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第 1 課:什麼是 OMOP CDM? — 為什麼需要標準化醫療數據?

介紹 OMOP 通用資料模型、從 OMOP 計畫到 OHDSI 社群的歷史、醫療資料碎片化的問題以及資料標準化在臨床研究中的重要性。

🏗️ 建築 — 第 1 課 什麼是 OMOP CDM? ——為什麼有必要? 標準化醫療數據 初學者的 OMOP CDM 5.4 — 從頭到尾了解 第 1 部分:概述與背景 亞洲開發網

醫療資料片段化問題及OMOP CDM標準化解決方案

簡介

您有沒有想過:為什麼A醫院和B醫院雖然治療的是同一種疾病,卻無法進行數據比較?為什麼在許多國家研究藥物對 1000 萬患者的有效性如此困難?

答案在於醫療數據的碎片化。 OMOP CDM 就是解決方案。


1. 問題:醫療資料碎片化

1.1。每個型號一個系統

每家醫院使用不同的管理軟體(HIS/EMR),以自己的結構儲存資料:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  Bệnh viện Chợ Rẫy (HIS)                                       │
│  ├── BENHNHAN (ma_bn, ho_ten, ngay_sinh, gioi_tinh)           │
│  ├── KHAMBENH (ma_kham, ma_bn, ngay_kham, bac_si)             │
│  ├── CHANDOAN (ma_cd, icd10_code, loai_chandoan)              │
│  └── DONTHUOC (ma_don, ten_thuoc, ham_luong, so_luong)        │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Bệnh viện Bạch Mai (EMR)                                       │
│  ├── patients (patient_id, full_name, dob, sex)                │
│  ├── encounters (enc_id, patient_id, visit_date, physician)    │
│  ├── diagnoses (dx_id, icd_code, dx_type, priority)            │
│  └── medications (med_id, drug_name, dosage, quantity)          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  BHXH Việt Nam                                                    │
│  ├── HO_SO_KCB (ma_hs, ma_the, noi_kcb)                       │
│  ├── CHI_TIET_BENH (ma_benh, ten_benh)                         │
│  └── CHI_TIET_THUOC (ma_thuoc, ten_thuoc, don_gia)            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

雖然「患者」、「診斷」、「藥物」儲存在一起——但是:

  • 表名稱不同(BENHNHAN 與 patients 與 HO_SO_KCB)
  • 列名稱不同(gioi_tinh 與 sex 與沒有)
  • 疾病代碼可以使用ICD-10-VN、ICD-10-CM或內部代碼
  • 藥物代碼採用商品名(Augmentin)而非活性成分(阿莫西林/克拉維酸)
  • 格式不同(日期 dd/mm/yyyy 與 yyyy-mm-dd)

1.2。後果

問題描述
無法合成整合 3 家醫院的資料耗時數月
無法比較糖尿病併發症發生率:因定義不同而不同
研究緩慢多中心研究僅資料部分就耗時1-2年
AI/ML 很難實作資料 BV A 上的訓練模型無法在 BV B 上運作
疾病監測無法全國即時監控

2. 解決方案:OMOP 通用資料模型

2.1。什麼是 OMOP CDM?

OMOP CDM(觀察性醫療結果合作夥伴通用資料模型)是一個開放標準,定義了觀察性健康資料的組織和儲存方式。

簡而言之:OMOP CDM 是任何醫療資料來源都可以轉換為的統一資料庫藍圖。

                    ETL (Extract-Transform-Load)
                    
  HIS Bệnh viện A ──────┐
                         │
  EMR Bệnh viện B ──────┤     ┌───────────────────────┐
                         ├────→│   OMOP CDM Database    │────→ Phân tích thống nhất
  BHXH Data ─────────────┤     │   (PostgreSQL/SQL)     │────→ Nghiên cứu đa trung tâm
                         │     └───────────────────────┘────→ AI/ML
  Phòng khám tư ─────────┘

2.2。主要特點

特點描述
以人為本患者周圍的所有數據(PERSON 表)
基於事件每個醫療事件都是單獨的記錄(檢查、測試、處方)
標準化字彙使用標準字典取代內碼
開源免費、開源、社群開發
關係模型使用標準 RDBMS(PostgreSQL、SQL Server、Oracle)

2.3。視覺範例

一名 45 歲女性患者在 Cho Ray 醫院接受檢查,被診斷出患有第 2 型糖尿病,並開了二甲雙胍治療:

之前(原始 HIS):

BENHNHAN: ma_bn=12345, ho_ten='Nguyễn Thị Lan', ngay_sinh='1980-03-15', gioi_tinh='Nu'
KHAMBENH: ma_kham=K001, ngay_kham='2024-06-10', bac_si='BS. Trần Văn A'
CHANDOAN: icd10='E11', loai='chinh', ten='Đái tháo đường type 2'
DONTHUOC: ten_thuoc='Glucophage 500mg', so_luong=60, lieu='2 viên/ngày'

之後(OMOP CDM 5.4):

PERSON:       person_id=12345, gender_concept_id=8532 (Female),
              year_of_birth=1980, month_of_birth=3, day_of_birth=15

VISIT_OCCURRENCE: visit_id=V001, person_id=12345,
              visit_concept_id=9202 (Outpatient Visit),
              visit_start_date='2024-06-10'

CONDITION_OCCURRENCE: person_id=12345, visit_id=V001,
              condition_concept_id=201826 (Type 2 diabetes mellitus),
              -- [SNOMED CT concept]
              condition_source_value='E11'

DRUG_EXPOSURE: person_id=12345, visit_id=V001,
              drug_concept_id=1503297 (Metformin 500 MG Oral Tablet),
              -- [RxNorm concept]
              quantity=60, days_supply=30,
              drug_source_value='Glucophage 500mg'

重要區別:

  • gioi_tinh='Nu' → gender_concept_id=8532 (國際標準概念)
  • icd10='E11' → condition_concept_id=201826 (SNOMED CT,保留 source_value='E11')
  • Glucophage 500mg → drug_concept_id=1503297 (RxNorm成分+劑量,保留source_value)

3.歷史誕生

3.1。 OMOP計畫(2008-2013)

2008 ─── FDA khởi xướng dự án OMOP (Observational Medical Outcomes Partnership)
  │      Mục tiêu: nghiên cứu an toàn thuốc sau khi đưa ra thị trường
  │
2009 ─── Phát triển CDM phiên bản đầu tiên
  │      Áp dụng cho 10 nguồn dữ liệu tại Mỹ
  │
2012 ─── CDM v4 được phát hành
  │      Bắt đầu mở rộng ra nhiều loại dữ liệu y tế
  │
2013 ─── Dự án OMOP kết thúc → Chuyển giao cho cộng đồng OHDSI

3.2。 OHDSI 社區(2014 年至今)

2014 ─── OHDSI (Observational Health Data Sciences and Informatics)
  │      thành lập tại Columbia University
  │      Phát triển CDM v5.0
  │
2017 ─── CDM v5.2 — Thêm COST table thống nhất
  │
2018 ─── CDM v5.3 — Survey module, improved Visit model
  │
2021 ─── CDM v5.4 ← PHIÊN BẢN HIỆN TẠI
  │      Thêm EPISODE, EPISODE_EVENT tables
  │      Thêm measurement_event_id, observation_event_id
  │
2024 ─── Hơn 400 tổ chức trên 80+ quốc gia tham gia
         Hơn 800 triệu bản ghi bệnh nhân đã chuyển đổi

3.3。為什麼選擇清潔發展機制5.4?

5.4版是OHDSI社群推薦的最新穩定版本:

  • 37磅 科學組織
  • 腫瘤學支持(癌症治療系列的 EPISODE/EPISODE_EVENT)
  • 事件連動改進(measurement_event_id、observation_event_id)
  • 經過生產驗證 — 部署在 400 多個組織中

4. OMOP CDM 與其他標準

標準OMOP CDMFHIRHL7 v2/v3開放電子病歷
主要目的分析與研究資料交換傳遞訊息電子病歷檔案
資料模型關係型 (SQL)JSON/XML 資源留言原型
詞彙內建標準集靈活代碼系統術語
用例回顧性分析,萊茵集團API 互通性系統整合臨床記錄
易於分析⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐
社區工具阿特拉斯、阿喀琉斯、哈迪斯FHIR 上的 SMART變化臨床原型

註: OMOP CDM 和 FHIR 互補 — FHIR 用於即時資料交換,OMOP CDM 用於回顧性分析。許多組織使用 FHIR 進行採集 → ETL → OMOP CDM 進行分析。


5. 實際應用

5.1。大規模研究

  • COVID-19 研究馬拉松(2020 年): OHDSI 在 2 週內分析了來自 20 多個國家/地區的 21 億份患者記錄
  • 藥物安全: 透過1億+百萬病患的真實資料偵測藥物副作用
  • 比較有效性: 比較兩種治療方法在多中心資料上的有效性

5.2。在越南

  • 大型醫院正在試辦 HIS → OMOP CDM 轉換
  • 公共衛生研究 使用 OMOP CDM 分析社會保險數據
  • Startup HealthTech基於OMOP建立醫療數據分析平台

5.3。 OMOP CDM 上的 AI/ML

  OMOP CDM Database
  ┌─────────────────────────────────────────┐
  │ Chuẩn hóa → Đồng nhất → Phân tích      │
  │                                          │
  │  ┌─────────────┐   ┌─────────────────┐  │
  │  │ Cohort      │   │ Feature         │  │
  │  │ Definition  │──→│ Extraction      │────→ ML Model
  │  │ (ATLAS)     │   │ (FeatureExtract)│  │
  │  └─────────────┘   └─────────────────┘  │
  │                                          │
  │  Cùng 1 model chạy trên N databases     │
  └─────────────────────────────────────────┘

由於標準化數據,在醫院 A 數據上訓練的 ML 模型可以在醫院 B 數據上進行驗證,而無需修改代碼。


6.OHDSI 生態系統

OMOP CDM 並不獨立 — 它是 OHDSI 生態系的核心:

                     ┌──────────────┐
                     │   Athena     │  ← Tra cứu Vocabulary
                     └──────┬───────┘
                            │
 ┌──────────┐    ┌──────────┴──────────┐    ┌──────────────┐
 │  Usagi   │    │                      │    │  ACHILLES    │
 │ (Mapping)│───→│    OMOP CDM 5.4     │←───│ (Data Quality│
 └──────────┘    │    Database          │    │  Profiling)  │
                 │                      │    └──────────────┘
 ┌──────────┐    │  ┌──────────────┐   │    ┌──────────────┐
 │WhiteRabbit│───→│  │  WebAPI      │   │    │   HADES      │
 │(ETL Scan) │   │  │  (REST API)  │   │←───│ (R Packages) │
 └──────────┘    │  └──────────────┘   │    └──────────────┘
                 │         ↑           │
                 └─────────┼───────────┘
                           │
                    ┌──────┴───────┐
                    │    ATLAS     │  ← Phân tích & Cohort
                    └──────────────┘

本系列將 100% 專注於 OMOP CDM 5.4 結構。若要了解 OHDSI 工具,請參閱該系列 OHDSI 和 OMOP CDM — 綜合醫療數據分析。


7. 重要術語

在深入了解本系列之前,您需要掌握以下術語:

術語越南語說明
清潔發展機制通用資料模型通用資料模型
ETL提取-轉換-載入提取、轉換、載入資料的過程
概念概念標準化單位-每個醫學「事物」(疾病、藥物、測試)都被分配一個唯一的concept_id
標準概念標準概念OMOP 選擇作為標準的概念(通常來自 SNOMED CT、RxNorm、LOINC)
來源價值原值來源系統的原始代碼/名稱(例如 ICD-10 代碼、BV 藥物名稱)
網域網域依主題分組概念(病情、藥物、手術、測量...)
詞彙詞彙集代碼系統(SNOMED CT、ICD-10、RxNorm、LOINC...)
觀察期觀察範圍病人在系統中「擁有資料」的時間
訪問就診/住院與健康系統的一次接觸
萊茵集團真實世界的證據來自真實世界數據(而非臨床試驗)的證據

總結

在本文中,您了解了:

  1. 醫療資料片段化問題-每個系統都是獨一無二的,無法聚合
  2. 什麼是 OMOP CDM — 通用、以人為中心、基於事件的資料模型
  3. 歷史 — 從 OMOP 計畫(FDA,2008 年)到 OHDSI(2014 年至今)、CDM 5.4(2021 年)
  4. 與 FHIR、HL7 的比較 — 用於分析的 OMOP CDM,與 FHIR 互補
  5. OHDSI 生態系 — Athena、ATLAS、ACHILLES、HADES、WebAPI

下一篇文章:我們將探討OMOP CDM 5.4的整體架構-37張表如何組織成6組,以及以人為中心的設計原則。


參考文獻