基于大数据的精准血液管理模式优化研究

Due to blood shortage andlimitations of subjectivity, inefficiency and low flexibility in traditionalhuman-based blood bank-hospital-patient allocation model, urgent need occurs in developingprecise blood management model. Big data has emerged as new revolutionary instrumentwith which certain improvementin blood inventory and delivery was achieved.Aim of this program is to optimize blood management model, as well as to realize blood bank dynamic intelligent distribution and hospital blood instant intelligent allocation.This program will take red blood cell as prototype and from prospect of both blood bank and hospital, extract interdisciplinarybig data, based on previous intelligent blood management system. Then with artificial intelligence, through processes of data cleaning, data transformation, model learning, iterative optimization and intelligent decision, finally construct blood-bank distribution intelligent deciding model and hospital allocation intelligent evaluating model. This program will improve current red blood cell management model driven by big data, realize precise transfusion as well as value maximization in blood transfusion, and provide strategy in blood allocation and precise transfusion for the whole country.

我国临床用血面临严重供需矛盾，同时，血液中心（或血站）调配、医院临床用血模式存在分配不够客观、调配效率低、实时动态性差等问题，建立精准血液智能管理优化模式刻不容缓。本项目拟以红细胞管理为例，对大数据驱动下的精准血液管理模式优化进行探索，从血站血液调配和医院临床用血两个关键环节出发，采集相关多源、跨领域数据，并对大数据进行多角度、深层次的整合、挖掘与分析，采用人工智能的方法，通过数据预处理、模型学习、迭代优化、智能决策等手段，研究构建血站调配血液动态智能决策模型及医院临床用血实时智能评估模型，优化血液管理模式，推进血站血液调配和临床用血的精准化、同质化，保障血液利用价值的最大化，为进一步推广血液调配和临床用血的精准化提供科学依据，建立面向大数据的全景式管理与决策理论和方法体系，发展针对管理与决策问题的大数据分析技术与计算方法，使我国在大数据驱动的医疗健康管理与决策研究相关领域跻身国际前列。

血液包括红细胞、血小板、血浆等，红细胞是临床救治患者时最为重要的稀缺资源，当前，在全国区域内血液供需不平衡现象时有存在，血液中心（或血站）的供血调配和医院输血科（或血库）临床患者用血调配之间的模式存在不均衡、不科学等问题，因此，优化精准血液智能管理模式已经刻不容缓。.为缓解血液供需不平衡、不科学的问题，本项目从血液中心（或血站）的血液调配和医院输血科（或血库）的临床用血管理两个关键环节出发，应用经典统计的逐步回归、机器学习的回归以及集成学习的随机森林等多种算法工具，采用数据预处理、模型学习、迭代优化、智能决策等手段，构建基于时间序列的血液中心（或血站）血液调配和医院临床用血需求预测模型，建立随机森林的红细胞用血效果预测和用血量预测模型，搭建浙江省输血服务信息系统。在预测模型基础上，结合血液中心（或血站）供应红细胞充足和不足两种场景下，构建病房患者使用红细胞的智能分配模型，即完全分配与最少分配模型，对最终生成的模型进行评估，迭代优化，验证模型的代表性、可行性、科学性和有效性，为进一步推广血液调配和临床用血的精准化管理模式提供科学的依据，为有效缓解血液供需矛盾提供新的思路和方法，以达到血液使用最大化、最优化。.项目研究结合已取得的建模结果，设计并分析临床用血大数据管理模型，为临床用血大数据的模型设计和应用提供了技术支持，为临床提供更便捷、更优质、更高效的辅助决策和科研支持。本项目研究为揭示大数据驱动的血液中心（或血站）的血液调配和医院临床用血的实时、动态智能的管理决策提供了理论基础和实际方法，为未来国家血液中心做好血液管理和血液调配提供了决策支持，有助于构建面向大数据的精准血液全景式管理与决策理论和方法体系，对于深化大数据在医疗卫生行业中的应用具有重要的实践价值，为重大研究计划“大数据驱动的管理与决策研究”的实施提供了有效支撑。