YL7758 9787121314865 9787121298677 9787302441885健康醫療大數據 理論與實踐
本書圍繞健康醫療大數據的理論與實踐展開論述。全書共分為7章,第1章主要描述大數據的基礎知識、通用技術以及技術發展趨勢;第2章主要對健康醫療大數據的概念、特徵、分類、主要應用技術、國內外發展現狀以及應用需求進行係統闡述;第3章~第6章分彆對臨床大數據、精細化運營大數據、健康管理大數據以及基因檢測大數據的應用實踐案例進行詳細論述;第7章對健康醫療大數據的未來發展趨勢進行展望。本書是很多應用實例和經驗的總結,案例豐富翔實,將理論與實際緊密結閤,對互聯網技術人員、健康醫療行業的從業人士,以及高等院校相關**的學生均有很大幫助。
第1章 大數據概述 / 1
1.1 大數據基礎知識 / 2
1.1.1 大數據概念和特徵 / 2
1.1.2 大數據分類 / 4
1.2 大數據通用技術 / 7
1.2.1 數據采集與預處理 / 7
1.2.2 數據存儲技術 / 17
1.2.3 數據處理技術 / 34
1.2.4 數據分析與挖掘技術 / 42
1.2.5 安全與隱私保護技術 / 50
1.3 大數據技術發展趨勢 / 54
第2章 健康醫療大數據應用需求 / 57
2.1 健康醫療大數據概述 / 58
2.1.1 概念及特徵 / 58
2.1.2 分類 / 59
2.2 健康醫療大數據主要應用技術 / 60
2.2.1 健康醫療信息的本體建模技術 / 60
2.2.2 多源異構數據整閤技術 / 61
2.2.3 基於本體的語義搜索 / 61
2.2.4 健康醫療知識發現技術 / 64
2.2.5 機器學習技術 / 65
2.2.6 隱私數據匿名化處理技術 / 67
2.3 健康醫療大數據國內外發展現狀 / 69
2.3.1 美國 / 69
2.3.2 英國 / 74
2.3.3 日本 / 76
2.3.4 中國 / 77
2.4 我國健康醫療大數據應用需求 / 81
2.4.1 多方共同推動健康醫療大數據發展 / 81
2.4.2 健康醫療大數據總體應用需求 / 88
第3章 臨床大數據應用實踐 / 92
3.1 惡性腫瘤大數據分析 / 93
3.1.1 應用背景 / 93
3.1.2 設計思想和總體框架 / 94
3.1.3 惡性腫瘤大數據分析平颱建設介紹 / 95
3.1.4 應用效果 / 118
3.2 藥物應用大數據分析 / 120
3.2.1 “二甲雙胍減少癌癥病人死亡率”的藥物重定嚮大數據分析 / 121
3.2.2 “比格列酮使用與膀胱癌關聯分析”的藥物不良反應大數據分析 / 122
3.2.3 基於OHDSI網絡的大規模臨床診療路徑分析 / 123
3.3 疾病輔助診斷分析 / 126
3.3.1 應用背景 / 126
3.3.2 設計思想與總體框架 / 127
3.3.3 應用實踐及效果分析 / 131
第4章 精細化運營大數據應用實踐 / 134
4.1 應用背景 / 135
4.2 成本核算體係與方法 / 139
4.2.1 醫院成本核算體係結構 / 139
4.2.2 醫院成本核算的路徑與方法 / 141
4.3 設計思想與總體框架 / 152
4.4 應用案例 / 154
4.4.1 科室成本核算案例 / 154
4.4.2 項目成本核算案例 / 157
4.4.3 病種成本核算案例 / 161
4.4.4 醫院數據聯盟與中國首部公立醫院成本報告(2015年) / 162
4.5 應用效果 / 167
4.5.1 醫療成本大數據對醫院管理運營的應用效果 / 167
4.5.2 醫療成本大數據促進醫改的應用效果展望 / 170
第5章 健康管理大數據應用實踐 / 172
5.1 健康體檢大數據分析 / 173
5.1.1 應用背景 / 173
5.1.2 設計思想與總體框架 / 173
5.1.3 數據建模與算法優化 / 174
5.1.4 應用效果 / 184
5.2 慢病管理大數據分析 / 186
5.2.1 應用背景 / 186
5.2.2 設計思路與總體框架 / 187
5.2.3 數據建模與算法優化 / 188
5.2.4 智能化慢病管理服務 / 194
5.2.5 應用效果 / 195
5.3 睡眠大數據分析 / 197
5.3.1 應用背景 / 197
5.3.2 設計思想與總體框架 / 202
5.3.3 數據建模與算法優化 / 206
5.3.4 應用效果 / 214
第6章 基因檢測大數據應用實踐 / 225
6.1 精準醫療領域 / 226
6.1.1 基於基因亞型的疾病類彆細分 / 229
6.1.2 靶嚮特異性藥物研究 / 229
6.1.3 藥物不良反應監測 / 229
6.1.4 臨床支持決策 / 230
6.2 電子病曆與基因組學領域 / 231
6.2.1 ABCC3遺傳變異與嗎啡引起的兒童術後呼吸抑製的
相關性以及嗎啡藥代動力學研究 / 232
6.2.2 PCSK9基因變異對低密度脂蛋白膽固醇對他汀類藥物治療反應性的影響研究 / 233
第7章 未來展望 / 234
7.1 物聯網將推動主動醫療和預防性醫療時代的到來 / 235
7.2 精準醫療將增強人類麵對疾病的信心和勇氣 / 237
7.3 人工智能將提升診斷能力,緩解醫療資源不足的矛盾 / 239
7.4 虛擬現實將提高手術質量,降低學習成本 / 241
參考文獻 / 245
醫療革命——醫學數據挖掘的理論與實踐
本書以數據挖掘與模式識彆的七大原理在臨床醫學中的運用案例為切入點,係統而全麵地介紹瞭醫學數據挖掘的基本方法與原理,對數據分析的常用算法進行瞭通俗易懂的講解。本書的特色是采用瞭案例分析與實證的方法,每一個原理、算法都在案例講解中生動地體現齣來。更重要的是,本書對臨床醫學的數據挖掘與模式識彆技術進行瞭開創性、係統性的討論,用案例展現瞭數據挖掘技術如何與臨床醫學相結閤,為廣大的醫生、醫學數據挖掘愛好者提供瞭很實用的技術示範、理念導入、係統思考。本書所有概念的講解基本結構為原理講解與案例實操的二元結構,兼顧初學者與**人士的需要。本書重點探討瞭數據挖掘技術如何與臨床醫學深度融閤,如何運用現代的數據挖掘理念、模式識彆與機器學習的基本方法解決臨床科研中的應用問題,為廣大的科研型臨床醫生提供助力,為廣大的數據分析人員找到行業應用的範例,為廣大初學者提供努力學習的方嚮,更重要的是在這個大數據時代,我們可以*自見證數據技術是如何改變並深刻影響著臨床醫學的科研與教學。
第1章 數據分析與數據挖掘的力量11.1 葡萄牙醫生解決世界新生兒齣生缺陷的故事21.2 醫學數據挖掘的主要定義51.2.1 數據挖掘的定義51.2.2 醫學數據挖掘的故事51.3 醫學數據模式識彆的七大原理與案例講解61.3.1 什麼是模式識彆61.3.2 7個小故事71.4 臨床醫學領域的機器學習與人工智能121.5 神經元網絡的基本原理13第2章 臨床醫學的數據挖掘202.1 房顫與腎功能關聯現象的故事212.2 支持嚮量機的算法原理與應用302.2.1 一個故事的開場白302.2.2 支持嚮量機的主要特點312.2.3 支持嚮量機的應用案例392.3 疾病規律與統計學革命432.3.1 肝膽外科的統計學故事432.3.2 雙盲實驗的誕生442.3.3 幾則很有趣的醫學統計學故事472.4 老年肺癌研究502.4.1 數據的抓取與來源502.4.2 癌癥與老齡化的相關性分析512.4.3 老年人肺癌手術適用性評估關鍵詞頻率532.4.4 老年肺腫瘤的數據分析542.4.5 英國肺癌患者38年來死亡率研究592.4.6 老齡肺癌死亡率數據的三維分析592.5 臨床醫學與數據挖掘的邊緣學科622.5.1 幾個實例622.5.2 醫學統計學與醫學數據挖掘的區彆692.5.3 有關數據挖掘是邊緣學科的幾個實例722.5.4 一個醫學數據挖掘的案例74第3章 臨床醫學與數據技術的深度融閤903.1 二型糖尿病與胰腺癌的故事913.2 Cox迴歸的基本原理與應用943.2.1 Cox迴歸的基本原理943.2.2 晚期肺癌伴腦轉移患者的預後多因素Cox迴歸953.2.3 本案例的幾點啓示1003.3 醫學數據分析中的故事1013.4 聚類的臨床醫學意義1033.4.1 聚類算法的基本定義1033.4.2 臨床醫學數據挖掘中聚類的意義1043.4.3 案例1123.5 貝葉斯算法的應用案例1133.5.1 一個流傳甚廣的故事1133.5.2 一個貝葉斯算法的醫學案例114第4章 臨床醫學的模式識彆1264.1 模式識彆是什麼1274.1.1 定義1274.1.2 臨床醫學模式識彆的故事1274.2 基綫靜息心率的故事1304.3 決策樹算法1324.4 *大期望(EM)算法1354.5 算法的規律與臨床醫學的本質1404.5.1 算法的本質是什麼1404.5.2 數據挖掘中醫學的本質141第5章 醫學數據挖掘的常用工具1465.1 SAS挖掘軟件運用案例1475.2 Weka軟件介紹1505.3 Matlab案例1525.4 R語言案例1625.5 臨床醫生如何用好挖掘工具164第6章 **級醫學SCI論文中的統計工具1696.1 醫學數據中的T值與P值故事1706.2 K綫圖的故事1726.3 國際**期刊上的數據技術1746.4 SCI薈萃分析中的統計學工具1806.4.1 研究對象及入選標準1816.4.2 統計學處理181
醫學數據挖掘案例與實踐
基於大數據時代生物醫學數據的爆炸式增長,本書從醫學科研中的實際問題齣發,以案例的形式深入淺齣地介紹瞭近年來嶄新的醫學數據挖掘技術,包括決策樹模型、支持嚮量機、*森林分類、關聯規則、貝葉斯網絡構建等,並詳細介紹瞭數據挖掘軟件(SPSS、SAS、R等)的操作步驟,重點突齣實用性和可操作性,以期提高讀者對醫學科研數據的深層次處理與分析的能力。 本書主要取材於編者近年來從事生物醫學數據深度挖掘方麵的研究與教學工作內容,既適用於醫學院校本科生及研究生、醫學基礎及臨床科研工作者和相關技術人員作為教材,也可作為科學研究的參考用書。
第1章 數據預處理 1 1.1 異常值的常見處理方法 1 1.2 缺失值的填補 8第2章 多元綫性迴歸分析 14 2.1 多元綫性迴歸的概念 14 2.2 多元綫性迴歸的模型結構 14 2.3 多元逐步綫性迴歸 17第3章 Logistic迴歸分析 22 3.1 Logistic迴歸分析的基本概念 22 3.2 Logistic迴歸的模型結構 22 3.3 應用實例1:一般資料的Logistic迴歸 23 3.4 應用實例2:列聯錶資料的Logistic迴歸 27 3.5 應用實例3:多項Logistic迴歸分析 29第4章 非綫性迴歸擬閤分析 32 4.1 非綫性迴歸基本概念 32 4.2 應用實例1:對新增SARS病例數的預測分析 32 4.3 應用實例2:對纍計SARS病例數的預測分析 37第5章 生存分析 41 5.1 生存分析的基本概念 41 5.2 生存分析的資料特點 41 5.3 生存資料的分析方法 42 5.4 應用實例1:纍積生存率的計算 42 5.5 應用實例2:小樣本生存率的Kaplan-Meier估計 45 5.6 應用實例3:生存麯綫比較的Log-rank檢驗 47 5.7 應用實例4:Cox迴歸 51 5.7.1 Cox模型結構與參數估計 51 5.7.2 應用實例:Cox迴歸分析 51第6章 基於競爭風險模型的生存分析 566.1 競爭風險模型 566.2 應用實例:競爭風險模型的生存分析 56第7章 Meta分析 627.1 Meta分析概述 627.2 Meta分析的方法與步驟 627.3 應用實例1:二分類資料的Meta分析 637.4 應用實例2:連續資料的Meta分析 71第8章 劑量-反應模型的Meta分析 778.1 劑量-反應關係的數據結構 778.2 綫性擬閤 788.3 非綫性擬閤-三次麯綫擬閤 79 第9章 決策樹模型分析 829.1 分類的概念 829.2 分類的步驟 829.3 分類器性能的評估 839.4 決策樹分類器簡介 839.5 應用實例:決策樹分析 85第10章 隨機森林法提取特徵屬性 8810.1 隨機森林方法基本概念 8810.2 基於平均基尼指數減少量的特徵屬性選擇 8810.3 應用實例:隨機森林法提取特徵屬性 90第11章 傾嚮性得分匹配方法 9411.1 傾嚮性得分匹配方法 9411.2 傾嚮性得分匹配方法的步驟 9411.3 應用實例:傾嚮性得分匹配 95第12章 用廣義估計方程分析重復測量的定性資料 10212.1 廣義估計方程的基本概念 10212.2 廣義綫性模型的結構 10212.3 GEE算法 10312.4 應用實例1:重復測量的實驗數據 10312.5 應用實例2:問捲調查中的多選題數據 105第13章 基於支持嚮量機的微陣列數據分類 10913.1 支持嚮量機簡介 10913.2 支持嚮量機的基本原理 10913.3 應用實例:支持嚮量機分類 111第14章 時間序列分析 113 14.1 時間序列分析的基本概念 113 14.2 時間序列分析的主要步驟 113 14.3 應用實例:時間序列分析 114第15章 路徑圖分析 118 15.1 路徑圖分析基本理論 118 15.2 路徑圖分析的基本步驟 118 15.3 應用實例:路徑圖分析 11915.3.1 1個迴歸分析 11915.3.2 第二個迴歸分析 12115.3.3 第三個迴歸分析 122第16章 主成分分析與因子分析 124 16.1 主成分分析概念 124 16.2 應用實例1:主成分分析 124 16.3 因子分析概念 129 16.4 應用實例2:因子分析 129 第17章 判彆分析 134 17.1 判彆分析的概念 134 17.2 常用的判彆分析方法 134 17.3 判彆函數的驗證 135 17.4 應用實例:判彆分析 135 第18章 聚類分析 144 18.1 聚類分析的概念 144 18.2 K均值聚類法 144 18.3 應用實例1:K均值聚類 145 18.4 係統聚類法 148 18.5 應用實例2:係統聚類 149 18.6 繪製雙嚮聚類熱圖 153 第19章 關聯規則 156 19.1 關聯規則的基本概念 156 19.2 關聯規則的質量和重要性 156 19.3 關聯規則分析的基本方法 157 19.4 應用實例:關聯規則分析 157 第20章 兩組ROC麯綫下的麵積比較 161 20.1 ROC麯綫的構建 161 20.2 ROC麯綫下麵積 162 20.3 兩組ROC麯綫下麵積比較 162 20.4 應用實例:兩組ROC麯綫下麵積比較 162 第21章 診斷準確性試驗Meta分析 166 21.1 診斷準確性試驗Meta分析基本概念 166 21.2 診斷準確性試驗Meta分析的相關評價指標 166 21.3 應用實例:診斷準確性試驗Meta分析 167第22章 貝葉斯網絡分析 173 22.1 貝葉斯網絡的概念 173 22.2 應用實例:貝葉斯網絡構建 174 第23章 偏*小二乘迴歸分析 179 23.1 偏*小二乘迴歸的基本步驟和原理 179 23.2 應用實例:偏*小二乘迴歸分析 180參考文獻 185
《精準醫療:智能時代的健康未來》 在科技飛速發展的今天,人類對健康的追求已進入一個前所未有的新時代。基因組學、生物標記物、影像學、可穿戴設備以及海量的臨床記錄,共同編織齣一張覆蓋個體全生命周期的健康圖譜。然而,如何從這龐雜的數據洪流中提取有價值的信息,轉化為改善個體健康、優化公共衛生體係的驅動力,始終是擺在我們麵前的巨大挑戰。 《精準醫療:智能時代的健康未來》正是聚焦於這一時代命題,深度剖析瞭精準醫療的核心理念、關鍵技術及其在實際應用中的無限潛力。本書旨在為讀者構建一個清晰、係統且深入的認知框架,理解精準醫療如何從“大眾化醫療”邁嚮“個體化關懷”,最終實現“預防、診斷、治療”全流程的智能化升級。 第一部分:精準醫療的基石——數據與技術 本書的開篇,將帶領讀者走進精準醫療的數據海洋。我們深入探討瞭構成精準醫療數據體係的各個維度: 基因組學數據: 從宏基因組、全基因組測序到外顯子組、轉錄組,我們將詳細解析各類基因組數據的特點、獲取方式以及在疾病易感性預測、藥物反應評估等方麵的應用。瞭解基因層麵的信息,是實現個體化治療的首要一步。 臨床數據: 電子病曆(EHR)、影像數據(CT、MRI、X光)、病理報告、實驗室檢查結果等,這些承載著患者病史、癥狀、治療過程和預後信息的寶貴數據,是我們理解疾病發展軌跡、評估治療效果的關鍵。本書將重點介紹這些數據的標準化、互聯互通以及在臨床決策支持中的應用。 生物標記物數據: 包括蛋白質組學、代謝組學等,這些分子層麵的信息能夠更直接地反映生理或病理狀態,為疾病的早期發現、診斷分型以及療效監測提供有力支撐。 生活方式與環境數據: 來自可穿戴設備(如智能手錶、手環)的運動、睡眠、心率等生理數據,以及患者的飲食習慣、居住環境、職業暴露等信息,這些“實時”且“連續”的數據,能夠幫助我們全麵評估個體健康風險,實現主動健康管理。 影像與傳感器數據: 除瞭傳統的醫學影像,本書還將觸及新興的影像技術(如PET-CT、單光子發射計算機斷層成像)以及各種生物傳感器、醫學成像設備産生的數據,這些數據在疾病診斷、預後判斷和治療方案製定中扮演著越來越重要的角色。 在掌握瞭豐富的數據源之後,本書將重點闡述驅動精準醫療發展的關鍵技術: 大數據分析技術: 介紹統計學模型、機器學習算法(如決策樹、支持嚮量機、神經網絡、深度學習)在處理高維、異構、海量醫療數據時的應用。我們將剖析如何利用這些算法進行模式識彆、特徵提取、風險預測、疾病分類與診斷。 人工智能(AI)與深度學習: 重點解析AI,特彆是深度學習在醫學影像識彆(如腫瘤檢測、病竈分割)、自然語言處理(如從病曆文本中提取關鍵信息)以及藥物發現等領域的突破性進展。 雲計算與分布式計算: 探討如何利用雲平颱解決醫療數據的存儲、處理、共享和安全問題,實現跨機構、跨地域的數據協作。 生物信息學工具與數據庫: 介紹常用的生物信息學軟件、算法以及公開的基因組、蛋白質組數據庫,為研究人員提供實用的數據分析工具。 數據安全與隱私保護技術: 在強調數據價值的同時,本書也高度重視數據安全和患者隱私。我們將探討差分隱私、同態加密、聯邦學習等前沿技術,確保在充分利用數據的同時,最大程度地保護個人隱私。 第二部分:精準醫療的應用場景——革新健康管理與醫療服務 掌握瞭數據與技術的基礎,本書將聚焦於精準醫療在各個健康和醫療場景中的具體應用,展示其如何重塑我們的健康體驗和醫療模式: 疾病的精準診斷與風險預測: 癌癥的早期篩查與個體化風險評估: 通過基因檢測、液體活檢、多模態影像分析,實現癌癥的超早期發現,並根據個體基因特徵、傢族史、生活習慣等,預測患癌風險,製定個性化的預防和篩查策略。 慢性病的精準管理: 如糖尿病、心血管疾病、阿爾茨海默癥等,通過連續監測生理數據、分析遺傳背景,預測疾病進展風險,優化乾預措施,實現“未病先防、已病早治”。 罕見病的診斷加速: 利用全基因組測序和先進的生物信息學分析,加速疑難雜癥和罕見病的診斷進程,為患者爭取寶貴的治療時間。 個體化治療方案的製定: 藥物基因組學: 瞭解患者的基因型如何影響藥物的代謝、療效和副作用,從而為患者選擇最有效、最安全的藥物,實現“對癥下藥”。 腫瘤的靶嚮治療與免疫治療: 基於腫瘤基因突變譜,精確識彆驅動癌細胞生長的靶點,選擇相應的靶嚮藥物;或通過評估腫瘤微環境的免疫狀態,選擇最適閤的免疫治療方案。 個性化劑量調整: 根據患者的個體差異,對藥物劑量進行精準調整,最大化療效,最小化不良反應。 新藥研發與臨床試驗優化: 加速藥物發現: 利用大數據分析和AI模型,識彆潛在的藥物靶點,預測藥物分子的療效和安全性,縮短新藥研發周期。 優化臨床試驗設計: 根據患者的基因特徵和疾病分型,精準招募最適閤的受試者,提高臨床試驗的成功率和效率。 真實世界證據(RWE)的應用: 整閤真實世界數據,評估藥物在真實世界使用中的療效和安全性,為藥物上市後監管和臨床實踐提供依據。 健康管理與預防保健的智能化: 主動健康監測: 利用可穿戴設備和傳感器,實時監測生理指標,及時預警潛在的健康風險。 個性化健康指導: 基於個體的基因信息、生活習慣和健康數據,提供定製化的飲食、運動、睡眠等健康管理建議。 慢病康復與遠程醫療: 為慢病患者提供遠程監測、在綫谘詢和居傢康復指導,提高醫療的可及性和便捷性。 公共衛生與流行病學研究的革新: 傳染病預測與防控: 利用大數據分析,追蹤傳染病傳播路徑,預測疫情爆發趨勢,為政府製定防控策略提供科學依據。 疾病負擔評估與流行病學研究: 深入分析人口健康數據,揭示疾病的分布規律、影響因素和演變趨勢,為公共衛生政策製定提供支持。 第三部分:挑戰與展望——邁嚮可持續的精準醫療未來 在展望精準醫療的光明前景時,本書同樣客觀地分析瞭當前麵臨的挑戰,並提齣瞭應對策略: 數據孤島與互操作性問題: 如何打破不同醫療機構、不同係統之間的數據壁壘,實現數據的有效整閤與共享。 數據質量與標準化: 確保收集到的數據的準確性、完整性和一緻性,建立統一的數據采集、存儲和編碼標準。 技術人纔的短缺: 培養具備醫學、計算機科學、統計學等多學科知識的復閤型人纔。 倫理、法律與社會影響(ELSI): 關注基因信息隱私、數據濫用、基因歧視等潛在的倫理和社會問題,建立完善的法律法規和倫理規範。 成本效益與可及性: 如何降低精準醫療服務的成本,使其惠及更廣泛的人群,實現醫療資源的公平分配。 臨床轉化與落地: 加速研究成果嚮臨床應用的轉化,推動精準醫療理念在日常醫療服務中的普及。 本書的最後,將勾勒齣精準醫療的未來發展藍圖,包括AI在醫療決策中的深度融閤、數字孿生在疾病模擬與治療規劃中的應用、虛擬現實(VR)與增強現實(AR)在醫學培訓和手術中的創新實踐,以及更深層次的分子診斷與個體化基因治療的突破。 《精準醫療:智能時代的健康未來》不僅是一本技術指南,更是一部思想的啓迪錄。它將引導讀者深刻理解,未來的健康不再是冰冷的統計數字,而是充滿生命個體獨特性的、可被精細化管理和個性化嗬護的旅程。這本書將幫助您撥開數據迷霧,洞悉健康真相,把握未來醫療發展的脈搏。