心血管專業(yè)學(xué)位研究生公共大數(shù)據(jù)運用能力培養(yǎng)

沈智達(dá) 傅國勝

近年來，專業(yè)學(xué)位臨床醫(yī)學(xué)研究生培養(yǎng)目標(biāo)由以專業(yè)實踐能力為主導(dǎo)轉(zhuǎn)向為以綜合素養(yǎng)培養(yǎng)為主導(dǎo)，已形成了以專業(yè)學(xué)位臨床醫(yī)學(xué)研究生培養(yǎng)方案以及住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)計劃的“雙軌合一”培養(yǎng)模式[1]。“雙軌合一”旨在通過強(qiáng)調(diào)課堂教育與臨床實踐相結(jié)合，從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育、臨床能力實踐以及科研能力培養(yǎng)三方面有機(jī)結(jié)合，切實保障專業(yè)學(xué)位研究生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提升教學(xué)質(zhì)量，有效節(jié)省教育資源，提高人才培養(yǎng)效率，從而培養(yǎng)符合社會需要的綜合性衛(wèi)生技術(shù)人才[2]。然而，二級學(xué)科培養(yǎng)方案尤其是內(nèi)科學(xué)和外科學(xué)專業(yè)碩士培養(yǎng)過程中科室培養(yǎng)時間緊湊，培養(yǎng)重點更傾向于提高臨床技能，導(dǎo)致專業(yè)學(xué)位研究生存在臨床研究能力欠缺的通病。在心血管專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)中，這一問題同樣明顯，尤其對于就職于科研要求較高的附屬醫(yī)院的臨床醫(yī)生，研究能力的短板成為自身發(fā)展以及晉升方面難以逾越的障礙。

隨著信息技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)中心內(nèi)爆炸式增長的數(shù)據(jù)為大數(shù)據(jù)分析的操作以及實踐提供了良好的基礎(chǔ)。但由于數(shù)據(jù)容量巨大，數(shù)據(jù)存儲方式雜亂，數(shù)據(jù)存儲類型繁多，如何從大量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息成為信息時代新的難題。近年來，基于公共醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的循證醫(yī)學(xué)為疾病流行病學(xué)統(tǒng)計、預(yù)后生存分析以及對于各種診療指導(dǎo)提供重要作用[3]。本文基于現(xiàn)階段“雙軌合一”培養(yǎng)模式，以重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)療數(shù)據(jù)倉庫（medical information mart for intensive care，MIMIC）作為主要練習(xí)手段，就培養(yǎng)心血管內(nèi)科專業(yè)學(xué)位研究生“MIMIC數(shù)據(jù)獲取-回顧性研究分析-臨床結(jié)局探討”的方法和步驟進(jìn)行探討，期望進(jìn)一步提升現(xiàn)階段“雙軌合一”培養(yǎng)模式下心血管專業(yè)學(xué)位研究生主動發(fā)現(xiàn)臨床問題，獲取臨床數(shù)據(jù)，探討臨床規(guī)律的相關(guān)能力。

1 “雙軌合一”培養(yǎng)模式下加強(qiáng)心血管內(nèi)科專業(yè)學(xué)位研究生大數(shù)據(jù)應(yīng)用能力的重要性

目前，心血管內(nèi)科教學(xué)主要對象是參加住院規(guī)范化培訓(xùn)的內(nèi)科住院醫(yī)師以及專業(yè)學(xué)位碩士研究生。然而，目前大型三甲醫(yī)院心血管內(nèi)科的特殊性現(xiàn)狀對于年輕醫(yī)生系統(tǒng)認(rèn)識心血管疾病造成了一定的阻礙[4]。一方面，心血管內(nèi)科就診患者數(shù)量龐大，周轉(zhuǎn)較快，導(dǎo)致學(xué)生在住院醫(yī)師階段的工作較為機(jī)械。同時，住院患者多以介入治療為主。因此，心血管疾病治療相關(guān)能力培訓(xùn)仍有欠缺。另一方面，由于目前醫(yī)療指標(biāo)考核的壓力，醫(yī)院心內(nèi)科更多傾向于收集相對病情較輕且介入治療指征較為明確的患者。因此，臨床環(huán)境和規(guī)培方案之間的現(xiàn)實沖突使住院醫(yī)師在規(guī)培中存在理論與實際脫軌的情況。尤其是心血管專科研究生，在臨床中往往搜集不到合適的研究對象人群來開展臨床研究，從而對后續(xù)科研能力的提升以及自身的發(fā)展產(chǎn)生一定的影響。

與此同時，心血管研究領(lǐng)域正經(jīng)歷著由經(jīng)驗醫(yī)學(xué)至循證醫(yī)學(xué)乃至精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重大變革[5]。心內(nèi)科疾病譜也由以往較為單調(diào)的冠心病、心力衰竭等轉(zhuǎn)變?yōu)楦珳?zhǔn)復(fù)雜的罕見疾病?；A(chǔ)心血管領(lǐng)域基因組學(xué)以及蛋白質(zhì)組學(xué)的飛速發(fā)展也為心血管新領(lǐng)域變革打下良好基礎(chǔ)。這些領(lǐng)域的飛速轉(zhuǎn)變對目前心血管領(lǐng)域的醫(yī)務(wù)人員提出了更高的要求。

2 醫(yī)療大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)有別于傳統(tǒng)的臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以及基礎(chǔ)生理化學(xué)實驗的開展。大數(shù)據(jù)已完成了原始數(shù)據(jù)的積累，更注重工作者對于數(shù)據(jù)的搜集、篩選、整合以及總結(jié)的相關(guān)能力[6]。近年來，由于信息化技術(shù)在醫(yī)療方面的廣泛應(yīng)用，生命科學(xué)領(lǐng)域信息數(shù)據(jù)獲得了爆炸式增長。醫(yī)療大數(shù)據(jù)涵蓋范圍較廣，包括基于電子病歷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲倉庫、就醫(yī)掛號平臺、醫(yī)患溝通平臺等等。其中，基于電子病歷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲倉庫是醫(yī)療大數(shù)據(jù)的核心內(nèi)容，其包括就醫(yī)患者基本信息、入院前病情及生命體征、在院期間診斷及治療、相關(guān)輔助檢查結(jié)果以及病人在院以及出院轉(zhuǎn)歸情況，是診療行為的核心。通過標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化采集以及存儲相關(guān)信息有助于不同醫(yī)療部門之間信息交互和共享，有效提升了醫(yī)療數(shù)據(jù)利用的廣度以及深度，從而為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供幫助。

3 MIMIC數(shù)據(jù)庫簡介

目前，最新的MIMIC-Ⅲ涵蓋了以色列Beth Isreal Deaconess 醫(yī)學(xué)中心重癥監(jiān)護(hù)病房53 423 人次去隱私化后患者入ICU記錄，包括患者基線資料、監(jiān)護(hù)記錄儀數(shù)據(jù)、相關(guān)用藥、護(hù)理文書以及死亡事件等。其中，由于其死亡信息與當(dāng)?shù)厣绫C(jī)構(gòu)相綁定，因而可以輕易追溯到相關(guān)患者真實可信的死亡事件。龐大的患者群以及豐富的臨床信息使得多種分析方法的實施變成了可能[7，8]。

MIMIC 數(shù)據(jù)庫監(jiān)護(hù)室數(shù)據(jù)主要來源于內(nèi)科ICU、心臟外科ICU、外科ICU、心內(nèi)科ICU、創(chuàng)傷外科ICU和新生兒ICU，其數(shù)據(jù)存儲是通過SQL語言架構(gòu)存儲。通過對首次入ICU 數(shù)據(jù)進(jìn)行患者分類，即可以發(fā)現(xiàn)共有7 726 人次入心內(nèi)科ICU 記錄。因此，心內(nèi)科ICU數(shù)據(jù)可為心血管專業(yè)研究生大數(shù)據(jù)運用能力培養(yǎng)提供充足素材。同時，MIMIC 數(shù)據(jù)庫中對心血管常見疾病譜進(jìn)行分析，例如冠心?。↖CD-9碼：4142，4143，41401 等）、心房顫動（ICD-9 碼：4273）以及慢性心力衰竭（ICD-9 碼：39891，40201，40291，40413，40493，4280 等）都有數(shù)萬人次的住院診斷。因此，作為心血管目標(biāo)研究人群，其具有充足的目標(biāo)人群可用于后續(xù)的分析。

4 采用MIMIC數(shù)據(jù)庫培養(yǎng)心血管專業(yè)碩士運用大數(shù)據(jù)能力

以3名浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院心內(nèi)科專業(yè)碩士為對象，采用“MIMIC 數(shù)據(jù)獲取-回顧性研究分析-臨床結(jié)局探討”的方法進(jìn)行運用大數(shù)據(jù)能力的培養(yǎng)。培訓(xùn)計劃旨在培養(yǎng)研究生主動分析問題，主動尋找數(shù)據(jù)源，主動學(xué)習(xí)提取數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計總結(jié)得出結(jié)論的一個過程。

4.1 選取問題 在初始階段，通過立足于臨床實際，對研究生進(jìn)行相關(guān)臨床問題的啟蒙，引導(dǎo)學(xué)生先探索單項實驗室指標(biāo)與感興趣的臨床結(jié)局之間的關(guān)系，并自主檢索既往文獻(xiàn)進(jìn)行初步解釋。例如有關(guān)紅細(xì)胞分布寬度（red cell distribution width，RDW），既往研究中關(guān)注RDW于血液系統(tǒng)疾病中的作用，RDW 寬度升高往往代表貧血，血液系統(tǒng)疾病可能。近年來，RDW 發(fā)現(xiàn)同炎癥反應(yīng)、腫瘤進(jìn)展等均存在一定關(guān)系[9,10]。最近研究顯示，RDW 發(fā)現(xiàn)與心血管疾病存在顯著相關(guān)性，例如房顫，心衰以及冠心病等[11～13]。然而，探討RDW與合并心血管疾病重癥患者死亡率的相關(guān)性研究目前仍非常匱乏。因此，可以引導(dǎo)學(xué)生探索關(guān)于RDW于罹患心血管疾病重癥患者中的診斷以及預(yù)后價值。

4.2 通過數(shù)據(jù)源提取數(shù)據(jù) 通過Physionet 申請MIMIC 權(quán)限后，通過SQL 獲取MIMIC 相關(guān)臨床數(shù)據(jù)。同時，可以通過ICD-9 編碼選定患某種特定疾病人群。類似的，在ICU 期間相應(yīng)用藥可以通過prescriptions 查詢得到，而ICU 期間實驗室結(jié)果也在labevents 中可查詢得到。所有數(shù)據(jù)都是去文字的，是通過編碼進(jìn)行存儲，需要通過另一張工具表例如d_icd_diagnoses 或者d_labitems 等予以查詢。將相應(yīng)數(shù)據(jù)通過相應(yīng)工作表查詢并進(jìn)行提取后，整合在一張表格中，用于后期分析。

4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 通過選擇MIMIC 數(shù)據(jù)庫入組人群的相關(guān)資料，判斷其是否符合正態(tài)分布而采用不同的方式表達(dá)其基線資料；而對于分析目標(biāo)，可以通過既往文獻(xiàn)資料或者Loess 擬合曲線乃至簡單的區(qū)間劃分劃分不同的組別。對納入的危險因素以及相關(guān)協(xié)變量，可以通過單因素分析用于篩選，對于存在顯著差異的基因，可后續(xù)用于多因素logistic分析模型中。而對于患者生存結(jié)果分析，可以通過擬合COX模型予以實現(xiàn)。

4.4 得出結(jié)論 研究者通過分析單危險因素（如RDW）與合并心血管疾病重癥患者臨床結(jié)局（例如全因死亡率）之間相關(guān)性，初步得出結(jié)論。通過系統(tǒng)的訓(xùn)練，可以使研究生對于臨床研究初步入門，同時培養(yǎng)研究生主動學(xué)習(xí)的能力，為后續(xù)獨立從事臨床研究工作奠定基礎(chǔ)。

4.5 結(jié)果統(tǒng)計 通過1 年MIMIC 數(shù)據(jù)庫練習(xí)，學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力獲得了明顯的提高。一方面，通過結(jié)合主觀和客觀題的辦法，在問卷調(diào)查中，3 名學(xué)生運用數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析能力顯著提高；同時，1名學(xué)員使用我院心內(nèi)科數(shù)據(jù)庫成功發(fā)表2 篇SCI 論文，1 名學(xué)員使用MIMIC 數(shù)據(jù)庫發(fā)表1 篇論文。提示通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大數(shù)據(jù)科研方法的培養(yǎng)對專業(yè)學(xué)位研究生提高數(shù)據(jù)運用能力有一定可行性，后續(xù)擬對科室有志于從事大數(shù)據(jù)分析工作的學(xué)員進(jìn)一步開展工作。

5 小結(jié)

“雙軌合一”培養(yǎng)模式對新時代專業(yè)學(xué)位研究生提出了更高的要求，不僅要求更完備的臨床思維能力，同時需要自主學(xué)習(xí)并開展相關(guān)研究的能力。未來心血管界主力軍的研究生人才更需要順應(yīng)目前醫(yī)療領(lǐng)域尤其是心血管領(lǐng)域發(fā)展趨勢，在既往開展臨床工作的基礎(chǔ)上，著重培養(yǎng)具有“發(fā)現(xiàn)問題-獲取數(shù)據(jù)-獲得臨床規(guī)律”能力的心血管領(lǐng)域醫(yī)療研究者，使其不僅具有合格的臨床實踐能力、良好的醫(yī)德醫(yī)風(fēng)，同時又具有主動探索前沿高效臨床進(jìn)展，使用高效研究工具，開展臨床研究的能力。部分緩解臨床培訓(xùn)計劃中研究生因所在醫(yī)院目標(biāo)病人數(shù)目不足、電子病歷系統(tǒng)資料缺失以及實驗室項目不夠完備以及病理資料收集過程繁瑣造成的困難，解決目前專業(yè)學(xué)位研究生培訓(xùn)過程中理論與臨床實踐連接不緊密，無法展開切實可行的臨床研究的問題，為培養(yǎng)具有國際化視野的新型醫(yī)療工作者做出貢獻(xiàn)。