案、電子病歷和公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)的傳輸、存儲、分析和展示。采用區(qū)域應用信息系統(tǒng)的技術部署方式，實現(xiàn)區(qū)域范圍內醫(yī)療衛(wèi)生信息的整合。
　　結果:

16、r>　　研究確定省市縣三級衛(wèi)生信息平臺的系統(tǒng)架構和功能架構。完成省市縣三級衛(wèi)生信息平臺的數(shù)據(jù)服務包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分析技術的研究和部署。完成基于健康檔案和電子病歷的主題分析內容和展示系統(tǒng)的研制，實現(xiàn)健康信息的六大類主題分析圖表展示。提出四種區(qū)域信息系統(tǒng)的概念，即區(qū)域醫(yī)院信息系統(tǒng)(rHIS)、區(qū)域檢驗信息系統(tǒng)(rLIS)、區(qū)域醫(yī)學影像信息系統(tǒng)(rPACS)、區(qū)域電子病歷系統(tǒng)(rEMR)。完成區(qū)域應用信息系統(tǒng)的設計和部署

17、藍圖，并完成試點部署。
　　結論:
　　從目前狀況來看，構建省市縣三級衛(wèi)生信息化平臺是一種合理且行之有效的架構模式。明確省市縣三級衛(wèi)生信息化平臺的功能分工，符合我國的國情，有利于發(fā)揮各級衛(wèi)生行政管理部門的積極性。在省市縣三級平臺建設過程中，運用云計算技術建立虛擬化的縣級衛(wèi)生信息平臺，可以有效降低建設的總成本，提高整體的社會效益。
　　第四章基于衛(wèi)生信息平臺的電子病歷信息共享研究和實現(xiàn)
　　背景:
　　目前國

18、內的電子病歷使用的數(shù)據(jù)格式和傳輸協(xié)議都沒有統(tǒng)一的標準，導致無法實現(xiàn)電子病歷的自動化交換和共享，在不同醫(yī)院之間不能進行有效的臨床信息交換，無法使患者的臨床信息得到充分利用。
　　目的:
　　研究信息共享的關鍵技術，通過電子病歷的標準化和結構化的處理、傳輸和交換，實現(xiàn)電子病歷信息的共享。
　　方法:
　　在衛(wèi)生部電子病歷數(shù)據(jù)標準的基礎上，結合采用情景分析法和層次分析法，通過Delphi法專家咨詢確定電子病歷可以結構化

19、的數(shù)據(jù)項，運用SWOT分析法，結合應用可擴展標記語言(XML)和臨床文檔結構標準(CDA)兩項技術，實現(xiàn)電子病歷的標準化傳輸和交換。
　　結果:
　　完成電子病歷信息標準化和結構化的處理、傳輸和交換流程的技術研究，形成技術規(guī)范;實現(xiàn)電子病歷完整性的自動測試。有123家醫(yī)院實現(xiàn)電子病歷標準化上傳省級衛(wèi)生信息平臺，有16家電子病歷提供商具備了電子病歷標準化和結構化的處理、傳輸和交換能力。
　　結論:
　　實現(xiàn)電子病歷

20、信息的標準化、結構化處理和標準化自動交換，實現(xiàn)電子病歷的標準化上傳。形成電子病歷的標準化交換和共享技術規(guī)范，為在今后醫(yī)院之間實現(xiàn)電子病歷信息的交換、共享和利用奠定了理論和實踐基礎。
　　第五章遠程專家門診服務模式的設計與應用研究
　　背景:
　　新醫(yī)改要求:“利用網絡信息技術，促進城市醫(yī)院與社區(qū)衛(wèi)生服務機構的合作”。但目前我國醫(yī)療行業(yè)存在醫(yī)療衛(wèi)生資源分布和患者需求不相匹配，優(yōu)質醫(yī)療資源主要分布在大城市大醫(yī)院中。大醫(yī)院醫(yī)

21、療資源長期處于供應緊張的狀態(tài)，縣級醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務機構則往往因不能滿足患者需求而導致醫(yī)療資源閑置，難以實現(xiàn)患者合理、有效流動。
　　目的:
　　探索新的醫(yī)療衛(wèi)生服務模式，充分發(fā)揮遠程醫(yī)療服務系統(tǒng)的功能，引導患者合理流動，充分發(fā)揮醫(yī)療資源的作用，是我們研究目的。
　　方法:
　　將縣醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務中心遠程系統(tǒng)建設和專家預約服務相結合，針對患者需求，研究遠程專家門診服務模式、服務流程，研究具體的信息技術選型、患

22、者預約流程和后臺管理流程，研究視頻處理技術和信患安全技術。
　　結果:
　　試點的某社區(qū)衛(wèi)生服務機構開展遠程預約專家門診前，就診患者的平均門診費用為109.7元，月平均門診人數(shù)為1236人;開展遠程預約專家門診一年后，患者平均門診費用為90.3元，同比分別下降17.7％，月平均門診人數(shù)為1437人，同比分別上升16.2％。
　　結論:
　　遠程專家門診使得患者到基層社區(qū)衛(wèi)生服務機構和縣級醫(yī)院的就診積極性和主動性得

23、以提升，使廣大居民切實享受到信息技術發(fā)展帶來的便捷、經濟、安全、有效的醫(yī)療服務。
　　基層醫(yī)療機構能夠充分享受到上級醫(yī)院的專家、設備及其他資源，提高了基層醫(yī)療衛(wèi)生機構醫(yī)療水平，提升了服務水平。
　　上下級醫(yī)療衛(wèi)生機構之間的聯(lián)系更加緊密，形成既能提供優(yōu)質醫(yī)療服務，又能降低病人負擔的遠程醫(yī)療服務新模式，讓老百姓享受到“等待在家里，看病在社區(qū)，專家在眼前”的優(yōu)質醫(yī)療服務，初步實現(xiàn)“首診在社區(qū)、大病進醫(yī)院，康復回社區(qū)”的就醫(yī)新格局。