“全息数字人”——健康医疗 大数据应用的新模式
“全息數字人”——健康醫療大數據應用的新模式
金小桃，王光宇，黃安鵬 北京大學健康醫療大數據國家研究院，北京 100871； 中國衛生信息與健康醫療大數據學會，北京 100048； 清華大學智能技術與系統國家重點實驗室，北京 100084
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摘要：健康醫療大數據應用發展是催生健康醫療新技術、新方法、新手段、新模式、新業態發展的強大動力，對于提升經濟發展新動能起到了巨大的促進作用，并助推健康產業早日成為國民經濟的重要支柱產業。首先梳理了健康醫療大數據發展的國家政策背景和社會發展的時代需求，在此基礎上，提出并分析了“全息數字人”的概念和內涵，探討了發展“全息數字人”新科技和構建醫療健康服務的新模式、發展“全息數字人”應用需要的新思維以及“全息數字人”發展的途徑與成果共享方式。
關鍵詞：健康醫療大數據；全息數字人；健康科技；健康新經濟；前沿交叉
論文引用格式：
金小桃, 王光宇, 黃安鵬. “全息數字人”——健康醫療大數據應用的新模式. 大數據[J], 2019, 5(1):3-11
JIN X T, WANG G Y, HUANG A P. Personal holo-healthinfo profile: a promising potential of health big-data applications and developments in China. Big data research[J], 2019, 5(1): 3-11
1 健康醫療大數據應用發展的時代背景
健康醫療大數據的應用發展如火如荼，在科技發展進入“知識大發現”的跨界融合的新時代，大數據驅動的醫學新研究和健康新服務越來越彰顯出其巨大的價值和潛力。以大數據為基礎的精準醫學、智慧醫療、智能服務等供給側應用發展呈現出蓬勃之勢，有望在催生新的科學發現、加速疾病防控技術突破、改善醫療供給模式、重構醫療健康服務體系等方面發揮創新引領作用。以信息化驅動健康醫療領域的科技創新與模式變革已呈席卷全球、日新月異的態勢，將成為新一輪健康醫療領域國際科技競爭的戰略制高點，成為各國紛紛布局聚焦的重點。
在全國衛生與健康大會上，中央強調指出：要完善人口健康信息服務體系建設，推進健康醫療大數據應用。健康是促進人的全面發展的必然要求，健康是一種權利，更是一種責任，要樹立大衛生、大健康的觀念，把以治病為中心轉變為以人民健康為中心，關注生命全周期、健康全過程，通過“互聯網+”新興技術群，把優質醫療資源向廣大基層滲透、把高端醫療服務向邊遠地區延伸，也就是利用大數據與人工智能等技術手段，發揮互聯網、物聯網等數字化平臺的作用，在加強基礎能力建設的同時，希望有助于解決人民群眾對優質醫療健康服務均等化與公平性的迫切需求，加快推進健康中國建設。
中央多次強調：沒有信息化就沒有現代化。這為我國現代化建設指明了方向。在2017年12月8日的政治局集體學習中，中央明確提出，要推動實施國家大數據戰略，加快完善數字基礎設施，推進數據資源整合和開放共享，保障數據安全，加快建設數字中國，更好地服務我國經濟社會發展和人民生活改善。大數據是信息化發展的新階段，要推動大數據技術產業創新發展，構建以數據為關鍵要素的數字經濟，運用大數據提升國家治理水平，運用大數據促進保障和改善民生，切實保障國家數據資產的安全。
互聯網是20世紀偉大的發明之一，對社會經濟和科技創新產生了很強的帶動作用，給人們的生產生活帶來了重大變化。讓以大數據和互聯網為代表的信息化造福社會、造福人民，是落實我國“四個全面”戰略布局的重要舉措，更是實現“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興的中國夢的必然選擇。
《“健康中國2030”規劃綱要》明確提出了建設健康信息化服務體系的工作任務，主要包括：完善人口健康信息服務體系建設，全面建成統一權威、互聯互通的人口健康信息平臺，規范和推動“互聯網+健康醫療”服務，創新互聯網健康醫療服務模式，持續推進覆蓋全生命周期的預防、治療、康復和自主健康管理一體化的國民健康信息服務；推進健康醫療大數據應用，加強健康醫療大數據應用體系建設，推進基于區域人口健康信息平臺的醫療健康大數據開放共享、深度挖掘和廣泛應用。
2016年6月21日，國務院辦公廳印發了《關于促進和規范健康醫療大數據應用發展的指導意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》指出，健康醫療大數據是國家重要的基礎性戰略資源，其應用發展將帶來健康醫療模式的深刻變化，有利于激發深化醫藥衛生體制改革的動力與活力，培育健康醫療大數據應用新業態。《意見》中明確提出了夯實健康醫療大數據應用基礎、全面深化健康醫療大數據應用、規范和推動“互聯網+健康醫療”服務以及加強健康醫療大數據保障體系建設這四大重點任務及相應的14項重大工程。《意見》還明確指出，健康醫療大數據不能成為空白，要抓緊布局，建立國家權威統一平臺，突出重點，加快發展，抓好落實。
在2016年7月28日國務院印發的《“十三五”國家科技創新規劃》中，也提出了要建立國家生物醫學大數據共享平臺，構建健康大數據云平臺，以大數據為基礎，建立基于信息共享、知識集成、多學科協同的集成式、連續性疾病診療和健康管理服務模式的戰略部署。
2018年4月28日，國務院辦公廳印發了《關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》，進一步強調了健康醫療應以發展為動力，以應用為抓手，以安全為保障，積極穩妥地推進我國健康醫療大數據的應用發展和規范治理。因此，筆者提出了以發展“全息數字人”為健康科技高峰的目標，助力人類對健康長壽愿景目標的不懈追求，緊緊抓住科學機遇、歷史機遇，在這一富有挑戰性的領域加快突破，切實行動，為國際新興戰略產業的發展和人類健康做出中國貢獻。
2 “全息數字人”的科學內涵?
“全息數字人”是指人能全面自如地對 自我健康穩態進行維護和管理的科學化階 段，其定義與定位如圖1所示。
圖1???“全息數字人”的定義與定位
健康是人類最普遍、最根本的需求，人民健康是民族昌盛和國家富強的重要標志。隨著經濟社會的發展，尤其是我國人口老齡化的快速發展，我國國民對健康的需求快速增長，人們在希望“好看病、看好病”的同時，更加關注疾病的預防、個體功能的完善、健康狀態的良好以及健康壽命的延長。
推進和規范健康醫療大數據應用發展，應以實際行動落實好黨中央“一切為了人民的健康”的重要指示精神，把握國務院“把健康產業培育成國民經濟重要支柱產業”的經濟發展新方向。
具體行動上，需要加快加大健康醫療大數據應用發展、人文環境和制度規范等方面的建設，聚焦國家戰略需求，堅持世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位，充分發揮科技創新要素的聚集作用和開放協同的引領作用，力爭實現人人可享有的隨時隨地的“全息式”健康服務目標，構建數字化健康服務新模式，最終形成與每個生物人相對應且可量身定制的“全息數字人”健康新業態，并以此作為健康醫療大數據科技發展的終極愿景，引導優質資源向著健康大科學方向聚焦，力爭取得以攻克“全息數字人”為科技目標的一批前沿交叉領域重大成果，打造萬億規模新產業，讓百姓感受到真真切切的實惠，增強群眾的切實獲得感。在“全息數字人”時代，人的一切信息都可數字化、全息化，人人可享受全面而終身連續的健康管理和醫療服務，人人可把健康當作財富資本，在“電子健康銀行”中享有保值和增值的管理服務，為人類追求“既健康又長壽”的目標提供技術支撐。“全息數字人”的具體建設包括以下內容。
健康醫療的電子化：使人們提供的一切健康服務和醫療行為都可記錄、可追溯。從整體、動態和個性化的角度，全面掌握人體生命活動規律，充分反映機體信息的整體性、客觀性和時序性特點。要實現“全息數字人”，對生命體征和健康狀態的連續、動態、高精度的生理健康狀態監測檢測是前提。“全息數字人”的發展對深入理解生命規律、催生新技術和新產品有重要意義，并可充分發揮移動互聯網和可穿戴技術的優勢，為健康新服務提供更嚴格和全過程的科學證據。
行為心理的客觀化：突破人的心理行為連續客觀化監測和風險分層辨識的技術瓶頸。將生命體征監測數據種類拓展到更為廣泛的心理、營養、微生態等方面，可為全面健康和全民健康的實現提供更有力的數據支持。在健康狀態辨識和風險預警中，營養、心理、運動、行為等信息為人體健康狀態評估及干預提供了關鍵靶點，需要研究相關參數的多維度檢測方法及應用場景，大力拓展健康數據收集的縱深度及完整性。
網絡世界的真實化：全息生活方式正在進入人們的日常生活中。2017年3月25日，英國物理學家霍金以全息投影的技術方式現身香港演講。通過虛擬現實和增強現實等網絡新技術，可構建增強觸覺、視聽、運動、反饋等感知與控制信息的網絡世界，讓人體感知、人體意圖判斷和環境識別等功能與真實世界建立起必然的對應關系，包括個體行為監測技術、個性化生活服務技術、心理行為干預及健康管理和康復技術。
社會環境的人性化：明確社會環境對健康的影響因素及其對人體重要生物學過程的作用及機制，尋找健康干預的生物學靶點，突破社會環境的健康干預理論及人性化量化監測難題。社會環境是生命存在和發展的前置性條件，這些因素與個體健康存在著復雜的動態變化關系，研究這些重要因素究竟通過哪些生物學過程以及怎樣通過這些過程影響個體健康，從而為系統性、針對性的健康干預提供科學基礎。區別于疾病治療，社會環境對健康危險因素的調控手段更為復雜多變，效果不可測量和評估，其對人類的健康危害正在引起廣泛的高度重視。
自然環境的智能化：人的生理狀態面對的自然環境，對人的呼吸系統、循環系統和精神系統健康有極大的直接影響，尤其是近人體環境導致健康問題的形勢已經顯得非常突出。研究自然和近人體環境的傳感與傳輸機理，建立“以人為本的優質一體化服務（people-centered integrated care,PCIC）”新模式，加強基層衛生服務的核心地位，可以探索低負荷、高精度生理信息獲取的科學方法，新模式將圍繞個人及家庭的健康需求組織服務，通過電子工具和數據共享，實現與上級醫療服務和社會服務的一體化整合。
“全息數字人”時代的到來為時不遠。1958年年底，美國國防部開始研究全球定位系統（global positioning system, GPS），當時該系統的作用僅僅局限于美國遠洋船只的海上定位，但不能解決導航的問題。20世紀90年代后，GPS應用于導彈的精確制導，成本下降之后，GPS應用于普通百姓的日常出行定位、導航。互聯網技術也有類似的發展經歷。現在互聯網已經成為人們生活和各行各業工作的必備工具，為信息時代的真正到來奠定了堅實的技術基礎。類似于GPS和互聯網技術的起源和應用發展，發達國家的軍方率先開展了關于人體生命體征的先進監測技術，且已經能夠實現無創連續監測及非接觸遠距離生命體征感知。在實際單兵作戰環境下，如果一個士兵某個部位受傷，體征監測云平臺在幾秒鐘之內即可監測到，在幾分鐘之內即可派直升機帶領相關醫療救護專業人員飛赴現場急救，為挽救受傷士兵的生命提供了寶貴的時間，真正做到了“醫生未到、信息先行”。在單兵實戰環境中，該技術不僅能夠對每一個士兵的健康狀態進行實時監測，而且美國軍方還擁有高靈敏度的無擾傳感技術，可實時追蹤每個人的行為舉止及周圍環境的變化情況。顯然，與GPS和互聯網類似，雖然先進的健康科技在軍事和太空領域率先應用，但是要真正成為推動社會進步的一支科技力量，則是在民口取得廣泛應用之后。相比于GPS等軍用技術，軍方當前已經取得技術突破的健康科技產品更貼近民生福祉，其在民口的廣泛應用不會太遠，必將在人類健康領域大放異彩，促進全人類健康素養和全社會健康產出的持續提升，為人類健康做出特殊貢獻。
3 構建“全息數字人”健康新服務體系的作用
健康醫療大數據涵蓋生物、臨床、心理、行為、社交、環境、商業等與人類健康活動具有直接或間接相關性的所有數據源，是打造“全息數字人”健康服務新模式、新技術、新產品的生產要素和主要資產。“全息數字人”健康新服務體系的構建，將引領健康醫療大數據應用發展朝著縱深方向發展，改變人們的就醫模式和健康理念，對未來生物醫學和健康科技的發展具有不可替代的作用，具體如下。
（1）推動基礎醫學向系統化轉型
生物分子和基因水平的高通量測序新技術群的快速產生和發展，為生物基因組學、蛋白組學、藥物組學等基本生物資源信息庫構建提供了可能，但是也引發了科學方法和科學思維的變革。過去以“測量”為基礎的“還原論”和“解剖學”醫學基礎研究，必然轉向以數據驅動為基礎的醫學基礎研究。因此，健康醫療大數據是重大原始創新的源頭，為醫學基礎研究提供了科研新工具，更為人們未來探索健康本質提供了科技基礎資源庫。基礎研究成果可為應對疑難疾病和罕見疾病的診療提供科學支持，并構建生物醫學信息交互安全可信網絡，在確保國家生物國防安全的前提下，形成跨部門健康醫療數據資源共享與共用格局，推進價值創新、新藥研發、數據交易、增值服務等新體系發展，形成高端輻射效益。
（2）推動臨床醫學向個體化轉型
疾病的發生和發展是一個原因不確定的多因素合力發展的過程，是偶然中的必然過程。大數據使過去研究必然關系的理論向研究數據間是否存在關聯關系轉變。健康與醫學數據融合、個體與環境數據融合的健康醫療大數據為探索偶然中的必然提供了可能行和可行性。正因為大數據的科學方法基礎與疾病的發生發展機理天然相互吻合，依賴融合和清洗、統計和挖掘等數據處理技術，可為個體化臨床診療提供快速準確的臨床決策支持，也為智能醫療提供科技支撐，有望解決過去醫生根據病人自訴及觀察而存在的信息不完整、決策困難等問題。臨床研究成果可轉化為推動“三醫聯動”和“分級診療”等國家新醫改政策的落地落實的工具，以網絡共享方式推進優質醫療資源下沉，上下協同夯實基層衛生服務能力，使醫療關口前移。
（3）推動醫療服務向均等化轉型
健康醫療大數據為健康長壽提供了優質服務平臺，以應對高度個性化的健康剛需。大數據以統計為方法，以發現關聯規則探尋偶然中的必然關系為目的，大數據分析業已成為推動醫療服務均等化和健康服務普惠化的有效工具，為大規模的醫療和健康數據的融合匯聚及挖掘分析提供了可能性，也是推動醫療和健康數據融合的技術抓手。構建定向采集和公共開放平臺的各類健康大數據庫，包括專科專病和系統整合資源庫、中醫藥現代化大數據庫等，可為應對健康服務“私人定制”提供技術支撐。發展可穿戴、移動醫療及人工智能等新技術，便捷匯聚來自各方的信息源，能夠讓群眾自發形成有效的數據開發應用機制，讓人們都有機會在平臺上貢獻數據，也能利用和使用數據，在隱私保護和信息安全允可的范圍內，構建各種各樣的健康應用商店，形成大健康產業發展的龍頭樞紐效應，為群眾的健康長壽提供多樣化、多層次的健康服務。
健康醫療大數據是國家基礎性戰略資源，必須始終堅持以“國家所有、全民共享”為核心宗旨，必須始終堅持以安全性和適用性為根本前提，構建應用發展的安全保障體系，這是確保我國生物國防安全和國家人口健康安全的戰略需要。健康醫療大數據是跨界融合平臺、健康產業舞臺、科研聚集紐帶、人才培養搖籃、戰略前沿陣地，是國民經濟新動能、民生發展新抓手、國家安全新支柱，更是服務群眾健康長壽愿望的人民幸福工程。
4 “全息數字人”應用發展的創新思維
（1）推動科學思維方式方法的變革
以“全息數字人”為愿景的健康醫療大數據是國家的基礎性戰略資源。如同簡單的腕表，若一個人帶腕表就是個人隱私問題，但是若一億人都帶腕表，則會形成巨大的健康產業，形成匯聚基本生理、生命、生活和生產等信息的健康大數據。對這些數據的深度挖掘與應用既可用于新藥物研發，也可用于生物武器研發。健康醫療大數據是蘊藏巨大源頭創新的科技資源庫，更是科技創新的工具，涉及生命安全、生物安全和戰略安全，國家健康醫療大數據的建設擔負著國家使命。健康醫療大數據的所有權必須歸國家所有，其應用發展必須保障國家戰略安全和群眾隱私安全，必須對其加強規范治理。
在大數據時代，人人都成為大數據科學家是不切實際的，但是人人都需要具有科學思維方式，以應對時代的變化，這是大數據時代賦予人們的新使命。
目前，我國健康服務的供給問題很突出。建設健康醫療大數據旨在推動供給側改革。以體溫數據為例，依靠信息技術實現體溫連續監測，可為疾病診斷和流行病學調查提供重要依據。此外，為了破解醫改難題，全球各國及世界衛生組織都不約而同地想到信息共享。美國計劃2024年建成“學習型健康醫療系統（learning health system）”，實現臨床協同、科衛協同、院內外融合的大健康、大衛生體系，并在健康服務方面，依靠信息技術群，突破醫院圍墻，推進醫療服務的扁平化。美國對醫療領域信息化產品的管理比對醫藥和器械的管理還嚴格，企業需要授權，產品需要認證，而醫藥和器械僅僅需要臨床認證即可。美國將違規企業和產品列入禁入黑名單，對行業進行嚴格治理和規范。2008年美國只有9%的醫院使用電子病歷，經過7年的發展，2015年年底美國已經有高達96%的醫院采用了嚴格標準化的電子病歷，為系統醫學和精準醫學的發展構造了臨床基礎資源庫。而我國的電子病歷經過多年的發展，依然呈現“多、小、散、亂、差”的現狀，且短期內難以改變。“全息數字人”引領的健康科技發展將為人們提供有效的技術手段，包容過去，規范未來，實現行業的全面治理，并加強隱私保護和信息安全。
（2）需要加強交叉跨界方向的人才培養健康教育是促進“全息數字人”時代醫療事業和健康產業無縫融合的最佳途徑，也是最優質的健康醫療服務技術平臺，是落實中央關于“最好的醫生是自己”指示的技術手段。到2050年，中國65歲以上的老年人口比例將達33.3%，遠超美國（20%）。中國現有確診慢性病病人2.6億人，慢性病死亡人數占總死亡人數的85%。我國人口老齡化形式在全球最嚴峻，重病/大病/慢性病人口基數大。人們的行為和生活方式是影響健康的主要因素，健康教育最大的難處在于改變人們已有的生活和行為習慣，要求行為干預，然而，當前缺少對行為干預效果進行有效評估的技術手段。“全息數字人”可為破解這個難題提供抓手，從而促進健康醫療意識和行為的深入人心。
當然，比健康教育更難的是跨界、跨學科的人才培養。未來需要大量具有創新精神的復合型人才。依托我國豐富的臨床病例資源和健康人群資源，通過科學家們群策群力，對各方面的相關數據進行融合分析以及深度挖掘和利用，我國完全有可能在“全息數字人”引領的健康醫療大數據研究方面實現跨越式發展，為滿足人民群眾日益增長的健康醫療需求做出更大貢獻。健康醫療大數據的應用發展有可能成為推動健康產業成為國民經濟重要支柱產業的重要引擎，推動我國健康醫療大數據的研究水平向國際領跑的方向發展，以落實國家的戰略部署。
（3）要抓健康事業發展促進健康科技發展的新機遇
到2020年，全球互聯網的數據量預計為35 ZB，而醫學影像數據量將達到100 ZB。這些健康醫學數據全部加載到互聯網之后，對于當前基于硅基的存儲能力、數據讀寫速度而言，是一個不可回避的技術挑戰。關注疾病前的健康管理和疾病中的風險調控，將是新科技、新產品滿足群眾健康需求的有效手段。
5 “全息數字人”預期成果
“全息數字人”旨在以感知和智能技術推進健康科技發展，將高水平健康服務架構在信息網絡之上，實現優質醫療資源和醫學智慧在線共享，提供全天候在線模式的新型健康服務，引領萬億規模的健康新產業的發展。
中央明確指出：人民群眾不但要求看得上病，看得好病，更希望不得病，少得病。為更好地從源頭上消除影響健康的各種隱患，更好地提供全方位、全生命周期的健康服務，實現從治已病向治未病的轉變，迫切需要發展以“全息數字人”為引領的健康科技，構建群眾可獲得的、具有實效的健康保健體系。現代人的健康內容涵蓋范圍廣、需求層次多，具體包括軀體健康、心理健康、心靈健康、社會健康、智力健康、道德健康、環境健康等。越來越多的共識認為，僅僅關注發病后的治療，總體效果差，健康危機只能越演越烈，形勢在倒逼人們抓住戰略機遇，突破現有醫學理論框架和醫療救助傳統手段。以“全息數字人”為健康科技愿景，推進醫療事業和健康產業的無縫融合和全面發展，面向新需求、新戰略，打造跨界融合的新局面，力爭在5~10年內達成以下“健康產出”的具體目標。
圖2???“全息數字人”引領的健康醫療大數據產業發展的階段目標與應用方向
醫療領域：電子病歷能夠真正實現標準化，各家醫療機構能夠實現互聯、互通、互操作。
健康領域：健康檔案實現電子化，真正地“活起來”，人們可隨時、隨地、隨需管理和調控自己的健康狀態。
健康教育：以群眾喜聞樂見的藝術形式，取得深入人心的教育效果，幫助群眾主動積極地克服生活方式上的惰性傾向。以“全息數字人”為引領，以服務老百姓為出發點，開展政策制定、平臺建設、健康教育和科研攻關。未來的藍圖是支持發展以精準醫學和系統醫學為方向的智慧型醫療、面向全面健康和全民健康的智能化服務以及健康產業，打造健康經濟。一切為了人民的健康，促進全社會生產力提升。
所有的技術手段都在為人類工作，由人類主控。“全息數字人”、人工智能與大數據等顛覆性技術不斷涌現，為醫療領域創新提供了機遇。但機遇來臨的同時，人們也面臨著諸多的挑戰。只有以積極的姿態、全心的投入迎接這股勢不可擋的科技浪潮，在實踐中把科技發展新成果及時轉化為人類應對“既健康又長壽”挑戰的工具和手段，才能使科技更好地服務于人類、造福于人類。
作者簡介
金小桃（1957- ），男，博士，原國家衛生和計劃生育委員會副主任、黨組成員，現任中國衛生信息與健康醫療大數據學會會長、北京大學健康醫療大數據國家研究院院長。主要研究方向為健康醫療大數據、健 康產業、數字健康新經濟。
王光宇（1990- ），女，清華大學智能技術與系統國家重點實驗室博士后，2017年獲得北京大學基礎醫學 方向博士學位，主要研究方向為人工智能與生物信息學、健康醫療大數據等。
黃安鵬（1974- ），男，北京大學健康醫療大數據國家研究院院長助理，中國衛生信息與健康醫療大數據 學會副秘書長，健康醫療大數據國家試點項目責任專家，國家健康保障重大工程專家組專家，“主動健康 與人口老齡化科技應對”國家重點專項責任專家，IEEE高級會員，發表IEEE期刊與會議論文70余篇，獲 得美國已授權發明專利12項，中國已授權發明專利74項，獲得醫療器械許可證2項。主要研究方向為健康 醫療大數據與人工智能、移動醫療、信息網絡、通信系統。
《大數據》期刊
《大數據（Big Data Research，BDR）》雙月刊是由中華人民共和國工業和信息化部主管，人民郵電出版社主辦，中國計算機學會大數據專家委員會學術指導，北京信通傳媒有限責任公司出版的中文科技核心期刊。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的“全息数字人”——健康医疗 大数据应用的新模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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