自學(xué)習(xí)健康系統(tǒng)在健康照護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)展

蔡婷婷，吳傅蕾，黃青梅，袁長蓉

(復(fù)旦大學(xué) 護(hù)理學(xué)院，上海 200032)

精確醫(yī)學(xué)誕生于大數(shù)據(jù)時代，其目標(biāo)是在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等多組學(xué)的基礎(chǔ)之上，形成以“個體為中心”的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫[1]。精確醫(yī)學(xué)將日常醫(yī)療保健活動中產(chǎn)生的各種類型數(shù)據(jù)都視為可用于臨床研究的真實世界證據(jù)(real world evidence)[2]。然而，當(dāng)前這些真實世界數(shù)據(jù)的收集及應(yīng)用仍存在諸多障礙，且證據(jù)的實踐通常不是一個及時與連續(xù)的過程。此外，精確醫(yī)學(xué)仍缺乏將真實世界數(shù)據(jù)從個體層面落地于臨床實踐的工具。這一缺失的環(huán)節(jié)可以通過精確醫(yī)學(xué)與自學(xué)習(xí)健康系統(tǒng)(learning health system,LHS)的協(xié)同作用進(jìn)行完善[3]。LHS是一種新的醫(yī)療模式，旨在將實踐中獲得的新知識進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)與創(chuàng)新，并應(yīng)用于臨床實踐，從而有利于醫(yī)護(hù)人員更迅速地獲取及應(yīng)用證據(jù)，進(jìn)而推進(jìn)證據(jù)的持續(xù)更新及應(yīng)用[4-5]。目前，LHS在我國仍是一個嶄新的概念，國內(nèi)尚未有研究對LHS進(jìn)行報道。鑒于其在大數(shù)據(jù)時代下的重要價值，本文將介紹LHS在健康照護(hù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，討論LHS在應(yīng)用中存在的困境及對策，為其在我國的引進(jìn)及應(yīng)用提供參考。

1 概念

LHS是指將科學(xué)、信息學(xué)、激勵機(jī)制、文化與持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新過程相結(jié)合，將最佳實踐緊密地嵌入照護(hù)過程中，使得患者和家庭積極參與，并將新知識作為照護(hù)過程副產(chǎn)品的過程[6]。大數(shù)據(jù)時代下，醫(yī)療衛(wèi)生保健系統(tǒng)面臨著提高照護(hù)質(zhì)量、降低醫(yī)療成本和提高效率的多重壓力。在醫(yī)療環(huán)境中使用大數(shù)據(jù)指導(dǎo)患者的個性化照護(hù)，并基于人群的數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)是LHS產(chǎn)生及發(fā)展的持續(xù)動力。作為一種運(yùn)作模式，LHS目前在在多個國家得到本土化發(fā)展，大大推動了精確醫(yī)學(xué)的實踐，尤其在臨床研究中的應(yīng)用價值得到了越來越多的肯定。

2 作用模式

LHS的作用模式為LHS循環(huán)，包含將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為知識(data to knowledge,D2K)、將知識應(yīng)用于實踐(knowledge to performance,K2P)、記錄實踐變化以生成新數(shù)據(jù)(performance to data,P2D)三個核心過程[6](圖1)。其中，LHS循環(huán)中包括在確定研究問題后收集數(shù)據(jù)、整合數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、解釋結(jié)果、定制信息、采取行動6個步驟[6]。上述過程相繼完成后將啟動下一個循環(huán)。LHS循環(huán)具有快速、持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)等特點(diǎn)，能夠不斷進(jìn)行自我學(xué)習(xí)及提高，通過證據(jù)生成與應(yīng)用的循環(huán)周期推進(jìn)證據(jù)的持續(xù)更新及應(yīng)用，在提高照護(hù)的精準(zhǔn)度的同時以更低的成本實現(xiàn)持續(xù)提升的醫(yī)療保健服務(wù)[6]。美國全國性兒童LHS組織PEDSnet建立了相對完善的LHS運(yùn)行模式，因此，以下將以PEDSnet為例對LHS循環(huán)進(jìn)行簡要介紹。PEDSnet包括8個大型兒科醫(yī)療機(jī)構(gòu)，如費(fèi)城兒童醫(yī)院、辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)療中心、科羅拉多兒童醫(yī)院等。在收集數(shù)據(jù)方面，PEDSnet采用電子健康記錄(electronic health record，EHR)收集各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)患兒的數(shù)據(jù)，并以門診及住院病房為研究場所進(jìn)行觀察研究和臨床試驗[7]。多年來，PEDSnet已建立了超過650萬患兒的縱向數(shù)據(jù)庫，包含自2009年以來多個醫(yī)療系統(tǒng)的患兒數(shù)據(jù)，所納入的患兒的臨床數(shù)據(jù)、患兒報告結(jié)果數(shù)據(jù)和相關(guān)疾病隊列的數(shù)據(jù)定期進(jìn)行更新[7]。在整合數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、解釋結(jié)果方面，PEDSnet擁有與哈佛大學(xué)等組織共同創(chuàng)建的兩個數(shù)據(jù)共享平臺，其中一個數(shù)據(jù)庫所建立的數(shù)據(jù)模型和集成隊列允許研究者探索并識別感興趣的患者隊列，但缺少數(shù)據(jù)分析功能；而另一個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型具有高度復(fù)雜的分析功能，可實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的分析。因此，兩個數(shù)據(jù)庫相輔相成，實現(xiàn)了患兒隊列的識別、招募以及數(shù)據(jù)的分析[8]。此外，PEDSnet與一些知名的醫(yī)療大數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)建立了合作關(guān)系，為大數(shù)據(jù)的分析及處理提供了良好的技術(shù)支持[9]。通過LHS循環(huán)，PEDSnet得以將EHR收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為知識，通過多團(tuán)隊的協(xié)作進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合、分析及解釋，并記錄實踐變化；進(jìn)行信息的定制；進(jìn)行多項觀察研究和臨床試驗研究以驗證新知識的有效性，通過證據(jù)生成與應(yīng)用的循環(huán)持續(xù)推進(jìn)證據(jù)的更新及應(yīng)用。

圖1 LHS循環(huán)模式圖[6]

3 應(yīng)用研究

3.1 降低用藥差錯 在基層衛(wèi)生保健中，藥物不良事件的發(fā)生大多歸因于處方和藥物監(jiān)測方面的錯誤，而信息技術(shù)帶來的實踐變化可在一定程度上預(yù)防并減少此類用藥差錯的發(fā)生[10]?；谏鲜鲇^點(diǎn)，Avery等[11]以英國的藥劑師為主要研究人群，應(yīng)用LHS開展了一項以藥劑師為主導(dǎo)的信息技術(shù)干預(yù)研究(pharmacist-led information technology intervention for medication errors, PINCER)，旨在預(yù)防和糾正實踐中的用藥差錯。研究者使用處方的安全性評估指標(biāo)對衛(wèi)生系統(tǒng)進(jìn)行查詢，以確定有用藥差錯風(fēng)險的患者，來自72個醫(yī)療單位的480 942例患者被隨機(jī)分配至對照組(簡單反饋組)或由藥劑師主導(dǎo)的干預(yù)組(PINCER組)。PINCER組利用結(jié)構(gòu)化活動，例如培訓(xùn)、反饋和分享等形式，使得藥劑師及臨床醫(yī)生參與質(zhì)量改進(jìn)過程，干預(yù)時間為12周。干預(yù)后，研究進(jìn)行了6個月的隨訪，所獲得的反饋被持續(xù)傳送至臨床調(diào)試相關(guān)人員處以供評估。經(jīng)評估后，獲得積極反饋的證據(jù)將被應(yīng)用于實踐以促進(jìn)持續(xù)的質(zhì)量改進(jìn)。結(jié)果顯示，基于LHS的干預(yù)可持續(xù)降低實踐中的用藥差錯率[12]。Crawford等[13]也強(qiáng)調(diào)LHS在以患者為中心的藥物開發(fā)(patient-centered drug development,PCDD)過程中的重要價值。該研究指出，LHS通過連接多方利益相關(guān)者，使健康系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、信息和證據(jù)更有效地循環(huán)流動，并構(gòu)建多團(tuán)隊相互聯(lián)結(jié)的系統(tǒng)架構(gòu)，可推動PCDD的具體實施。

3.2 成人患者健康照護(hù)

3.2.1 心血管疾病患者 LHS在心血管疾病患者中取得了較多成功應(yīng)用的實例。美國心導(dǎo)管實驗室的退伍軍人健康管理局(the Veteran’s Health Administration,VA)以LHS中EHR所獲得的臨床評估和隨訪記錄為主要數(shù)據(jù)源，構(gòu)建臨床決策和實時評估患者風(fēng)險的項目，通過觀察研究和試驗研究以探索該項目對患者長期照護(hù)的有效性[14]。該研究團(tuán)隊成功地將LHS循環(huán)模式應(yīng)用于實踐中，干預(yù)框架包括內(nèi)部和外部環(huán)境審視、干預(yù)設(shè)計、實施、評估、迭代調(diào)整及傳播[15]。Maddox等[16]基于瑞典全國性的心臟病循證網(wǎng)絡(luò)評估系統(tǒng)開展臨床研究，在評估系統(tǒng)中借鑒了LHS循環(huán)模式，旨在以低成本實現(xiàn)最佳照護(hù)[17]。該研究[17]指出，LHS能夠產(chǎn)生新的證據(jù)，并加速將新的證據(jù)轉(zhuǎn)化為臨床研究實踐，推動臨床研究的開展，可促進(jìn)心血管疾病研究與實踐的良性循環(huán)。

3.2.2 哮喘患者 Nwaru等[18]基于LHS循環(huán)模式，以英國蘇格蘭地區(qū)的哮喘患者為研究對象開展臨床研究。研究者將EHR中獲得的臨床數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行整合，以確定有哮喘發(fā)作風(fēng)險的患者，在實踐層面對哮喘治療的重要指標(biāo)變化進(jìn)行實時監(jiān)測，并將結(jié)果以可視化形式反饋給臨床醫(yī)生，使其進(jìn)行針對性的臨床決策，從而促進(jìn)患者的哮喘控制和減少其病情的惡化。

3.2.3 乳腺癌患者 2013-2015年，Levine等[19]采用LHS平臺對Ⅲ期乳腺癌患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、識別，并采用專門的自然語言處理技術(shù)(specialized natural language processing,NLP) 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其中，NLP是從非結(jié)構(gòu)化的臨床文本中提取醫(yī)學(xué)概念并將其轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理方式。通過NLP處理的數(shù)據(jù)結(jié)果被應(yīng)用于19例同期的Ⅲ期乳腺癌患者中。研究者基于結(jié)果構(gòu)建了一個乳腺癌LHS平臺，該平臺可描述Ⅲ期乳腺癌患者的臨床過程，以EHR提取、讀取和組合數(shù)據(jù)，采用NLP對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以了解乳腺癌患者的疾病進(jìn)程。

3.3 急癥機(jī)構(gòu) Brannon等[20]基于LHS循環(huán)模式，以美國密歇根州3個衛(wèi)生系統(tǒng)中的EHR數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用隨機(jī)森林模型構(gòu)建了急診就診利用率的預(yù)測模型。模型的數(shù)據(jù)分析從各個合作醫(yī)療機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至密歇根數(shù)據(jù)協(xié)作組織。預(yù)測模型每2個月根據(jù)新的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新擬合，調(diào)整后的最新模型將隨后被用于生成新的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)和預(yù)測值的選擇將隨著LHS循環(huán)進(jìn)行更新。研究者根據(jù)EHR所構(gòu)建的預(yù)測模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測在隨后6個月1/4到1/2的急診就診利用率，且由預(yù)測模型識別的高?；颊咧屑s有三分之二已在現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)進(jìn)行就診，結(jié)果驗證了基于LHS的預(yù)測模型的有效性。

3.4 兒童患者健康照護(hù)

3.4.1 炎癥性腸病患兒 在美國照護(hù)提升網(wǎng)絡(luò)中心(Improve Care Now Network care centers，ICN)，Crandall[21]基于PEDSnet，收集了843例克羅恩病及345例潰瘍性結(jié)腸炎患兒的數(shù)據(jù)。Crandall等[9]開始時僅對約20%的炎癥性腸病患兒進(jìn)行研究，隨著研究的推進(jìn)，越來越多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)加入其中?；谘芯拷Y(jié)果，ICN同時開發(fā)了支持照護(hù)變革實踐的工具，包括：跟蹤和管理工具、炎癥性腸病模型照護(hù)指南、減少強(qiáng)的松的使用工具等實用工具。這些工具的使用減少了患兒治療過程中的非預(yù)期變化，顯著減少了活動期炎癥性腸病患兒的數(shù)量，并改善了患兒的臨床結(jié)局。

借助PEDSnet平臺，ICN研究人員進(jìn)一步評估了抗腫瘤壞死因子在兒童克羅恩病患者中的應(yīng)用效果。研究人員分析了來自35個兒科醫(yī)療機(jī)構(gòu)胃腸科的4000多例中重度克羅恩病患兒的數(shù)據(jù)，并根據(jù)EHR將他們分為接受抗腫瘤壞死因子治療的隊列(觀察組)和不接受抗腫瘤壞死因子治療的隊列(對照組)。在6個月的隨訪期內(nèi)，觀察組患兒與對照組比較，有較高的臨床緩解率和無激素緩解率，研究結(jié)果肯定了基于LHS的PEDSnet在患者隊列識別及臨床研究中的重要作用[22]。

3.4.2 腦癱患兒 一個跨學(xué)科的團(tuán)隊在美國國家兒童醫(yī)院以腦癱患兒為研究對象開展了LHS的試點(diǎn)項目[23]。項目招募的主要利益相關(guān)者包括醫(yī)生、護(hù)士、臨床工作人員、項目管理人員、醫(yī)院EHR團(tuán)隊代表、數(shù)據(jù)庫團(tuán)隊代表、信息研究團(tuán)隊代表、醫(yī)院信息系統(tǒng)團(tuán)隊代表、患兒及其家屬等。研究者綜合多方意見，將醫(yī)護(hù)人員在EHR中的研究數(shù)據(jù)分析結(jié)果與常規(guī)護(hù)理進(jìn)行整合并在實驗組進(jìn)行應(yīng)用，選取131例腦癱患兒為實驗組，且選擇另一中心不使用LHS項目的689例腦癱患兒為對照組，使得兩組患兒在同一時期、同一機(jī)構(gòu)接受12個月的照護(hù)，并測量兩組的醫(yī)療利用率和醫(yī)療費(fèi)用的變化數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，基于LHS的實驗組在測量時間內(nèi)醫(yī)療利用率較對照組得到顯著提升，醫(yī)療費(fèi)用降低[24]。

4 小結(jié)

4.1 LHS的應(yīng)用特點(diǎn) 當(dāng)前LHS被廣泛用于成人患者和患兒多種疾病的照護(hù)過程中，顯示出其在健康照護(hù)中的重要發(fā)展?jié)摿ΑＴ跀?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為知識的過程中，大部分研究均使用EHR以收集相對標(biāo)準(zhǔn)化的患者數(shù)據(jù)，并將其與多個數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行整合，對臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用，以支持臨床研究、照護(hù)質(zhì)量改進(jìn)等目的。其中，EHR收集包括患者社會人口學(xué)資料、實驗室檢查結(jié)果、診斷、用藥情況、患者報告結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)等重要信息，并將結(jié)果以可視化形式反饋給研究人員。研究者運(yùn)用多學(xué)科團(tuán)隊的力量對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析及解釋，以獲取新知識。在將知識應(yīng)用于實踐的過程中，研究者通過觀察研究和臨床試驗研究等形式，驗證新知識在患者健康照護(hù)實踐中的有效性。在記錄實踐變化以生成新數(shù)據(jù)的過程中，研究者采用多重指標(biāo)監(jiān)測實踐變化，并進(jìn)行一系列研究以進(jìn)一步生成新數(shù)據(jù)。另一方面， LHS的實踐需要依靠多團(tuán)隊成員的共同協(xié)作，以促進(jìn)醫(yī)療系統(tǒng)的聯(lián)盟，鼓勵健康照護(hù)服務(wù)提供者、患者及其他利益相關(guān)者積極參與實踐，推動LHS的快速發(fā)展，從而在提高照護(hù)的精準(zhǔn)度的同時以更低的成本實現(xiàn)持續(xù)提升的醫(yī)療保健服務(wù)。

4.2 LHS在應(yīng)用中存在的困境及對策 在LHS的實踐過程中，數(shù)據(jù)的獲取、處理及分析過程尚存在一些問題，如EHR所收集的數(shù)據(jù)尚無法達(dá)到普遍標(biāo)準(zhǔn)化、所收集的數(shù)據(jù)忽略患者報告結(jié)局、數(shù)據(jù)處理與分析存在較多障礙等問題。為解決醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)EHR所收集的數(shù)據(jù)尚無法達(dá)到普遍標(biāo)準(zhǔn)化的問題，PEDSnet與美國國家衛(wèi)生研究院共同致力于國際標(biāo)準(zhǔn)化兒科術(shù)語發(fā)展的相關(guān)工作，并要求合作的醫(yī)療機(jī)構(gòu)均使用美國醫(yī)療界統(tǒng)一的專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語[7]。另一方面，鑒于較多醫(yī)療機(jī)構(gòu)未重視患者報告結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)對于患者癥狀及預(yù)后的重要價值，PEDSnet要求其所有醫(yī)療機(jī)構(gòu)均使用電子化的患者報告結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)，并致力于提升獲取數(shù)字化患者報告數(shù)據(jù)的能力[8]。為促進(jìn)數(shù)據(jù)的處理與分析，PEDSnet與利益相關(guān)者形成分布式網(wǎng)絡(luò)，共同協(xié)作以解決患兒的健康問題[9]。如，PEDSnet擁有的數(shù)據(jù)共享平臺可識別研究者所感興趣的患者隊列及進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并與多家醫(yī)療大數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作以促進(jìn)大數(shù)據(jù)的分析及處理[25]。上述實踐經(jīng)驗可為LHS的實踐提供借鑒，如在LHS實踐中使用標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)術(shù)語、納入患者報告結(jié)局工具，與多方利益相關(guān)者進(jìn)行協(xié)作，充分利用豐富的數(shù)據(jù)資源開展多類臨床研究，共享數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘及處理，通過證據(jù)生成與應(yīng)用的循環(huán)周期持續(xù)推進(jìn)臨床實踐過程的相互滲透及促進(jìn)。

綜上所述，LHS可促使醫(yī)護(hù)人員更有效地獲取及應(yīng)用證據(jù)，創(chuàng)建系統(tǒng)性的持續(xù)照護(hù)改進(jìn)周期，使患者更快地獲得有效的照護(hù)，將資源應(yīng)用于更有價值的醫(yī)療干預(yù)中從而，促進(jìn)精確醫(yī)學(xué)的實踐發(fā)展。