充血性心力衰竭、成人敗血癥，這兩個病種作為我國ICD-10中指定的重點病種，在住院死亡類指標(biāo)、重返類指標(biāo)、住院日及住院費用、急診綠色通道管理等多方面，都對醫(yī)療機(jī)構(gòu)有各項監(jiān)控及要求。
而在美國，醫(yī)療機(jī)構(gòu)在面對這兩個病種時，也面臨同樣的挑戰(zhàn)：如何在保證并提升醫(yī)療質(zhì)量與患者安全的同時，降低診療費用及再入院率？
全美 Top10 醫(yī)院面臨的新挑戰(zhàn)
作為已有二百余年歷史的賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院（Penn Medicine），見證并陪伴了1751年全美第一家醫(yī)院賓夕法尼亞州醫(yī)院的成立，1765年，全美第一家醫(yī)學(xué)院也在賓夕法尼亞大學(xué)內(nèi)成立。
如今，賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)院多年躋身全美最佳醫(yī)院排行榜Top10，且以癌癥、心臟中心等重點科室見長。
面對當(dāng)下臨床、醫(yī)保、科研的新挑戰(zhàn)，他們希望將醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)大量的臨床數(shù)據(jù)安全且充分地利用起來，幫助臨床醫(yī)生預(yù)測可能的危重癥患者——探索更有效的患者風(fēng)險分級、更有用的預(yù)警機(jī)制、更有意義的臨床科研、更有可復(fù)制性的參與和推廣模式。
賓大醫(yī)學(xué)院擁有海量的患者數(shù)據(jù)，其臨床數(shù)據(jù)倉庫目前存儲了300萬患者的病例，其中最早的數(shù)據(jù)可追溯到10多年前。
在2013年，賓大醫(yī)學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊設(shè)想建立一種大數(shù)據(jù)環(huán)境，以利用這些數(shù)據(jù)改進(jìn)臨床路徑和預(yù)測。為此，賓大醫(yī)學(xué)院開發(fā)了Penn Signals平臺，并圍繞敗血癥和心力衰竭首次應(yīng)用。
依據(jù)既往病史，預(yù)測敗血癥患者
美國CDC數(shù)據(jù)顯示，敗血癥每年波及超過100萬美國人，是第九大致死病因，同時還是ICU第一大致死病因。
即使在發(fā)達(dá)國家，敗血性休克引起的死亡率也接近50%。而傳統(tǒng)的敗血癥識別方法，通常只可檢測約50%的病例，且一般在患者發(fā)生敗血性休克前2小時才能檢出。
賓大醫(yī)學(xué)院利用Penn Signals平臺，在涉及150位患者（總患者數(shù)為1200～1500人）的敗血癥試點研究中，準(zhǔn)確識別了約85%的敗血癥病例，且早在敗血性休克發(fā)生前30個小時便成功識別。
標(biāo)記患者病史？技術(shù)能做的不止這個
心力衰竭的情況則更不容樂觀，也更為復(fù)雜。據(jù)2005年和2011年的流行病學(xué)和心力衰竭狀況調(diào)查，美國有580萬人患心力衰竭，全球更是有約2%的成年人飽受此病困擾。
在發(fā)達(dá)國家，心力衰竭是人們?nèi)朐褐委煹念^號病因，尤其常見于65歲以上的老人。并且，雖然心力衰竭的治療本身并不昂貴，但由于需要住院，總體治療成本卻很高。美國每年在心力衰竭上的治療成本，已超350億美元。更糟的是，美國1/4的住院患者在30天內(nèi)再次住院，1/2的患者需在6個月內(nèi)再次住院。
最初，賓大醫(yī)學(xué)院心力衰竭和移植計劃的醫(yī)療總監(jiān)Dr.Lee Goldberg，出于希望盡早發(fā)現(xiàn)潛在心力衰竭患者的目的，對數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊提出了一個很簡單的要求：能否標(biāo)記出曾經(jīng)因心力衰竭而住院的患者？結(jié)果，數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊表示：我們能做到的不止這個。
比如，有一部分潛在的心力衰竭患者，第一次就診時因其他疾病來到醫(yī)院，這部分未被診斷出心力衰竭相關(guān)癥狀的患者，在發(fā)生心力衰竭再次就診時，通常而言，住院時間更長，醫(yī)療花費更高。
而在部署Penn Signals這一預(yù)測模型后，臨床團(tuán)隊可準(zhǔn)確估測醫(yī)院內(nèi)或醫(yī)院之間心力衰竭患者的數(shù)量和分布情況：他們可識別出約20%～30%之前標(biāo)準(zhǔn)診斷工具無法識別的心力衰竭患者，并指導(dǎo)這些患者自行調(diào)理病狀，從而大幅降低再次住院率。
Dr.Goldberg表示，資源有限是常態(tài)，Penn Signals是幫助我們醫(yī)生識別患者群體并應(yīng)用合適資源的大好機(jī)會。
對臨床醫(yī)生即時提示，實現(xiàn)雙向成效
Penn Signals這一神奇的平臺，首先可以實現(xiàn)即時預(yù)警，即根據(jù)患者位置、值班人員信息等，向特定的醫(yī)療機(jī)構(gòu)發(fā)送安全的手機(jī)短信預(yù)警，其中包含患者位置和臨床信息，方便醫(yī)療機(jī)構(gòu)判斷預(yù)警是否相關(guān)，以及患者需要的救助類型。
Dr.Goldberg展示了自己的手機(jī)，我們臨床醫(yī)生查看這些提示后，可以使用標(biāo)簽進(jìn)行回應(yīng)，或與整個團(tuán)隊進(jìn)行溝通。
其次，這一平臺可以根據(jù)電子病歷系統(tǒng)中的工作流程，識別病情嚴(yán)重的患者，實現(xiàn)自動化任務(wù)列表。
第三，Penn Signals的情況儀表盤，可報告護(hù)理情況，以及如何降低再次住院率、如何改善患者的生命質(zhì)量等。
至此，賓大醫(yī)學(xué)院實現(xiàn)了雙向成效：對臨床醫(yī)生而言，他們可以根據(jù)醫(yī)學(xué)知識，指定觀測和收集的數(shù)據(jù)變量，臨床科研有了新路徑；對數(shù)據(jù)專家而言，他們可以根據(jù)事實和技術(shù)，發(fā)掘到更多相關(guān)變量，對臨床預(yù)測和科研提供更有力的支持。
可擴(kuò)展的開源平臺，打破信息孤島
到此為止，只是Penn Signals在賓大醫(yī)學(xué)院院內(nèi)的成功試點，如何使之具備可復(fù)制性，能兼容不同的IT系統(tǒng)，在保證患者信息安全的前提下，打通各醫(yī)療機(jī)構(gòu)間的信息孤島？
賓大醫(yī)學(xué)院希望基于開源技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)提出一種最佳的解決方案。于是，可信分析平臺（TAP）進(jìn)入了他們的視野。
TAP作為一種可擴(kuò)展的開源平臺，不僅兼容各基礎(chǔ)設(shè)施和平臺，更大的優(yōu)勢在于，其對臨床科研的天然助力：能幫助數(shù)據(jù)專家快速試用各種想法，從中找出最可行的方案。
比如在觀察降低再次住院率時，數(shù)據(jù)專家能跟蹤算法的準(zhǔn)確性，并在發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)確性下降時及時修改算法，從而加快迭代速度。由此，TAP能為臨床醫(yī)生和數(shù)據(jù)專家提供一個高質(zhì)的開發(fā)與測試環(huán)境。
現(xiàn)在，賓大醫(yī)學(xué)院正研究將TAP用于與英特爾的聯(lián)合項目中。英特爾根據(jù)藥物治療方案，使用TAP對患者進(jìn)行表型分析，或?qū)颊叩募膊∵M(jìn)行分類。
仍以心力衰竭為例，英特爾與賓大醫(yī)學(xué)院密切合作，使用TAP分析工具，將心力衰竭患者的藥物治療歷史作為額外的預(yù)測依據(jù)，充分利用每位患者住院前和住院間的藥物治療數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
最終，該項目成功幫助賓大醫(yī)學(xué)院提升了這類患者出院后30～90天內(nèi)再次住院的預(yù)測能力約15%，進(jìn)而幫助醫(yī)院有針對性地管理患者，避免再次住院。
