《中國教育網絡》:為什麼想要開展與醫療健康有關的項目?
程浩洋:健康是人們生活中必不可少的一部分,随着人們生活節奏的日益加快,不規律的生活很容易引起健康問題。有資料顯示,在各種因素導緻的死亡中,慢性疾病占80%的比例,慢性疾病成為了威脅人們生命健康的重要因素。研究表明,合理的疾病預測方法能夠有效地控制慢性疾病的發生。
随着科技的發展,智能手機在生活中越來越普及,健康類的應用越來越多地出現在人們的視野。在對市場上健康類應用進行調研後發現:一方面,多數應用的功能偏向于問診和醫藥市場,少數應用有數據管理的功能,目前尚不存在一款将數據管理和問診功能相結合的應用;另一方面,目前的健康類應用在對于慢性疾病的關注方面,隻有健康數據記錄、健康提醒和健康類資訊的推送等功能,而較少地涉及疾病預測相關功能。
基于以上兩個方面的考慮,我們希望設計實現一個基于Android平台的個人健康助理系統,包括個人健康數據管理、完整的問診流程以及有效的疾病預測方法。
《中國教育網絡》:個人健康助理系統的功能有哪些方面?
程浩洋:為了提高人們對健康的認識,我們開發了個人健康助理App及相應的醫療大數據平台。在這套個人健康和醫療相結合的系統下,用戶不僅能對個人健康數據進行管理,還能對自身的健康風險進行評估,同時還可借助多種渠道同專業醫生進行問診和交流。此外,在所獲取的一大批用戶的健康數據資源下,通過對不同年齡、區域分布等群體的健康狀況進行統計和分析,從而為進一步的健康建議和決策提供幫助。
個人健康助理系統在功能上從四個方面展開,包括健康管理、疾病預測、問診和健康大數據平台。
一是,健康管理模塊能夠管理用戶的健康數據,支持多種方式添加和查看數據。一方面用戶可以直觀地看出人體生理指标的變化趨勢;另一方面也為醫療診斷提供了數據支持。
二是,設計并實現了基于貝葉斯網絡的疾病預測方法。用貝葉斯網絡方法結合用戶的健康數據實現疾病預測,在預測結果上有較好的準确性。它的預測結果能夠讓用戶在早期預防疾病,降低用戶患慢性疾病的風險。同時該方法能夠發現對疾病影響因子最大的症狀信息,為醫學上的疾病診斷起到了輔助作用。
三是,設計出一個Android系統的問診流程。問診服務将線下的醫療資源轉移到線上,提高了問診的效率。在問診流程上,一方面,用即時通訊實現了線上問診功能;另一方面,結合用戶的健康數據實現了線下預約。
四是,健康大數據平台。目前有多種渠道來采集公共衛生健康的相關數據,但由于缺乏相關的應用,所采集的數據并沒有發揮應有的作用。通過個人健康助理App可以收集到大量的用戶健康數據,在此基礎上我們實現了一個健康大數據平台,以對當前所有用戶的健康信息進行分析和追蹤,這有助于了解某種疾病(例如高血壓)在不同人群和年齡區間上的分布。同時對疾病預測的結果進行分析整理,可以依此給出某種疾病所表現出最普遍的症狀,并能為當前醫藥相關政策的制定提供參考,還能為當前這類疾病的診斷提供一些有價值的信息。
《中國教育網絡》:目前該項目的關鍵技術取得哪些重大進展?
程浩洋:首先,設計并實現了基于貝葉斯網絡的疾病預測方法。該方法根據病例數據訓練貝葉斯網絡的結構和參數,它的精确率和召回率在與其他分類方法的對比上占有少量優勢。将訓練後的貝葉斯網絡部署在支持IPv6協議的服務器上,為客戶端提供訪問接口。
其次,設計出Android終端通過藍牙與可穿戴設備的通信方式。手機端可通過藍牙啟動血壓計設備,在血壓計測量完成後将數據自動傳輸并存儲到手機上。
《中國教育網絡》:在項目實施過程中遇到過哪些挑戰,有哪些收獲?
程浩洋:在項目啟動初期,并不清楚項目具體要實現哪些功能,每個功能應該以怎樣的方式實現。為解決這些問題,我們對市場上的同類App進行調研,并完成了一份《移動醫療App發展現狀綜述》調研報告,對現有App的功能進行分類總結,最後根據現有的資源及需求整理出要實現的功能。在此過程中,了解了醫療類App的發展現狀及動向,對項目有了更清晰的認識。
在研究貝葉斯網絡方法實現疾病預測的過程中,由于醫療類病例數據很少在網絡上公開,數據來源成了這一階段的重要問題。在此過程中,我們嘗試了對真實數據的模拟,但是效果并不理想;同時也嘗試了從國家醫療數據網站上獲取數據,但是可以應用到模型的參數較少,或者數據量較少;最終我們在Kaggle網站中根據疾病關鍵詞查詢到高血壓、糖尿病及心髒病的數據,參數較完整而且數據量充分,以此作為貝葉斯網絡模型的訓練數據。在網絡中查找相關數據集繁瑣而耗時,但是對各種疾病的不同數據集有了一定的認識,為項目今後在參數維度上的擴展提供了思路。
《中國教育網絡》:對于項目的未來規劃,有哪些想法?
程浩洋:疾病預測是本項目的一個亮點,同樣也是AI與醫療相結合在今後的一個發展方向。随着人們的生活水平的提高,人們對于健康的關注度将不斷增加。有效的疾病預測方法能夠降低發生疾病的風險,提高健康水平。但是任何一種疾病預測方法都不是100%準确的,誤診或漏診現象都對用戶造成了不良影響,所以,如何在方法上進一步改進來不斷降低誤診率和漏診率,将是疾病預測在今後研究中的重點。
《中國教育網絡》:未來您是否有考慮在IPv6領域其他方面開展研究?
程浩洋:未來主要是研究Android系統對IPv6的支持方面,Android4.0之後的移動端設備使用IPv6網絡可以進行正常的通信,但是目前Android手機上支持IPv6協議的應用較少。Android采用雙棧協議進行IPv4/IPv6網絡的協同工作,當發送的是IPv4數據報文時,采用的Socket為v4版本,當發送的數據報文采用的是IPv6協議時,采用的Socket為v6版本。
IPv6的技術發展已經較為成熟,但IPv6仍缺乏能夠轟動一時的應用,現有的IPv4業務有着完善的體系,如果要打破這個體系,需要從IPv6的應用中尋求創新,以此作為IPv6廣泛推廣的起點。(責編:楊潔)
(資料來源:南京大學程浩洋整理:楊潔)