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第 1 課:什麼是 OHDSI? — 生態系概述與願景

介紹OHDSI(觀察健康數據科學與資訊學)及其目標和願景、工俱生態系統的整體架構(Atlas、WebAPI、Athena、Usagi、ACHILLES、HADES)以及OMOP CDM在全球健康數據標準化中的作用。

🏗️ 建築 — 第 1 課 第 1 課:什麼是 OHDSI? — General generative relationship 態度和願景

OHDSI 和 OMOP CDM — 綜合醫療數據分析

第 1 部分:OHDSI 和 OMOP CDM 概述

亞洲開發網

第 1 課:OHDSI — 生態系概述

簡介

全球健康數據是一個龐大的寶庫——來自醫院、診所、健康保險的數十億筆記錄。但每個系統都以單獨的形式儲存:A醫院的HIS(醫院資訊系統)與B醫院完全不同,ICD-10疾病代碼與SNOMED CT不一致,處方以商品名稱儲存而不是國際活性成分。

OHDSI(觀察健康數據科學和資訊學 — 發音為“Odyssey”)就是為了解決這個問題而創建的。


1. 什麼是 OHDSI?

1.1 定義

OHDSI 是一項國際開源研究計劃,旨在:

  • 將觀察健康數據標準化為通用數據模型
  • 開發可靠、可重複的分析方法
  • 允許多中心研究而不共享患者數據

1.2 歷史

2008: OMOP (Observational Medical Outcomes Partnership)
      → Dự án FDA nghiên cứu tác dụng phụ thuốc trên dữ liệu thực tế
      → Phát triển Common Data Model (CDM)

2013: OMOP kết thúc → OHDSI ra đời
      → Kế thừa OMOP CDM, mở rộng thành cộng đồng mã nguồn mở
      → Mục tiêu: evidence-based medicine trên quy mô toàn cầu

2024: 800+ tổ chức, 100+ quốc gia
      → 1+ tỷ bản ghi bệnh nhân được chuẩn hóa
      → Hàng nghìn nghiên cứu được publish

2026: OHDSI tiếp tục mở rộng
      → OMOP CDM v5.4, v6.0 đang phát triển
      → Tích hợp AI/ML, genomics, wearable data

1.3 OHDSI 的三大支柱

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    OHDSI Mission                        │
│                                                         │
│  ┌─────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐ │
│  │  Open       │ │  Open        │ │  Open            │ │
│  │  Science    │ │  Source      │ │  Community       │ │
│  │             │ │              │ │                  │ │
│  │ Transparent │ │ Free tools   │ │ Collaborative    │ │
│  │ Reproducible│ │ Peer-reviewed│ │ 800+ orgs        │ │
│  │ Published   │ │ GitHub       │ │ Global network   │ │
│  └─────────────┘ └──────────────┘ └──────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

2. OHDSI 問題解決

2.1 碎片-資料碎片

Bệnh viện A (HIS: eHospital)     Bệnh viện B (HIS: Telehealth)
┌─────────────────────────┐       ┌─────────────────────────┐
│ Patient: MA_BN_001      │       │ Patient: BN-2024-00123  │
│ Diagnosis: I10 (ICD-10) │       │ Diagnosis: 401.1 (ICD-9)│
│ Drug: Amlor 5mg         │       │ Drug: Amlodipine 5mg    │
│ Lab: Glucose: 126 mg/dL │       │ Lab: Đường huyết: 7.0   │
│ Date: 01/03/2024        │       │ Date: 2024-03-01        │
└─────────────────────────┘       └─────────────────────────┘

→ Cùng 1 bệnh nhân, cùng 1 bệnh (tăng huyết áp), cùng 1 thuốc
→ Nhưng KHÔNG THỂ truy vấn chung vì format khác nhau hoàn toàn

2.2 解決方案:OMOP CDM

                    ETL (Extract - Transform - Load)
Bệnh viện A ─────┐                    ┌──────────────────────┐
                  ├─── Transform ───→  │   OMOP CDM Database  │
Bệnh viện B ─────┘                    │                      │
                                       │ person_id: 12345     │
                                       │ condition: 320128    │
                                       │   (Essential HTN)    │
                                       │ drug: 1332419        │
                                       │   (Amlodipine 5mg)   │
                                       │ measurement: 3004410 │
                                       │   (Glucose 126 mg/dL)│
                                       └──────────────────────┘

→ Cùng concept IDs cho cùng ý nghĩa y khoa
→ Cùng cấu trúc bảng → cùng SQL query
→ Có thể phân tích đa trung tâm

3. OHDSI Ecosystem Architecture

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     OHDSI Ecosystem                             │
│                                                                 │
│  ┌──── Data Standardization ─────────────────────────────────┐ │
│  │                                                           │ │
│  │  [Athena]          → Standardized Vocabularies            │ │
│  │  [WhiteRabbit]     → Scan source data                     │ │
│  │  [Rabbit-in-a-Hat] → Design ETL mapping                   │ │
│  │  [Usagi]           → Map source codes → standard concepts │ │
│  │                                                           │ │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│                           │ ETL                                │
│                           ▼                                    │
│  ┌──── OMOP CDM Database ────────────────────────────────────┐ │
│  │  PostgreSQL / SQL Server / Oracle / Spark                 │ │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│                           │                                    │
│                           ▼                                    │
│  ┌──── Data Quality ────────────────────────────────────────┐  │
│  │  [ACHILLES]              → Data characterization          │  │
│  │  [Data Quality Dashboard]→ 1,500+ quality checks          │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│                           │                                    │
│                           ▼                                    │
│  ┌──── Analytics Platform ──────────────────────────────────┐  │
│  │  [WebAPI]  → REST API backend (Spring Boot / Java)        │  │
│  │  [ATLAS]   → Web UI (JavaScript) cho phân tích            │  │
│  │  [HADES]   → R packages cho advanced analytics            │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

3.1 主要工具

工具目的語言
雅典娜Look up & download Standardized Vocabularies網頁應用程式
白兔掃描來源數據,建立分析報告爪哇
戴帽子的兔子ETL 映射設計(GUI)爪哇
阿兔地圖原始碼→ OMOP 概念爪哇
WebAPIATLAS 的後端 REST APIJava/Spring Boot
阿特拉斯基於網路的分析平台JavaScript
阿喀琉斯資料表徵與分析右
DQD資料品質儀表板 — 1,500 多項檢查右
哈迪斯用於觀察研究的 R 包右

4. 端對端 OHDSI 工作流程

Step 1: Vocabulary Preparation
  Athena → Download vocabularies (ICD-10, SNOMED, RxNorm, LOINC...)
                    │
Step 2: Source Data Profiling
  WhiteRabbit → Scan source database → Generate scan report
                    │
Step 3: ETL Design
  Rabbit-in-a-Hat → Design table & field mappings
  Usagi → Map source codes → Standard Concepts
                    │
Step 4: ETL Execution
  Custom ETL scripts (Python/SQL) → Load data into OMOP CDM
                    │
Step 5: Data Quality
  ACHILLES → Characterize CDM data
  DQD → Run 1,500+ quality checks
                    │
Step 6: Analytics
  WebAPI + ATLAS → Cohort Definitions, Characterization,
                   Incidence Rates, Estimation, Prediction
  HADES → Advanced R-based analytics
                    │
Step 7: Network Study
  Package study → Distribute to sites → Collect aggregate results

5. OHDSI 網路 — 分散式研究

OHDSI 的特別之處在於:患者資料永遠不會離開網站。

┌──────────────┐    ┌──────────────┐    ┌──────────────┐
│   Site A     │    │   Site B     │    │   Site C     │
│ (500K pts)   │    │ (1M pts)     │    │ (200K pts)   │
│              │    │              │    │              │
│ OMOP CDM     │    │ OMOP CDM     │    │ OMOP CDM     │
│ WebAPI+ATLAS │    │ WebAPI+ATLAS │    │ WebAPI+ATLAS │
│              │    │              │    │              │
│ Run Study    │    │ Run Study    │    │ Run Study    │
│ Package ───┐ │    │ Package ───┐ │    │ Package ───┐ │
└────────────│─┘    └────────────│─┘    └────────────│─┘
             │                   │                    │
             └───── Aggregate ───┴──── Results ───────┘
                        │
                        ▼
              ┌─────────────────┐
              │ Central Analysis│
              │ (chỉ aggregate  │
              │  không có PII)  │
              └─────────────────┘

**為什麼它很重要? **

  • 遵守隱私法規(HIPAA、GDPR、越南資訊安全法)
  • 每個站點保留對資料的完全控制
  • 對數百萬跨國患者的研究仍然是可能的

6. 實際應用

6.1 COVID-19(OHDSI COVID-19 研究馬拉松)

Timeline:
- Tháng 3/2020: Đại dịch bùng phát
- Tháng 3/2020: OHDSI tổ chức Study-a-thon online
- 96 giờ: 300+ nhà nghiên cứu từ 30+ quốc gia
- Kết quả: Phân tích đặc điểm bệnh nhân COVID-19
  trên 5+ triệu bệnh nhân từ nhiều quốc gia
  → Published trong PNAS (top-tier journal)

6.2 藥品安全監測

  • 根據真實數據檢測藥物副作用(RWD)
  • 比較藥物組與對照組
  • 例:分析接種疫苗後發生心肌炎的風險

6.3 在越南的應用

  • 將醫院 HIS 資料標準化為 OMOP CDM
  • 映射 ICD-10 越南 → SNOMED CT
  • 社會保險數據流行病學研究
  • 評估多中心治療方案的有效性

總結

概念說明
OHDSI全球開源醫學研究社群
OMOP CDM觀察性醫學資料的通用資料模型
標準化詞彙標準詞彙集(SNOMED、RxNorm、LOINC...)
分散式研究資料不離開現場的多中心分析
ETL來源資料轉換流程→ OMOP CDM

下一篇文章:OMOP 通用資料模型 — 結構、原則與領域