谷歌FHIR標準協(xié)議利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測醫(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，準確預(yù)測了多起醫(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)測建模預(yù)計將推動個人化醫(yī)療并提高醫(yī)療質(zhì)量。構(gòu)建預(yù)測性統(tǒng)計模型通常需要從規(guī)范化的EHR數(shù)據(jù)中提取策略預(yù)測變量，這是一種勞動密集型過程，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)方法能夠準確預(yù)測來自多個中心的多個醫(yī)療事件，而無需特定地點的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)。我們使用來自兩個美國學(xué)術(shù)醫(yī)療中心的去識別的EHR數(shù)據(jù)驗證了我們的方法，其中216,221位成年患者住院至少24小時。在我們提出的序列格式中，這一塊EHR數(shù)據(jù)總計包含了46,864,534,945個數(shù)據(jù)點，包括臨床說明。深度學(xué)習(xí)模型對預(yù)測院內(nèi)死亡率（AUROC跨站點0.93-0.94），30天無計劃再入院率（AUROC 0.75-0.76），延長住院時間（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)測模型。我們還介紹了一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)歸因系統(tǒng)的案例研究，該系統(tǒng)說明臨床醫(yī)生如何獲得預(yù)測的一些透明度。我們相信，這種方法可以為各種臨床環(huán)境創(chuàng)建準確的、可擴展的預(yù)測，且附有在患者圖標中直接高亮證據(jù)的解釋。

在這項研究過程中，他們認為若想大規(guī)模的實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)，則還需要對FHIR標準增加一個協(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：

過去十年來，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)商之間沒有共同的數(shù)據(jù)表示，每個供應(yīng)商都在使用不同的方式來構(gòu)建他們的數(shù)據(jù)；

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

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，有些包含著實驗數(shù)據(jù)，還有些包含著一些生命體征。

采用至少一個基本電子病歷系統(tǒng)并擁有經(jīng)過認證的電子病歷系統(tǒng)的非聯(lián)邦急性護理醫(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）作為一項標準草案，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，該標準由醫(yī)療服務(wù)標準組織Health Level Seven InternaTIonal制定。這項標準已經(jīng)解決了這些挑戰(zhàn)中的大多數(shù)：它具有堅實的、可擴展的數(shù)據(jù)模型，建立在既定的Web標準之上，并且正在迅速成為個人記錄和批量數(shù)據(jù)訪問中事實上的標準。但若想實現(xiàn)大規(guī)模機器學(xué)習(xí)，我們還需要對它做一些補充：使用多種編程語言的工具，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，我們很高興開源了FHIR標準的協(xié)議緩沖區(qū)工具，該工具能夠解決以上這些問題。當(dāng)前的版本支持Java語言，隨后很快也將支持C++ 、Go和Python等語言。另外，對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。