谷歌FHIR標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)醫(yī)療事件發(fā)生

谷歌在arXiv上發(fā)表的一篇論文《Scalable and accurate deep learning for electronic health records》（ Alvin Rajkomar et al.）。文中他們提出基于快速醫(yī)療保健互操作性資源（FHIR）格式的患者EHR原始記錄表示，利用深度學(xué)習(xí)的方法，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了多起醫(yī)療事件的發(fā)生。

論文摘要如下：

使用電子健康記錄（EHR）數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)建模預(yù)計(jì)將推動(dòng)個(gè)人化醫(yī)療并提高醫(yī)療質(zhì)量。構(gòu)建預(yù)測(cè)性統(tǒng)計(jì)模型通常需要從規(guī)范化的EHR數(shù)據(jù)中提取策略預(yù)測(cè)變量，這是一種勞動(dòng)密集型過(guò)程，且放棄了患者記錄中絕大多數(shù)信息。我們提出基于快速醫(yī)療保健互操作性資源（FHIR）格式的患者全部EHR原始記錄的表示。我們證明使用這種表示方法的深度學(xué)習(xí)方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)來(lái)自多個(gè)中心的多個(gè)醫(yī)療事件，而無(wú)需特定地點(diǎn)的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)。我們使用來(lái)自兩個(gè)美國(guó)學(xué)術(shù)醫(yī)療中心的去識(shí)別的EHR數(shù)據(jù)驗(yàn)證了我們的方法，其中216,221位成年患者住院至少24小時(shí)。在我們提出的序列格式中，這一塊EHR數(shù)據(jù)總計(jì)包含了46,864,534,945個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，包括臨床說(shuō)明。深度學(xué)習(xí)模型對(duì)預(yù)測(cè)院內(nèi)死亡率（AUROC跨站點(diǎn)0.93-0.94），30天無(wú)計(jì)劃再入院率（AUROC 0.75-0.76），延長(zhǎng)住院時(shí)間（AUROC 0.85-0.86）以及所有患者的最終診斷（頻率加權(quán)AUROC 0.90）等取得了極高的準(zhǔn)確度。在所有情況下，這些模型的表現(xiàn)都優(yōu)于傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)模型。我們還介紹了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)歸因系統(tǒng)的案例研究，該系統(tǒng)說(shuō)明臨床醫(yī)生如何獲得預(yù)測(cè)的一些透明度。我們相信，這種方法可以為各種臨床環(huán)境創(chuàng)建準(zhǔn)確的、可擴(kuò)展的預(yù)測(cè)，且附有在患者圖標(biāo)中直接高亮證據(jù)的解釋。

在這項(xiàng)研究過(guò)程中，他們認(rèn)為若想大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)，則還需要對(duì)FHIR標(biāo)準(zhǔn)增加一個(gè)協(xié)議緩沖區(qū)工具，以便將大量數(shù)據(jù)序列化到磁盤以及允許分析大型數(shù)據(jù)集的表示形式。

昨天，谷歌發(fā)布消息稱已經(jīng)開(kāi)源該協(xié)議緩沖區(qū)工具。下面為谷歌博文內(nèi)容，小編編譯如下：

過(guò)去十年來(lái)，醫(yī)療保健的數(shù)據(jù)在很大程度上已經(jīng)從紙質(zhì)文件中轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化為電子健康記錄。但是要想理解這些數(shù)據(jù)可能還存在一些關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。

首先，在不同的供應(yīng)商之間沒(méi)有共同的數(shù)據(jù)表示，每個(gè)供應(yīng)商都在使用不同的方式來(lái)構(gòu)建他們的數(shù)據(jù)；

其次，即使使用同一個(gè)供應(yīng)商網(wǎng)站上的數(shù)據(jù)，可能也會(huì)有很大的不同，例如他們通常對(duì)相同的藥物使用多種代碼來(lái)表示；

第三，數(shù)據(jù)可能分布在許多不同表格中，這些表格有些存在交集，有些包含著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還有些包含著一些生命體征。

采用至少一個(gè)基本電子病歷系統(tǒng)并擁有經(jīng)過(guò)認(rèn)證的電子病歷系統(tǒng)的非聯(lián)邦急性護(hù)理醫(yī)院的百分比。Basic的電子健康記錄（ Electronic Health Record ，EHR）滿足EHR系統(tǒng)的基本功能，CerTIfied EHR表示醫(yī)院已經(jīng)與EHR有法律協(xié)議，但不等同于采用了EHR系統(tǒng)。

快速醫(yī)療保健互操作性資源（Fast Healthcare Interoperability Resources，F(xiàn)HIR）作為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)草案，描述的是用于交換電子病歷數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)元以及應(yīng)用程序界面，該標(biāo)準(zhǔn)由醫(yī)療服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)組織Health Level Seven InternaTIonal制定。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)解決了這些挑戰(zhàn)中的大多數(shù)：它具有堅(jiān)實(shí)的、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)模型，建立在既定的Web標(biāo)準(zhǔn)之上，并且正在迅速成為個(gè)人記錄和批量數(shù)據(jù)訪問(wèn)中事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。但若想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)，我們還需要對(duì)它做一些補(bǔ)充：使用多種編程語(yǔ)言的工具，作為將大量數(shù)據(jù)序列化到磁盤的有效方法以及允許分析大型數(shù)據(jù)集的表示形式。

今天，我們很高興開(kāi)源了FHIR標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議緩沖區(qū)工具，該工具能夠解決以上這些問(wèn)題。當(dāng)前的版本支持Java語(yǔ)言，隨后很快也將支持C++ 、Go和Python等語(yǔ)言。另外，對(duì)于配置文件的支持以及幫助將遺留數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為FHIR的工具也將很快推出。