生物樣本庫的臨床信息整合探討

郭愛華，陳暢，馬蓓穎，唐中華，倪盛興，何毅，傅啟華，金燕樑，江帆，王偉，劉世建

轉化醫學是近年來國際醫學健康領域日漸崛起的一門新興學科[1]，倡導以患者為中心，強調基礎研究人員與臨床醫生的密切合作，以提高醫療總體水平。來源于醫院患者的生物樣本庫是開展轉化醫學研究的重要基礎[2]，其中生物樣本的臨床信息作為臨床生物樣本庫的重要組成部分，更是為轉化醫學研究提供主要支撐。然而臨床生物樣本數據量龐大且非結構化，分布較為分散，如何從海量的臨床數據中提取出可用信息，并與生物樣本本身信息進行關聯，形成臨床數據與生物樣本有效結合的樣本庫，是從事轉化醫學研究亟待解決的問題。生物樣本庫臨床信息的有效整合，在提高樣本信息使用率的同時也為臨床數據分析提供便利。

1 生物樣本庫臨床信息數據整合的必要性

目前國內轉化醫學研究處于起步階段，尤其是基于臨床的研究，需要進一步開展蛋白質組學、基因組學、分子遺傳學等轉化研究，這都離不開來源于臨床的生物樣本。轉化醫學研究人員應與臨床醫生緊密協作，將臨床和基礎研究結合，共同開展實驗研究。

然而目前的樣本臨床信息數據缺乏統一標準，樣本信息的采集和管理也缺乏規范化的操作流程。因此迫切需要建立標準的臨床樣本及臨床信息數據的采集、管理規范。通過建立臨床藥物試驗樣本庫、立項課題樣本庫、組織樣本庫等，配備標準儲藏設備，規劃獨立存儲區域，制定樣本庫管理的相關制度和規范化的流程，使用樣本庫信息化管理軟件，為進一步進行科研工作提供強大支撐[3]。

目前很多生物樣本庫已有的臨床信息大多不完整，僅包含基本信息，如姓名、性別、年齡、臨床診斷等，其他臨床數據往往分散。研究人員在使用樣本時，往往需要重新查閱病歷或者電話隨訪。目前醫院臨床數據普遍為非結構化或半結構化狀態，且醫院所采用的信息化系統缺乏兼容性，數據結構不統一，同一患者的數據存儲在不同系統中，這種情況下想重新搜集患者臨床信息不但費時費力，且往往很難搜集完整。因此建立統一的樣本采集標準，將分散的臨床樣本信息進行整合是非常必要的。

2 臨床生物樣本庫信息數據庫的建立

2.1 生物樣本庫信息系統的安裝

對于樣本庫而言，樣本信息是樣本的重要組成部分，也是衡量樣本質量的重要指標，因此需要使用專業的樣本庫管理系統進行管理。上海兒童醫學中心使用美國 RuRo 公司FreezerPRO 企業版樣本庫管理系統，此系統安裝于我院信息中心的服務器中，實行每日定時備份，以保證數據的安全。

2.2 臨床生物樣本信息數據的收集

以我院小兒先天性心臟病為例，對簽署知情同意書的患兒家屬進行流行病學問卷調查，此調查除基本信息外還包括孕期其父母健康狀況、生活習慣、居住與工作環境，以及相關遺傳病等。

2.3 臨床生物樣本信息數據的整合

在樣本入庫的同時，將樣本配套的基礎信息、調查問卷信息錄入生物樣本庫信息管理系統（BIS），再通過基礎信息中門診號或住院號作為關聯，將醫院門診及住院信息系統（HIS）、檢驗信息系統（LIS）、影像歸檔與傳輸系統（PACS）中的關鍵數據整合到生物樣本庫信息管理系統（BIS）（圖1），為后續研究利用提供完整的信息[4-5]。

3 臨床生物樣本庫信息數據庫整合的技術路線

3.1 生物樣本庫信息管理系統信息收集

根據流行病學調查設計的要求收集常規樣本所需要的信息，收集后將有關信息輸入系統內，以便為整合所有信息做鋪墊。

3.2 系統之間的接口設計

醫院門診信息管理系統及住院信息系統（HIS）方面增加 BIS 提交患者信息申請單的功能，HIS 系統根據患者信息申請單傳送患者所申請信息到 BIS 系統中，BIS 系統同時增加查看患者申請信息的功能，并接收 HIS 處理完成的信息申請報告單。在檢驗信息系統（LIS）方面，數據維護將 LIS 數據與 HIS 數據進行代碼對應。主要將 BIS 中需要而 HIS 和 LIS 目前沒有的項目及項目代碼添加到 HIS和 LIS 中，并將 BIS、LIS 與 HIS 中不一致的項目代碼進行修改使其保持一致。另外，由于 LIS 端需要根據接收到的 BIS 數據申請單來進行對照，對照工作必須做到準確無誤，否則會導致 BIS 接收 HIS 和 LIS 信息失敗。在影像歸檔與傳輸系統（PACS）方面，當樣本準確錄入 BIS 后，BIS 系統會自動發送影像檢查申請單至 PACS，PACS 也會將各種檢查項目報告寫入 BIS 數據庫，如平片、CT、核磁共振和超聲報告等。藥物信息系統（DIS）方面，以門診號作為關聯，DIS 系統將患者使用的藥品名稱、規格、劑量、給藥途徑等寫入 BIS 數據庫，必要時也可導出相關患者藥物數據。

圖1 系統信息數據交換圖（BIS：生物樣本庫信息管理系統；LIS：檢驗信息系統；HIS：門診及住院信息管理系統；PACS：影像歸檔與傳輸系統）

3.3 數據系統連通的方式

可以采用條形碼、住院號或者門診號的方式。在進行患者樣本收集處理后，患者樣本信息保存于生物樣本信息系統時，對每個樣本進行編碼設置，編碼中包括患者的門診號，以此號碼為關聯，BIS 系統會自動從醫院信息系統中抽取相關患者的臨床數據，之后在整合的四個系統中可以對相應的信息進行查詢，如檢驗報告、用藥記錄、就診科室、門診診斷、影像報告等，并且以鏈接方式添加到 BIS 系統中，方便用戶直接通過 BIS 系統點擊鏈接查看相應的患者信息，也可根據需要將有關數據輸出為數據庫文件格式進行處理分析，這樣做可盡可能地避免手動輸入錯誤[6]。

4 樣本的使用與信息的搜索

生物樣本庫信息整合過程的核心是合并 BIS 中的數據與醫院各系統中的數據，并在需要使用樣本時按照不同的搜索條件將其檢索出來[7]。我院與微軟公司共同開發一款信息整合系統 Microsoft Amalga，此系統可與 BIS 數據庫相關聯，只需在樣本庫系統中點擊唯一識別號，便可直接跳轉進此系統查看患者更多的臨床信息，如化驗結果、影像報告、用藥記錄等。也可使用系統中任意一項數據來搜索符合條件的樣本，比如搜索一批肺炎支原體檢測為陽性的肺炎患者，只需在搜索框中選擇“診斷=肺炎、肺炎支原體=陽性”，點擊搜索后，會出現三部分樣本的數據，一部分為只是單純的肺炎樣本，另一部分為支原體陽性的樣本，而它們的交集則是同時符合兩項條件的支原體檢測陽性的肺炎樣本的信息。這樣做最大程度地方便了信息的搜索和樣本的使用。如今，將樣本信息整合在一起以滿足研究的需要已經引起樣本庫相關機構越來越大的興趣，建立虛擬的生物網絡，可從醫院各系統中將患者信息整合。在未來，這種設計的整合系統可有效地幫助科學研究樣本與數據更廣泛的交流[8]。

轉化醫學一直是近年來國際醫學健康領域的熱門研究方向，生物樣本庫更是開展轉化醫學研究的重要基礎，建立高質量的生物樣本庫，大規模、高效地搜集和利用生物樣本，通過整合獲得更加完整、全面的生物樣本信息數據，對于提高科研效率具有極大的幫助。如今很多醫院的生物樣本庫普遍存在信息分散、非結構化的問題，本研究通過整合生物樣本相關的各類臨床數據，按照信息的產生順序理順信息的流動，使產生的信息完整，極大便利了臨床及轉化醫學研究，提高了研究的效率和信息的完整性，尤其對課題需要開展前瞻性隊列研究的信息收集和隨訪起到了關鍵作用，為隊列研究開展奠定重要基礎。

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