大数据在生物医学中的应用

发表时间:2018/4/9   来源:《航空军医》2018年1期   作者:刘正威
[导读] 生物医学作为医学的新兴学科之一,由于研究过程中会使用到许多不同的仪器及科学技术,所以在信息储存方面要求很高。

(平顶山一中新区;理科  467000)
摘要:生物医学作为医学的新兴学科之一,由于研究过程中会使用到许多不同的仪器及科学技术,所以在信息储存方面要求很高。随着其发展的不断深入,所使用的数据呈爆炸式增长形式。本文通过引入大数据的处理储存方法,能够快速有效的找出生物医学数据中的规律,对验证假设和获得相应结论具有重要的意义。
关键词:大数据;生物医学;应用情况;数据分析与处理;

 
        一、引言
        随着医学事业的不断发展,分支学科越来越多,许多新兴的学科也随之发展起来。生物医学作为新兴学科的一种,是目前医学方面交叉型学科的一个重要内容。由于生物医学中会使用到许多不同的仪器及科学技术,所以生物医学在信息储存方面要求很高。随着研究的不断深入,生物医学方面的数据正在爆炸式的增长,如此海量的数据要如何科学的储存、检索、分析,这是一个严峻的问题。
        大数据由最开始的概念化内容转变为小范围的实践,最终被广泛的应用,目前已经成为众多领域常用的科研手段之一。当大数据被广泛应用之后,对各种庞杂的数据有效传输、储存和分析研究,对社会、经济及科学技术的发展都起到了促进的作用。大量的数据本身就是一种很好的资源,能对未来起到良好的预测作用。在生物医学领域内,通过大数据能够对未来的疾病趋势做出预测,掌握了生物医学的大数据,就是掌握了人类未来的健康发展趋势。
        二、大数据在生物医学中应用的特点
        随着医学水平的进步,各种医学仪器也被人发明了出来,比如单细胞的检测装置和基因组检测装置等等,这些新的检测和分析工具给生物医学带来了大量的医学数据,这些医学数据中蕴含着大量的信息,想要有效的找到数据的规律,就需要运用到大数据的方法。
        目前的大数据共有三个层面的内涵,一是指需要处理数据的数量巨大;二是指进行数据处理时的速度非常迅速;三是指处理的数据变化的情况比较多。将大数据的三层特点和生物医学相结合,具体表现为:第一生物医学相关的数据是十分浩大的,如人类的基因组,不同个体的基因组成都是不一样的,一个个体所具有的基因数据量大约为100个,一次测量的个体可能是数以千计甚至是数以万计的,那么一次获得的数据量难以想象;第二生物医学在进行研究时对于数据的精确度要求很高,数据处理的速度也要很快,如在进行个性化的化疗时,就需要对数据进行快速处理并得出相应的结论;第三生物医学方面的数据来源多样且不同来源的数据之间异质性很强,这会加大数据分析的难度,同时会导致数据的缺失和矛盾。综上所述,生物医学的数据符合大数据的相关标准,因此应用大数据参与生物医学的数据运算,有利于生物医学的进一步发展。
        和其他数据处理相比,生物医学的大数据具有一定的特色。生物医学的信息是需要对数据进行提取,之后通过统计模型进行计算。


而且生物医学的数据与一般数据相比本身的复杂性更高,比如说碱基对的改变对基因的影响,一个碱基对改变可能会导致多个基金改变,最终导致整个生物体发生巨大的变化,这其中的关系是相当复杂的。同时,在进行生物医学研究的时候,往往需要先提出假设再通过大数据进行结论的论证和解释,这也是与其他数据相比的不同之处。
        三、大数据在生物医学中的具体应用
        (1)通过大数据建立生物医学的数据库
        在生物医学领域有许多典型的病症需要应用到大数据,常见的有癌症和个性化治疗,这些病症治疗时需要收集患者的基因组和细胞相关数据,而这些数据本身的数量就很多,全部的病患加在一起的数量就能够称之为海量了,将海量的数据汇集在一起,最终能够形成与之相关的大数据库。随着现在各种检测技术的迅速发展,原来检测一个人类基因组要花费几年时间消耗几十亿,而现在一台基因检测仪器一天就可以检测多个人的基因组,并且检测的费用大大降低,正是由于检测技术的进步,使得生物医学数据库中的数据呈现出爆炸式的增长。
        (2)应用于检测个人基因组和个性化的治疗
        在20世纪,人们进行了一项名为人类基因组的计划,目的是为了得到人类全部的基因图谱,根据得到的基因数据来研究人类的遗传病和癌症等复杂的与基因有关的病症。每个人的基因都是独特的,通过观察和研究个人的基因组情况,就能够有效的找出可能会发生的重大疾病,从而采取及时有效的预防和治疗。其中比较著名的就是美国演员安吉丽娜朱莉,她就是通过基因检测检查出自身患乳腺癌的风险很高,从而选择了切除乳腺来预防该疾病的发生。
        (3)用于微生物的研究
        在人体中,拥有的微生物数量十分巨大,所以微生物对人体健康有着很大的影响,部分微生物会引起疾病,部分微生物则会保障身体健康。在研究微生物时,进行大数据的分析处理,有利于人类健康事业的进一步发展。
        四、结语
        大数据和生物医学都是新兴的专业技术,两者之间相互配合能够促进彼此之间的发展。在生物医学中大数据的应用十分广泛,大数据的应用极大的提高了生物医学研究的水平,同时在医疗方面提供了有力的技术和数据支持。总之,大数据在生物医学方面作用重大,对人类基因的研究、人类健康和疾病的研究都有着重要的意义。

参考文献
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