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6.医疗行业三种数据架构比较:数据仓库、数据湖和湖仓一体

原创 恒健知行 恒健知行 2025-08-09 17:25 安徽

原文地址: https://mp.weixin.qq.com/s/if3KyTk2Zs4J47TkBrdjhg

1.三种数据架构的比较

表 不同数据架构的比较

生命周期阶段

临床数据仓库

临床数据湖

临床数据湖屋

数据准备

优点:成熟ETL流程 + ACID事务 → 数据结构化、干净、可追溯

优点:支持schema-on-read,原始数据(非结构/半结构)可直接入库,适合快速接入图像、波形、HL7/FHIR等

优点:结合湖仓机制,既保留原始数据,又支持结构化ETL和ACID控制,统一元数据管理

缺点:扩展性差:任何新增字段都必须重新设计 ETL,无法快速采集图像、文本等非结构化数据。

缺点:治理风险高:schema-on-read 导致元数据可能不一致,易变成“数据沼泽”,后期清理成本极高。

缺点:实施门槛极高:需要同时掌握传统数据仓库(ETL、SQL)与大数据(Spark、Delta Lake)技术栈,团队成本大。

数据探索

优点:SQL查询快,适合快速生成BI报表、指标统计

优点:可在原始数据上直接运行Notebook分析(如Spark、Python),适合探索性AI研究、非结构化数据挖掘

优点:统一元数据目录,支持对原始+结构化数据的联合查询,适合多模态AI研究

缺点:无法原生查询非结构化数据:影像、JSON、文本等必须先做 ETL,延迟高、易失真。

缺点:查询效率低:schema-on-read 导致每次探索都要重新解析格式,计算开销大。

缺点:性能调优复杂:需要同时优化湖(Parquet/ORC)和仓(SQL索引)两层查询路径,运维负担重。

数据预处理

优点:ETL流程内置验证规则、审计日志,适合监管场景(如临床试验)

优点:支持分布式处理(Spark等),可快速处理TB级数据,适合实验性特征提取、深度学习预处理

优点:支持版本化表格式(如Delta Lake),可回滚失败的预处理步骤,兼顾规范与灵活

缺点:特征工程受限:固定 schema 无法灵活支持文本分词、图像 embedding 等动态特征。

缺点:重复开发,无统一验证框架,每个研究项目都得重新写数据清洗与验证逻辑。

缺点:双重维护成本,需要同时维护“湖式”分布式作业与“仓式”SQL流水线,团队工作量大。


1.1数据仓库

临床数据仓库最适用于报表统计、院内BI建设,需要对结构化数据进行数据分析的环境。数据主要来自于关系型数据库,且需要数据治理保障数据质量,这个时候数据仓库比较适合。

(1)数据统计分析:如果数据以表格为主,且对数据保护和可追溯性要求极高,数据仓库是首选。

(2)IT 资源有限:具备SQL能力、缺乏大数据或云资源的中小型医疗机构。

(3)数据多样性低:对于主要处理数值、制作统计表格的医院科室。

(4)对接历史业务系统:需要对接运行多年的关系型数据库老业务系统数据,可直接对接数据仓库,分析历史数据,减少改造。


1.2数据湖

临床数据湖适用于数据需求尚未完全确定、需要快速接入多源异构原始数据的场景:

(1)探索性研究,可立即存储影像、病历等原始格式,无需预定义模式;

(2)算法原型开发,可以支持对数据直接分析,方便快速试验算法;

(3)流式/日志数据,需要实时接入IoT设备或传感器数据,用于异常检测;

(4)低成本海量存储,通过分布式架构更低成本的进行PB 级数据存储;

(5)未来复用,可以保留原始数据,方便将来用新方法重新处理。


1.3.湖仓一体

湖仓一体最适合大型、研究型的医疗机构,这些医院需要同时满足实时处理与传统报表的需求。具体场景包括:

(1)全面数据整合,需要把传统表格数据与海量非结构化研究数据(影像、基因组学等)统一到一个平台,既用于常规报表又用于高级 AI 分析。

(2)实时+批处理并行,如 ICU 实时报警系统,需要即时数据流和历史分析共用同一数据集。

(3)多方协作研究,如医院、高校、企业等多方共享,平台既提供严格权限与数据治理,又保留灵活的分析方法。

(4)长期灵活性投资,一次性建设可避免多套系统并存,降低未来扩展成本。

2.架构示意图

2020年DataBricks公司首次提出了湖仓一体概念,它给出的三种架构的演进、区别的示意图:

注:图片来源https://www.databricks.com/blog/2020/01/30/what-is-a-data-lakehouse.html?itm_data=lakehouse-link-lakehouseblog

2.1.数据仓库

 2.2.数据湖

注:图片来源https://corporatefinanceinstitute.com/resources/data-science/data-lake/

3.3.湖仓一体

fivetran公司湖仓架构

 注:图片来源https://www.fivetran.com/blog/what-is-a-data-lakehouse

基于Doris 的湖仓一体架构

 注:图片来源https://doris.apache.org/zh-CN/docs/2.0/lakehouse/lakehouse-overview

恒健知行

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