1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDSecurity Level: 华为医疗大数据解决方案与实践1ContentContent医疗大数据需求与挑战1 12 2华为医疗大数据解决方案大数据实践分享4 4华为大数据平台介绍3 32医疗健康行业发展的挑战与对策对对策策挑挑战战支出支出现状现状急剧升高的医疗支出老龄化带来的慢性疾病医疗人员短缺医疗欺诈2013年医疗卫生总支出为31 668亿元，较2012年上升12.6%，且连续8年每年增长超过10%支出的1/3被浪费而没有用于改善医疗: 不必要的医疗服务 昂贵的医疗费用 医疗欺诈 错失预防的机会 行政浪费 医疗数据作为一种战略资产，
2、分析数据以达到提高诊断准确度、提高疗效、降低费用、应对挑战3PACSHISEMRLIS健康穿戴护理来来源源医疗数据来源与特点特点特点多样性结构结构化化：各业务系统数据库数据等半半结构结构化化：病程记录数据等非非结构结构化化：影像数据等时序性主观性病程记录、诊断描述等具有较大的主观性，不易不易标标准化，准化，且可能会有偏差和缺失医嘱医嘱：临时与长期医嘱反应服药变化信息护护理理：反应每天身体指标变化信息历历史信息史信息：就诊史、既病史、家族史隐私性患者病情属于个人隐私内部病情讨论与治疗方案信息不能泄露海量数据长期保存健康穿戴设备兴起，数据量急剧增长符合大数据的特征符合大数据的特征4医疗信息化发展进
3、程阶段一：医院管理信息化阶段二：医院临床信息化阶段三：医院集成/区卫平台整合不同业务信息系统，互联互通、数据共享以患者为中心的信息系统- LIS、RIS、PACS、EMR等门诊、住院流程及收费为主的信息系统-HIS为主PACSRISHRPHISLISEMRRHINHIP当前阶段数据集中与共享，使得医疗大数据的分析与应用逐步成为可能5基于疾病模型和模型和特征快速筛选特征快速筛选，如: 糖尿病 前列腺 肝炎 睡眠呼吸暂停 辅助诊断辅助诊断，如基于心电图、脑电波或影像的分析等，辅助诊断: 心脏病 胸部疼痛 风湿性疾病 .基于历史数据循循证分析证分析，选择最佳的治疗方案，如: 糖尿病的用药剂量预测剂量
4、预测 高血压指标控制与靶器官损害 病情分析与风险评估病情分析与风险评估，如: AIDS病人存活时间预测 早产风险预测 心脏手术风险预测 脊髓损伤后预测移动 乳癌预测等疾病筛查疾病诊断疾病治疗病情预报流行病研究医疗卫生管理发现流行疾病的发发病模式病模式，疾病之间的相关性相关性等，如： 评估内陆城市的哮喘模型，预测相似人口城市的爆发 得疾病A后，得疾病B的概率优化资源分配优化资源分配，辅助规划，如： 预测病人量 救护车运行量 预测住院时间长短 医保费用欺诈识别等 居民就医机构因素分析医疗数据价值充分挖掘医疗大数据蕴藏巨大价值，数据挖掘与统计检验成为最关注的需求HISILICON SEMICONDU
5、CTORHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Page 635pt 32pt :18pt ):18pt 医疗大数据其它应用需求客户类型业务场景业务需求大数据价值区卫平台1. 健康档案、电子病历向居民开放国家要求，数据开放居民查询传统RDB无法支撑高并发查询2. 卫生管理BI分析卫生局统计报表分析，支持监管、药品控制，绩效考核等快速分析、共享数据平台3. EMR/EHR档案检索卫生管理人员随机查询档案，如查询相似疾病集（类似区卫平台内的搜索引擎）传统RDB无法支持医院集成平台1. 临床科研平台EMR、HIS、LIS、PACS信息整合，供医生分析科研、检索、查询传统数据仓库实现
6、复杂2. 综合信息检索根据关键字快速查询历史类似病情与诊疗病历传统RDB无法支持3. 医院运营BI分析医院床位管理、人流趋势；绩效、药品监管等快速、共享数据平台医院/区域影像中心1. 影像存储、调阅可扩展的存储，归档影像快速调阅、备份、容灾分布式存储、可扩展性，并发查询性能2. 影像处理加速影像的自动化分析，三维重构并行加速，提升区域影像云高并发访问下用户体验疾控中心1. 疫情信息即时查询查询历史疫情信息，指导疫情防治大数据量下的快速响应2. 疫情传播控制建立疫情传播模型、人员流动预测、预警并行分析、建模，快速响应健康管理1.慢病监测、提醒、推荐实时监测，个性化防治，精准医疗大规模实时处理，实
7、时决策7挑战身份信息患者隐私治疗方案疾病治疗是个过程，无法确定当前所开处方一定是有效的.建模困难信息孤岛与标准，建立临床数据中心困难数据质量参差不齐、空值、异常值多大数据技术复杂，易用性待增强影像心电医嘱电子病历基因穿戴设备.医疗大数据应用挑战8大数据从概念技术炒作转向商业价值探索expectationsActivity StreamsWireless PowerGroup BuyingSocial AnalyticsGamification 3D PrintingImage RecognitionContext-Enriched ServicesSpeech-to-Speech Transl
8、ationInternet of ThingsNatural Language Question AnsweringBig Data and Extreme InformationProcessing and Management Video Analytics for Customer ServiceComputer-Brain InterfaceQuantum ComputingHuman Augmentation3D BioprintingSocial TVInternet TVNFC PaymentPrivate Cloud ComputingAugmented RealityClou
9、d ComputingMedia TabletVirtual AssistantsIn-Memory Database Management SystemsGesture RecognitionMachine-to-Machine Communication ServicesMesh Networks:SensorTechnology TriggerHosted Virtual DesktopsVirtual WorldsE-Book ReadersConsumerizationQR/Color CodeIdea ManagementBiometric Authentication Metho
10、dsMobile Application StoresPredictive AnalyticsSpeech RecognitionLocation-Aware ApplicationsAs of July 2011Peak of Inflated ExpectationsTrough of DisillusionmentSlope of EnlightenmentPlateau of ProductivitytimeMobile RobotsYears to mainstream adoption:less than 2 years2 to 5 years5 to 10 yearsmore t
11、han 10 yearsobsolete before plateauGartner 新兴技术 Hyper 曲线 (2011年)Gartner 新兴技术 Hyper 曲线 (2014年)开放多元、多维、多渠道、异型数据聚焦提炼有效数据、释放商业价值概念技术商业价值9Hadoop已成为大数据事实标准 Share Nothing架构 开放,、全球生态 统一处理结构化、半结构化、非结构化数据高性能、实时10ContentContent医疗大数据需求与挑战1 12 2华为医疗大数据解决方案大数据实践分享4 4华为大数据平台介绍3 311分词算法与特征提取医疗词典临床科研平台华为医疗大数据整体解决方案实
12、时处理批处理、准实时复杂查询华为公司合作伙伴医疗生产数据电子病历健康档案诊疗药品影像费用移动可穿戴设备采集数据医疗大数据统计分析与挖掘医疗大数据BI分析医疗大数据开放（实时并发查询）循证决策管理（卫生管理）临床循证医学分析（医生）药物、流行病学分析等绩效考核医疗费用分析药品监管等调阅病历/影像（医生）患者浏览健康档案（居民）XX信息查询（第三方机构）Ad-hoc查询相似病历查询疫情查询通知/告警/推荐药品广告个性化治疗慢病防治建议XX病推荐模型XX病信息推荐规则大数据并行处理平台FusionInsightHD大数据挖掘平台Miner大数据存储基础设施OceanStorN9000 分布式文件系统
13、(NFS/CIFS/HDFS)HDFS/LoaderZookeeperHive/Impala机器学习算法库(聚类/分类/回归/文本分析/图分析)SparkYarnMapReduceHBaseOozie特征工程分析建模数据建模可视化控件MPP数据库流计算平台FusionInsightStreaming实时决策引擎慢病特征库慢病管理模型心电特征库心电预测模型医疗应用医疗行业能力大数据平台数据源健康管理区卫平台、医院集成平台、区域影像疾控中心R12基于大数据的临床科研平台或数据整合解决方案患者健康信息患者基本信息检验信息医嘱信息患者就诊信息护理信息VS传统模式（星形或雪花）与大数据平台模式（大表）的
14、临床数据仓库模式对比非结构化数据转结构化处理医院业务系统数据库Hadoop平台HISEMRLIS.导入PACS移动护理EMR/HIS/LIS导入的原始数据患者健康信息患者基本信息检验信息临床数据仓库ETL.高血压糖尿病分析主题数据集市.高血压并发症相关因素分析高血压控制药物剂量预测分析课题特征库医嘱信息模型训练分类回归相关性统计分析与挖掘临床科研平台患者就诊信息13基于大数据的数据分析、挖掘解决方案对接商用分析软件集成开源分析工具RFusionInsight MinerFusionInsight Hadoop数据处理平台数据探索并行化机器学习算法库(HIMM/Mahout/MLlib/HiGr
15、aph)建模分析可视化行业应用使能器（Enabler）金融行业模型使能套件电信行业模型使能套件医疗行业模型使能套件特征工程临床科研库主题集市课题特征项SparkR 接口CSV文件输入疾病、病患标签管理临床医学词典疾病分析模型临床科研字典临床流水型特征提取辅助诊断引擎病历文本特征提取病历全文全数据检索14基于大数据的临床辅助决策支持医疗数据处理整合+数据平台+离线挖掘推荐引擎（推荐算法实时计算）在线诊断单元在线诊断单元在线诊断单元在线诊断单元患者数据疾病模型患者历史病情与诊断信息高速缓存快速查询专家规则系统实时数据处理与分发医院业务系统（HIS、EMR等，如HIS中医生点击开立医嘱触发信息上传）
16、诊断请求患者症状与检验数据诊断建议规则库导入离线分析系统在线诊断系统医院业务系统（Redis+Hbase）即时响应15医疗影像大数据存储/查询解决方案HDFS RaidAppendable-SequenceFile小文件合并存储HBaseASFHDFSHBase Like APIHBase File SystemHBase like API医疗影像数据分布式存储与快速查询解决方案定位 高效存储支持Appendable-SequenceFile小文件合并存储支持HDFS-RAID和高效Erasured Code算法 快速查询HBase和HDFS小文件存储方案相结合，提供快速查询 易开发提供类HB
17、ase API接口，用户无需感知文件底层存储方式 高可靠提供HFDS容灾方案无限可扩展基层医疗机构A基层医疗机构B影像设备前置机前置机影像设备PACS系统影像存储IP链路区域影像中心功能16基于大数据的智慧移动医疗解决方案医疗数据采集器$远程医疗术后监测慢病管理智慧移动医疗应用软件华为智慧医疗平台多媒体统一通信IoT平台系列化会议软硬终端医疗小推车专业医疗设备家用医疗/可穿戴健康设备PC/Pad/手机(软终端)家庭网关一体化网关（视频会议+数据采集）大数据分析与实时推荐平台华为提供第三方合作伙伴提供注：华为提供SDK嵌入终端实现数据采集标准化患者信采集患者病情指导数据分析17ContentCo
18、ntent医疗大数据需求与挑战1 1华为大数据平台介绍大数据实践分享4 4华为医疗大数据解决方案2 23 318华为大数据全生命周期解决方案数据洞察平台大数据基础设施FusionInsight数据集成平台收集清洗转换应用接口封装与能力层 SQL, NoSQL, Search应用使能套件电信金融行业应用医疗APIAPI网络通用X86 服务器Manager统一管理Miner百万维特征管理与建模、算法并行化基础数据处理平台MPP DB海量结构化数据实时流处理内存迭代离/近线处理安全设备19FusionInsight Hadoop：更安全、更可靠、更智慧、更易用竞争力关键优化点编号可靠全系统HA1集群
19、异地容灾方案2数据备份恢复3业务过载控制4安全OS安全加固5统一账号管理6基于账号、角色的权限管理7数据加密保护8易用GUI界面、向导式安装升级工具9健康检查和日志收集工具10工作流11原生接口二次封装12高效性能提升3-10倍MR任务调度算法优化13聚簇表14二级索引15并行数据导入工具16HDFSZKOSHiveMROozieKRBLDAPFusionInsight HadoopHBaseManagerToolkit北向向导日志告警监控升级配置数据备份工具数据导入工具Solutions安装健康检查工具异地容灾方案数据备份/恢复方案多租户方案3412777859101112131416151
20、5663安全解决方案433Spark基于开源，面向企业级的工程化优化，两方面：1、组件强身健体；2、面向应用和管理的解决方案和工具。20精细化安全管理，加强数据安全基础设施安全内外网隔离应用层安全数据安全多租户访问操作日志审计防敏感信息泄露安全可靠智慧易用21组件日志审计审计日志类别审计日志内容OM审计日志用户管理、集群管理、服务管理、实例管理、主机管理、维护管理等操作日志HBaseDDL语句、DML语句、HBase维护命令、权限控制等操作日志Hive元数据操作、数据维护、权限管理等操作日志HDFS权限管理、文件操作等操作日志MapReduce程序运行（启动、停止、查询Container）的操
21、作日志Loader登录、任务管理等操作日志Hue用户登录或注销信息Zookeeper用户登录、任务流管理、任务流状态变化信息FTP-Server用户登录，文件操作（删除，上传，chmod，chown）信息安全可靠智慧易用22敏感数据加密存储Hive/HBaseHDFS敏感数据写入加密/解密敏感数据读取*(&#$%!%$#$!(*&*5!$!%$!$!%#$%#!$#!非敏感数据非敏感数据DBFiles外部数据源HiveHBase组件加密加密后的数据内部数据在Hadoop中，数据缺省是明文存放，这样会导致某些敏感数据存在泄密的安全隐患。应用场景Hive支持对表、列加密Hbase支持对表、列族和列
22、加密支持AES、国密算法SM4、RC4等加密算法，同时允许使用用户自定义的加密算法解决方案用户可将敏感数据存储在大数据系统中表、列级别的细粒度控制支持算法的多样性，系统更安全业务透明，加解密过程业务无感知客户价值安全可靠智慧易用23可靠性保证系统可靠性 所有组件无单点故障，故障自动恢复，所有组件管理节点实现HA 业务状态监控，避免单节点/进程的亚健康、僵死导致业务中断 租户资源隔离和任务优先级调度避免系统业务阻塞 升级维护，业务不中断数据可靠性 支持跨数据中心数据备份 支持硬盘热插拔、数据掉电保护 HDFS采用CRC32C校验数据的正确性 支持与第三方备份系统集成 支持多租户访问 全系统数据持
23、久度可达5个9，双容灾集群的数据持久度达7个9可靠智慧易用安全24Hadoop clusterNAS异地灾备表级别集群在线备份，用于在线业务故障灾备数据恢复批量导出本地备份支持库级别本地备份、批量导出和数据恢复，支持全量、增量两种模式。用于集群故障、人为误操作导致的数据丢失本地备份LdapServerHMHMHDFSRSRSRSHBaseLdapServerHMHMHDFSRSRSRSHBaseRSHLog SyncAuthentication Data Sync跨数据中心容灾备份可靠智慧易用安全25基于开源内核做功能增强可靠智慧易用安 全CTBase表/索引聚簇、二级索引，降低查询IO, 百
24、亿条信息查询秒级响应文件同分布，查询时延相比传统方法 快5100倍HBase冷列合并，降低数据膨胀率创建增强的Hive索引，查询性能翻倍Spark引入sort-based shuffle，降低系统开销，提升性能优化后的HiGraph算法库相比开源MLLIB提速3倍以上速度更快HBase的表设计工具，简化业务开发，可以开发复杂的多表业务可视化数据表建模，降低HBase使用门槛基于Storm提供CQL语言，降低流处理业务的开发门槛开发更简单HDFS提供FTP方式与Hadoop集群交换数据SparkSQL提供外部数据源接口，方便对接Phoenix增强, 更通用SparkSQL支持列存格式，使用更灵活
25、Spark使用通用API适配外部数据源接口功能更强26MPP DB，海量结构化数据快速查询分析准实时检索：百亿级数据记录秒级检索查询能力 。弹性扩展：支撑PB级别容量扩展，计算资源按需扩展。行列混存：支持行存储和列存储两种存储模型，用户可根据应用场景选择。可靠智慧易用安 全DataNodeLocal DataDataNodeLocal DataDataNodeLocal DataGTM应用程序JDBC/ODBCCoordinatorCoordinatorCoordinatorGMDCMSOMSFusionInsight MPPDB27Miner，让数据慧说话金融行业模型使能套件电信行业模型使能
26、套件医疗行业模型使能套件 一站式平台支撑数据分析全流程让大数据探索和洞察变得简单端到端分析平台 特征复用，基于分布式内存计算，支持百万维度特征分析特征工程/社交化 开发过程封装成图形化算子，无需任何代码图形化控件 自研HiGraph算法 库 ,比 开 源Mllib 算 法 库 快35倍高性能算法库 与R无缝对接, 支持与SAS、SPSS等对接开放性 提供基于业务问题驱动的闭环解决方案业务驱动可靠智慧易用安 全FusionInsight Miner28FusionInsightHDFSStormMapReduceHiveYARN/ZookeeperSparkHbaseBatch Processi
27、ngInteractiveAnalyticsStructured DataComplex Event Process3rdParty or customized wordloadImpalaMPP DBElkCQLPhoenixComplex Event ProcessSpark SQLSQL on Hadoop能力，传统业务易移植可靠智慧易用安 全SQL on Hadoop 能力全景29ELK：最佳交互式SQL引擎查询、报表、统计DataHDFSSQL 引擎SQL 引擎SQL 执行器LoaderManagerELK结构化数据分析挖掘、机器学习半/非结构化数据分析挖掘平台；流处理平台；非结构化
28、处理平台；SQL 执行器SQL 执行器FusionInsight HDELK能力：全面兼容通用SQL和HQL全面支持JDBC、ODBC，并提供丰富的扩展接口，如PL/C，PL/Java，PL/Python交互式查询性能超越Impala支持灵活的存储格式HDFS(ORC、Parquet)，HBase（KV）可靠智慧易用安 全Elk与Impala性能对比，TPC-H 100X（单位：秒/查询N）020040060080013579111315171921ImpalaELk30全自动在线运维向导式操作，Step by step引导完成安装，分布式并行处理，快速完成集群安装Dash Board：直观监
29、控集群、组件信息易配置，配置参数模板化，简单明了自动化的二次开发助手，大幅降低部署难度全局信息快速浏览详实直观的拓扑管理简洁明了的性能图表方便快捷的集群管理一目了然的操作日志统一运维，让企业轻松驾驭大数据关联配置自动同步，避免多处人工修改可靠智慧易用安全31平滑在线扩展快速升级 向导式界面操作 在线扩展，不影响业务 支持在线调整集群拓扑 各组件灵活扩展 向导式界面操作 升级过程异常则自动安全回退； 支持观察期手工触发安全回退 稳定运行后确认提交升级 6分钟完成集群升级集群完成观察期升级和平滑扩容可靠智慧易用安全32FusionInsight 核心优势一站式大数据处理分析平台1. 支持与SAS、
30、Oracle BI 、IBM DataInsightInformatica等应用和工具无缝集成2. 提供丰富的API接口和SDK开发包，行业应用开发商易集成3. 持续加大Hadoop社区投入，社区贡献名列前茅，促进生态系统更开放、更完善成熟的企业级解决方案完善的大数据生态系统1. 一个平台提供多个数据处理引擎，免除建设多个平台的烦恼；2. 提供一流的算法、建模分析能力，支持混合数据的深度挖掘分析3. 提供SQL on hadoop能力4. 公司战略投入，平台性能卓越1. 提供完备的企业级管理工具2. 提供安全授权和访问控制机制、支持加密、以及资源隔离能力3. 在金融、运营商、公安等领域均有成熟
31、应用，产品稳定可靠33完善的生态系统，开放合作共赢FusionInsight 大数据平台数据洞察：数据集成、算法建模、特征管理.离/近线计算内存计算实时流处理ManagerAPIAPIAPIAPI数据服务并行数据库MPPDB34会使用Hadoop会定位周边问题会定位内核级问题（拔尖的个人）定位内核级问题的团队（依赖团队而不是精英个人）能够独立完成支撑关键业务特性的内核级开发能够带领社区，引领社区完成面向未来的内核级特性开发能够创建新的社区顶级项目，并且得到生态系统认可8+年持续投入全方位掌控大数据核心技术社区贡献度位列亚洲第一修复问题600+，80%是严重或致命问题Spark社区保持10名以上
32、长期贡献者, 贡献排名全球TOP4强大内核开发团体提供电信级的开源支撑能力20132015年度Hadoop社区贡献排名35ContentContent医疗大数据需求与挑战1 1华为大数据平台介绍大数据实践分享4 4华为医疗大数据解决方案2 23 3Thank Copyright 2011 Huawei Technologies Co., Ltd. All Rights Reserved.The information in this document may contain predictive statements including, without limitation, stateme
33、nts regarding the future financial andoperating results, future product portfolio, new technology, etc. There are a number of factors that could cause actual results and developmentsto differ materially from those expressed or implied in the predictive statements. Therefore, such information is provided for reference purposeonly and constitutesneither an offer nor an acceptance. Huawei may change the information atany time without notice.
