本書針對健康醫(yī)療領域大數據,從實際應用角度出發(fā),深入淺出地介紹多種大數據建模方法,和基于R語言、Python語言等軟件實現,共14章:緒論、大數據的存儲與管理技術、醫(yī)學圖像大數據的結構化處理方法、醫(yī)學文本與語音大數據的處理方法、健康醫(yī)療高維大數據的常用降維方法、互聯網健康醫(yī)療大數據的獲取、健康醫(yī)療大數據的關聯分析、分類診斷常用的數據挖掘方法、回歸預測常用的數據挖掘方法、健康醫(yī)療大數據深度學習方法、健康醫(yī)療時間序列大數據的建模方法、健康醫(yī)療大數據的時空建模方法、健康醫(yī)療大數據背景下的因果推斷、生物信息大數據建模方法與應用。此外,附錄部分增加了大數據分析軟件簡介等內容,書中例題的數據庫、練習題答案等內容,以二維碼形式展示。
		 
	
隨著互聯網、云計算、大數據、人工智能、可穿戴健康醫(yī)療設備等領域的快速發(fā)展,每天都有海量、多源、異構的健康醫(yī)療大數據產生。如何挖掘和利用好這些大數據,將數據庫變成知識庫進而為人們帶來更有效的健康醫(yī)療服務,已成為高校人才培養(yǎng)和眾多醫(yī)學科研工作者共同關注的焦點。圍繞健康醫(yī)療大數據獲取與分析建模的領域,需要培養(yǎng)大批人才。然而目前,我國各高校普遍缺少相應的教材。我們組織全國25 名在健康醫(yī)療大數據領域教學科研一線的專家編寫了本教材。
編寫本教材遵循的原則主要有:第一,內容的科學性為主,兼顧方法的實用性。正確闡述健康醫(yī)療大數據及其建模方面的科學理論和概念定義,理論密切聯系實際,重要方法以實例解釋理論,對實踐起到指導作用的基礎上注意將本領域最新發(fā)展成果、新技術、新方法納入本教材。
第二,把握好寫作條理性。注重教材的層次分明、條理清楚,教材體系能反映內容的內在聯系及機器學習處理大數據的思維方式。第三,以研究生或同等水平閱讀能力群體為主要對象,并兼顧本科生數據科學專業(yè)教學。從認知規(guī)律出發(fā),富有啟發(fā)性,便于學生學習。第四,突出實踐技能,強化軟件操作。注重健康醫(yī)療大數據各種機器學習方法(數據挖掘、深度學習等),以實際案例引入,采用R 語言或Python 語言軟件編程,并給出結果解釋,使學生真正掌握大數據建模計算方法。
本教材共分為十四章:緒論、大數據存儲與管理技術、醫(yī)學圖像大數據的結構化處理方法、醫(yī)學文本與語音大數據的處理方法、健康醫(yī)療高維大數據常用降維方法、互聯網健康醫(yī)療大數據的獲取、健康醫(yī)療大數據的關聯分析、分類診斷常用的數據挖掘方法、回歸預測常用的數據挖掘方法、健康醫(yī)療大數據深度學習方法、健康醫(yī)療時間序列大數據的建模方法、健康醫(yī)療大數據的時空建模方法、健康醫(yī)療大數據背景下的因果推斷、生物信息大數據建模方法與應用。此外,附錄部分還包括了大數據分析軟件簡介等內容。為了壓縮篇幅,書中例題的數據庫及練習題答案等內容以二維碼形式展示。
在本教材即將問世之際,感謝中南大學孫振球教授,孫教授在全國研究生《醫(yī)學統(tǒng)計學》教材第五版編寫會議上,提議主編一部健康醫(yī)療大數據建模方法與應用方面的教材;感謝首都醫(yī)科大學王松靈副校長等有關領導對本教材編寫工作給予的關心、支持與指導;感謝來自全國11 所高校的20 余位大數據建模與應用領域專家在缺少參考書籍和參考資料的情況下,百忙中認真撰寫各自負責的章節(jié)內容,反復凝練、修改與完善書稿;最后,感謝學術秘書夏娟、陶麗新老師為本書做了大量而繁雜的具體工作,還要感謝研究生馮巍、張彥飛、李偉銘、劉悅、武志遠、李志偉、潘薈穎、劉夢夢、張海平、呂世云、于思琪、王金琪、韓澤、曹耘嘉、王唱唱、鄒雯等同學對本書所有例題、軟件操作進行了復核,并認真校對書稿。另外,還要感謝參與本書編寫,但未列入編者名單的顏素容、繆素芬、劉穎、李芳、宋秋月、陳佳、李高明等老師。
本書可作為醫(yī)學院校數據科學與醫(yī)學大數據專業(yè)的核心課程教材,以及醫(yī)學工程專業(yè)的核心課程或選修課程教材;也可供臨床醫(yī)學、基礎醫(yī)學、口腔醫(yī)學、衛(wèi)生信息管理學、生物醫(yī)學工程學、中醫(yī)藥學等醫(yī)學類專業(yè)開設進階層次的專業(yè)拓展課程教學使用,同時,對從事健康醫(yī)療科學研究的工作者亦是方便自學的有益方法學書籍。限于編者的學識和精力,本書的缺點和錯誤在所難免,懇請廣大讀者批評指正,給我們提出寶貴意見(Email:guoxiuh@ccmu.edu.cn),以便再版時及時改正,謝謝!
郭秀花
2022 年6 月于北京
 
中國工業(yè)統(tǒng)計教學研究會醫(yī)療健康大數據學會會長、中國現場統(tǒng)計生物統(tǒng)計學會副理事長,目前主持在研項目:國家科技部十三五課題、國家自然科學基金重點項目、面上項目、北京市科委重大項目等7項;以第一或責任作者發(fā)表科研論文350多篇,在國內外10多種雜志擔任編委或審稿人
 
第一章 緒論/ 1
第一節(jié) 健康醫(yī)療大數據的概念與屬性 / 1
第二節(jié) 健康醫(yī)療大數據的分類與應用 / 3
第三節(jié) 健康醫(yī)療大數據的現狀與挑戰(zhàn) / 5
第四節(jié) 健康醫(yī)療大數據建模方法與應用概述 / 6
第二章 大數據存儲與管理技術/ 12
第一節(jié) 概述 / 12
第二節(jié) Hadoop 生態(tài)系統(tǒng) / 15
第三節(jié) 大數據預處理技術 / 19
第四節(jié) 大數據的安全與隱私保護技術 / 23
第三章 醫(yī)學圖像大數據的結構化處理方法/ 30
第一節(jié) 醫(yī)學圖像概述 / 30
第二節(jié) 醫(yī)學圖像感興趣區(qū)域的分割 / 33
第三節(jié) 醫(yī)學圖像特征指標 / 36
第四節(jié) 醫(yī)學圖像紋理特征的提取方法 / 40
第四章 醫(yī)學文本與語音大數據的處理方法/ 51
第一節(jié) 醫(yī)學文本數據及文本挖掘概述 / 51
第二節(jié) 醫(yī)學文本挖掘技術 / 54
第三節(jié) 醫(yī)學語音數據概述 / 63
第四節(jié) 醫(yī)學語音處理技術 / 66
第五章 健康醫(yī)療高維大數據常用降維方法/ 80
第一節(jié) LASSO / 80
第二節(jié) 隨機森林 / 92
第三節(jié) 彈性網 / 101
第六章 互聯網健康醫(yī)療大數據的獲取/ 109
第一節(jié) 互聯網健康醫(yī)療大數據應用 / 109
第二節(jié) 互聯網健康醫(yī)療大數據爬取 / 112
第三節(jié) 健康醫(yī)療知識圖譜 / 122
第七章 健康醫(yī)療大數據的關聯分析/ 128
第一節(jié) 關聯規(guī)則 / 128
第二節(jié) 推薦系統(tǒng) / 135
第三節(jié) 復雜網絡 / 141
第八章 分類診斷常用的數據挖掘方法/ 153
第一節(jié) 支持向量機 / 153
第二節(jié) 決策樹 / 160
第三節(jié) 隨機森林 / 166
第四節(jié) 高斯過程 / 173
第九章 回歸預測常用的數據挖掘方法/ 180
第一節(jié) 廣義線性回歸 / 180
第二節(jié) 支持向量回歸 / 186
第三節(jié) 高斯過程回歸 / 192
第四節(jié) 人工神經網絡回歸 / 203
第十章 健康醫(yī)療大數據深度學習方法/ 211
第一節(jié) 健康醫(yī)療中的深度學習概述 / 211
第二節(jié) 卷積神經網絡 / 216
第三節(jié) 自編碼器 / 226
第四節(jié) 深度生成模型 / 234
第十一章 健康醫(yī)療時間序列大數據的建模方法/ 243
第一節(jié) 健康醫(yī)療大數據時間序列的分析方法概述 / 243
第二節(jié) 病例交叉設計和廣義可加模型 / 246
第三節(jié) 支持向量機 / 252
第四節(jié) 深度循環(huán)網絡模型 / 257
第十二章 健康醫(yī)療大數據的時空建模方法/ 268
第一節(jié) 時空建模方法概述 / 268
第二節(jié) 時空相關分析 / 270
第三節(jié) 時空熱點分析 / 273
第四節(jié) 時空掃描分析 / 275
第五節(jié) 時空回歸分析 / 284
第六節(jié) 時空網絡分析 / 290
第十三章 健康醫(yī)療大數據背景下的因果推斷/ 298
第一節(jié) 健康醫(yī)療大數據因果推斷概述 / 298
第二節(jié) 控制混雜偏倚的因果推斷方法 / 300
第三節(jié) 控制選擇性偏倚的因果推斷方法 / 313
第四節(jié) 因果通路識別和因果網絡構建 / 320
第十四章 生物信息大數據建模方法與應用/ 330
第一節(jié) 生物信息大數據概述 / 330
第二節(jié) 生物信息大數據建模 / 339
第三節(jié) Hub 基因挖掘方法與應用 / 344
附錄/ 364
附錄一 練習題答案 / 364
附錄二 R軟件和Python 軟件簡介 / 364
附錄三 中英文名詞對照表 / 388
主要參考文獻/ 401