云环境下医疗大数据管理与共享关键技术及应用

全民健康信息化对推动中国经济发展、提升全民医疗卫生保障水平具有重要的现实意义，而医疗大数据建设是解决全民健康信息化问题的重要支撑。现有医疗大数据建设存在“重收集、轻应用”、“共享与开放度低”、“信息使用不便”等问题，无法满足当今乃至未来社会对全民健康发展的需求。项目组在国家自然科学基金、河南省科技创新人才支持计划及医院/企业委托技术开发等课题的支持下，历经近7年的研究，认为“数据管理模式各异”、“数据与医院绑定”是造成医疗大数据“共享与开放度低”、“信息使用不便”的主要原因。为此，创新性地提出了云环境下医疗大数据管理与共享技术体系，有效解决了医疗大数据的管理、共享与应用等问题。主要创新与贡献如下： 1.破解了医疗大数据共享问题：基于医院的医疗数据云平台，利用多级索引和虚拟映射技术，提出医疗大数据分布分级存储模型和医疗大数据虚拟组织模型，构建了区域虚拟医疗信息网，从而突破医院数据保护壁垒，为区域内医疗大数据共享提供技术支撑。 2.破解了医疗大数据管理问题：基于自律计算、遗传算法等，提出医疗大数据自律管理模型、数据请求联合执行方法、医疗数据快速检索方法，构建了“监视 预测 分析 决策 共享知识库”的自律管理模型，自主调整区域虚拟医疗信息网/共享知识库和响应用户数据服务请求，实现了跨医院、跨区域、跨平台的医疗大数据共享。 3.解决了医疗大数据存储优化问题：融合自律计算、深度学习、智慧协同等理论，提出医疗大数据协同优化方法、医疗大数据存储冗余优化方法、高维医疗大数据计算优化方法等，构建了“个体-局部-全局”三级医疗大数据协同存储优化模型，在不增加系统负载的情况下持续优化虚拟医疗信息网，逐步提升医疗大数据跨医院、跨区域、跨平台的存储优化效率。 4.解决了医疗大数据安全访问控制问题：融合动态感知、分形聚类、时序序列等方法，提出了云平台下的网络安全态势感知方法、数据安全监测方法、用户异常行为检测方法等，构建了“态势感知 安全监测 异常识别”安全访问控制模型，有效保障了医疗大数据跨医院、跨区域、跨平台的安全访问控制。 相关成果获授权发明专利13项，软件著作权32项；发表SCI和EI检索期刊论文20篇，在科学出版社出版专著1部；获河南省教育厅科技成果一等奖2项、河南省自然科学优秀学术论文一等奖2项、河南省青年软件创新创业大赛一等奖1项。 研制的香雪智慧中医平台、智慧医疗信息管理平台，通过了权威机构的软件功能性测评，应用于广州市香雪制药股份有限公司、广东省香雪医药有限公司、河南科技大学第一附属医院、永城市中心医院、滕州市中心人民医院、武汉市第三医院、河南省洛阳正骨医院、中国人民解放军第518医院等多家单位。三年来，累计为医院节约开支3205万元、提供医疗信息共享服务约5000万人次，为企业新增经济效益24000余万元。 2015年，云资源管理相关成果通过河南省科技厅组织的成果鉴定，意见为“……在云资源虚拟管理技术研究方面达到国内领先水平”；2016年，云资源安全与冗余优化相关成果通过河南省科技厅组织的成果鉴定，意见为“……在基于自律计算的云资源安全机制、云储存冗余优化等研究方面达到国内领先水平”；2019年，医疗大数据管理与共享相关成果进行了科技成果标准化评价，专家组认为：“该项目在医疗大数据分布分级存储与优化，访问请求异常识别等研究与应用方面有重大创新，达到国内领先水平”。