基于电子健康记录文本识别眼部受累的带状疱疹眼病:一项基于人群的研究

Text-Based Identification of Herpes Zoster Ophthalmicus With Ocular Involvement in the Electronic Health Record: A Population-Based Study

作者信息Chengyi Zheng, Lina S Sy, Hilary Tanenbaum, Yun Tian, Yi Luo, Bradley Ackerson, Hung Fu Tseng
PMID33575426
发布时间2021-01-03
DOI10.1093/ofid/ofaa652

实验完整度

中

本研究为回顾性队列研究,包含NLP算法开发、验证及大规模队列应用,属于观察性分析,未涉及功能或机制验证。

主要模型

电子健康记录中的临床文本 NLP算法 KPSC成员队列

重点核对

NLP算法的敏感性(94.9%)和特异性(94.2%)需在验证数据集上确认 NLP算法识别眼部HZO与ICD代码识别的差异(9.0% vs 2.3%) 与眼部HZO相关的年龄、性别和种族因素需在队列中验证 NLP算法在区分眼部HZO与非眼部HZO时的准确性需依赖手动图表审查参考标准

摘要

背景 诊断代码不足以准确识别带状疱疹眼病(HZO)。人工审查病历昂贵且耗时,导致缺乏基于人群的HZO数据。 方法 我们进行了一项回顾性队列研究,纳入2010年至2018年间87,673名年龄≥50岁、有新发HZ诊断并伴有相关抗病毒药物处方的患者。我们开发并验证了一种自动化自然语言处理(NLP)算法,用于识别眼部受累的HZO(眼部HZO)。我们比较了HZ患者中NLP识别出的眼部HZO、非眼部HZO和非HZO病例的特征,并确定了HZ患者中与眼部HZO相关的因素。 结果 NLP算法在识别眼部HZO病例方面达到了94.9%的敏感性和94.2%的特异性。在87,673例新发HZ病例中,通过NLP确定为眼部HZO的比例为9.0%(n = 7853),而通过国际疾病分类代码确定为2.3%(n = 1988)。在调整分析中,年龄较大和男性与眼部HZO风险增加相关;与非西班牙裔白人相比,西班牙裔和黑人种族/民族与眼部HZO风险降低相关。 结论 NLP算法具有高准确性,可用于大规模基于人群的研究中识别眼部HZO,避免劳动密集型的图表审查。年龄、性别和种族与HZ患者中的眼部HZO密切相关。在规划带状疱疹疫苗接种时,我们应考虑这些风险因素。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何利用电子健康记录中的非结构化文本数据,自动且准确地识别眼部受累的带状疱疹眼病(眼部HZO),并探索与HZ患者中眼部HZO相关的因素?
核心机制
老年人群中VZV免疫力的年龄依赖性减弱,可能导致眼部HZO的发生比例增加,但具体机制尚未在本文中阐明。
主要证据
在87,673例HZ患者中,NLP算法识别出9.0%为眼部HZO,高于ICD代码的2.3%。年龄≥80岁患者的眼部HZO患病率比50-59岁患者高31%,男性比女性高10%,西班牙裔和黑人比非西班牙裔白人分别低32%和11%。
研究意义
该NLP算法可在大规模基于人群的研究中高效识别眼部HZO,有助于研究眼部HZO的风险因素及预后因素,为带状疱疹疫苗接种规划提供参考。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立训练和验证数据集

为NLP算法的开发和验证提供参考标准。

从EMR中提取临床笔记,随机选择500名患者,由训练有素的研究人员进行手动图表审查,分为训练集(300名)和验证集(200名),并定义病例分类标准。

2

开发规则基础的NLP算法

利用训练数据集开发能够从临床文本中识别眼部HZO的算法。

对临床笔记进行预处理,创建术语表,进行章节、句子和相邻句子级别的搜索,使用关系检测算法识别体征/症状及其相关皮节位置,使用否定和时间关系检测算法排除否定、不确定、历史和未来陈述,并进行后处理以整合结果。

3

验证NLP算法性能

使用验证数据集评估NLP算法识别眼部HZO的性能。

将NLP算法应用于验证数据集,计算敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和似然比,并报告调整性能指标以考虑人群中眼部HZO的患病率。

4

应用NLP算法于大规模队列

在大规模HZ患者队列中应用验证后的NLP算法,以识别眼部HZO病例并比较其与ICD代码识别的差异。

将NLP算法应用于2010-2018年新发HZ且使用抗病毒药物的KPSC成员,处理临床笔记,识别眼部HZO病例,并与ICD代码识别结果进行比较。

5

统计分析风险因素

分析HZ患者中与眼部HZO相关的因素。

比较眼部HZO、非眼部HZO和非HZO HZ患者的特征,使用稳健泊松模型估算与眼部HZO相关的因素,并进行多变量分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
SAS 9.4版本SAS Institute--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
NLP算法开发与验证
NLP算法的具体规则和术语表未在本文中详细说明;临床笔记的处理流程及参考标准定义需从原始来源获取。
阅读提示:Methods中的Algorithm Development和Algorithm Validation部分
队列构建
患者纳入标准:年龄≥50岁,2010-2018年新发HZ诊断,抗病毒药物在诊断前后±7天内;排除标准:前一年有HZ诊断,索引日期前会员资格少于6个月。
阅读提示:Methods中的Algorithm Application部分
统计建模
多变量模型采用逐步回归,具体变量选择标准为入口P=0.05,停留P=0.1;最终模型仅包括有统计学显著性的变量。
阅读提示:Methods中的Statistical Analysis部分和Table 5 notes