【公共数据库详解】INSPIRE：一个围术期医学研究数据库

INSPIRE围术期数据库 v1.4.2 版本已完成平台全量适配，即日起正式上线提供服务。 公众号：医咖会

INSPIRE数据库是一个面向围术期医学领域的公开研究数据库，涵盖韩国首尔大学医院2011年至2020年十年间约13万例外科手术。

该数据库内容丰富，包括患者特征，如年龄、性别、身体状况分级、诊断、手术操作代码、科室和麻醉类型。收录了手术室、普通病房和重症监护室（ICU）的生命体征数据，入院前六个月至出院后六个月的检验结果，以及住院期间的用药记录。并发症相关指标包括住院总时长、ICU停留时长和院内死亡。

借助INSPIRE数据库，研究者可以研究术后罕见结局，探索风险因素，利用诊断、检验结果、生命体征和用药等广泛的围术期数据，建立与手术预后相关的模型。该数据库的首要目标是促进新型预测模型的开发，也可以为已有模型提供外部验证资源。

医咖会联合科研伙伴推出了一个大数据中心平台，平台对13个公共数据库的数据进行了清洗和结构化处理，方便研究者们进行研究分析。近期INSPIRE围术期数据库 v1.4.2 正式上线：

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以下内容整理自INSPIRE数据库创建方在2024年所发布的文献[1]，对INSPIRE做了非常详细的介绍。

患者特征

INSPIRE的全称是INformative Surgical Patient dataset for Innovative Research Environment。

该数据库包含2011年1月至2020年12月期间在首尔大学医院（SNUH）接受全身麻醉、椎管内麻醉、区域麻醉或监测麻醉管理下手术的所有患者。排除了手术当日年龄小于18岁或大于90岁的患者、以及拒绝公开其住院信息或的患者。根据数据审查委员会（DRB）的决定，随机排除了50%的患者，构成了可公开发布的数据集（图1）。

图1. 参与者纳入流程图

队列的基线特征见表1。

表1. INSPIRE数据库的患者特征

数据采集

手术与麻醉相关变量、诊断、生命体征、检验结果，以及药物处方和给药记录，均从首尔大学医院临床数据仓库中提取。

患者生命体征和手术室内麻醉机设置由麻醉记录系统每隔1分钟自动记录一次。麻醉记录还包括尿量、预估失血量、输注液体或血制品量、药物以及特殊监测设备（如脑电双频指数或肺动脉导管）数值的手工录入，均以自由文本形式存储。

患者在ICU期间，各项参数按每小时一次或由主治医生指定的时间间隔进行记录。这些参数包括生命体征、尿量、格拉斯哥昏迷评分和呼吸机相关指标。生命体征和呼吸机来源变量通过与各类设备进行数字通信获取，且允许手动修改。对于连续性肾脏替代治疗（CRRT）、体外膜肺氧合（ECMO）或主动脉内球囊反搏（IABP）等额外生命支持设备的数值，每4~8小时以自由文本形式记录一次，并转换为二分类变量。

患者在普通病房期间，根据医嘱每天测量和记录生命体征4~6次。诊断按ICD-10-CM进行编码。手术名称从手术记录和向保险公团申报的结算数据中提取，以自由文本形式呈现。

数据处理

除手术相关变量外，所有其他变量，如检验结果、生命体征、诊断和用药记录，均提取每次手术前后各90天内测量的数值。实验室数据包括动脉血气分析、血细胞计数、肝肾功能检查、凝血功能检查、糖化血红蛋白、乳酸和心肌酶谱。检验结果中带有“已复检”、“凝血”或“稀释”等特殊备注的条目予以剔除。

所有生命体征、检验结果以及呼吸机、CRRT、ECMO和IABP等特殊设备的使用情况，均按5分钟的最大分辨率取中位数进行汇总。CRRT、ECMO和IABP的使用以至少有一条自动记录的与这些设备相关的临床观察记录为判定依据；机械通气的使用则以存在相关临床观察记录（如设定的PEEP或FiO2值，或格拉斯哥昏迷评分中文字录入“E”或“T”）为判定依据。

数据详情

INSPIRE数据集在PhysioNet上公开发布（https://physionet.org/content/inspire）。该数据集包含七个数据表，各表之间可通过subject_id进行关联。一个subject_id可对应一个或多个hadm_id，一个hadm_id可对应一个或多个op_id。数据集的结构很大程度上借鉴了MIMIC数据库。

手术（Operations）表

手术表包含与手术相关的变量，具体包括手术时的人口学特征、手术或麻醉时间（opstart_time、opend_time、anstart_time、aneend_time）、以ICD-10-PCS前四位字符表示的手术类型（icd10_pcs）、麻醉类型（antype）、体外循环相关变量、术后是否入住ICU及出入ICU时间，以及是否院内死亡。

手术时的年龄中位数为60岁（IQR：45–70）。大多数患者（88%）的ASA-PS分级为1或2级，约10%为急诊手术。从手术科室来看，普外科占比最高（26.5%），其次为骨科（13.3%）。术后入住ICU和院内死亡分别发生在14,971例（11.4%）和1,581例（1.21%）手术中。

诊断（Diagnosis）表

诊断表收录了医生以ICD-10-CM编码形式申报的所有诊断，时间范围从零时点（time 0）前6个月至最后一次手术后出院，但排除了部分预先界定的敏感诊断。表中仅提供ICD-10-CM编码的前三位数字及诊断的相对时间。

生命体征（Vitals）表

生命体征表收录了术中的所有生命体征、尿量、液体输入量、预估失血量、麻醉机设置（如氧气吸入流量、麻醉气体浓度）以及呼吸机参数（如潮气量、吸气峰压）。特殊监测设备测得的变量，如脑电双频指数和局部脑氧饱和度，也包含在内。所有变量均与subject_id和op_id对应，以不带单位的值呈现，并附有间隔5分钟的记录时间。各参数的具体标签列于parameters表中。

心率、呼吸频率、外周血氧饱和度等多数生命体征在绝大多数手术中均有记录，而特殊设备监测的变量仅见于部分手术病例。其中，脑电双频指数可获取的病例为65,236例（占49.8%），局部脑氧饱和度可获取的病例为205例（占0.16%）。

病房生命体征（Ward_vitals）表

生命体征表收录的是术中数据，而病房生命体征表则包含手术室外测量的生命体征。时间范围从零时点前6个月至最后一次手术后出院，期间所有测量的生命体征均纳入其中。记录时间以5分钟为间隔，对短于5分钟间隔测量的变量，采用中位数进行填补。各参数的具体标签列于parameters表中。

在额外生命支持设备方面，围术期使用ECMO、IABP和CRRT的患者分别有166例（占0.17%）、180例（占0.18%）和855例（占0.86%）。

实验室检查（Labs）表

预先定义的实验室变量收录于实验室检查表中，包含检验数值和记录时间。检验结果的时间范围从零时点前6个月至最后一次出院后6个月。各参数的具体标签列于parameters表中。

由于该机构常规术前评估包括术前6个月内的血细胞计数、肝肾功能检查和凝血功能检查，因此大部分病例均有相关检验数据。术中的检验主要为动脉血气分析的床旁即时检测，仅限于置有动脉导管的患者，两次检测之间的最长间隔为2小时。

用药（Medications）表

用药表包含从零时点前6个月至最后一次出院期间的给药数据。表中收录的信息包括：subject_id、给药时间（chart_time）、药物名称（成分名，drug_name）以及给药途径（route）。普通病房中输注的平衡晶体液、生理盐水或葡萄糖溶液等液体不包含在内。为避免通过罕见用药造成再识别风险，化疗药、免疫治疗药、研究用药物以及给药人数少于100例的药物均予以排除。

最终，共记录99,807例患者的9,926,795次用药，涉及1,376种药物与给药途径的组合，涵盖1,238种不同药物。

参数（Parameters）表

参数表提供了实验室检查、生命体征和病房生命体征表中各参数所对应的物理单位及可读性描述。

参考文献：1. Sci Data. 2024 Jun 21;11:655. doi: 10.1038/s41597-024-03517-4

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