麻省理工学院开发的医疗数据库如何演变为全球数据共享标准
PhysioNet平台25年前成立,基于MIT 1970年代的系统,已成为最全面的生物医学和临床数据存储库之一。最初的心电图磁带邮寄演变为互联网FTP服务器,如今托管数百个数据库,去年超过15,000篇科学论文引用,用户来自180多个国家。该平台降低了研究门槛,促进高风险想法实现,并在医疗AI领域发挥基石作用。
在云计算普及之前,医学研究人员要获取关键临床数据并开展合作面临着巨大障碍。数据分散且难以分发,研究者只能自行收集,这不仅增加了成本,也使跨数据集比较变得困难。
1975年,麻省理工学院(MIT)与波士顿贝斯以色列医院的心律失常研究人员构想了一种新方式:他们开始收集并数字化心电图记录,不仅用于自身研究,还计划提供给更广泛的研究社区。团队自建计算机,逐一复制磁带,为记录创建了超过10万个注释。整个过程耗时数年,但到1980年夏天,磁带终于准备就绪。起初他们预期只有不到12个学术和工业团体使用,但兴趣持续涌入,接下来的十年里他们寄出了约100份拷贝。
这些数据最终成为全球平台PhysioNet的首个数据库。PhysioNet于1999年在哈佛-MIT健康科学与技术项目中创立,是一个存储复杂生理信号的临床数据仓库。在当时,这种数据共享方式几乎是革命性的。MIT医学工程与科学研究所副主任Thomas Heldt表示:“PhysioNet的建立极具远见。”
从邮寄磁带发展到刻录光盘,再到如今通过互联网FTP服务器传输,PhysioNet已走过25年。平台如今托管数百个数据库,成为现有最全面的生物医学和临床数据存储库之一。去年,超过15,000篇科学出版物引用了PhysioNet,来自180多个国家的用户注册使用。Heldt说:“研究影响非常显著,令人谦卑。”
2009年左右,博士生Tom Pollard在伦敦一家医院研究危重病人,需要数据完成论文。他发现PhysioNet托管的MIMIC数据库(重症监护医疗信息集市),随后访问MIT并合作。MIMIC成为他论文的核心,之后他加入MIT帮助构建下一代数据库。Pollard指出,学术激励长期偏向发表和独家分析,而PhysioNet的创始人拥抱了不同的模式,相信共享研究资源能加速发现并改善人类健康。
PhysioNet的联合创始人Roger Mark和George Moody今年荣获IEEE生物医学工程奖,表彰他们在心电图信号处理和全球传播经过整理的生物医学及临床数据库方面的领导力。平台的源代码像许多数据一样公开。随着时间推移,PhysioNet社区从信号处理和心血管健康扩展到临床信息学、重症监护和医疗机器学习。
AI热潮中,PhysioNet从主要面向生物医学信号处理领域转变为电子健康记录、影像数据、软件和AI模型的来源。Google DeepMind研究员Vivek Natarajan表示:“PhysioNet拥有医疗AI研究最高质量的数据集,它催化了过去十年医疗AI的所有进步。”加州大学伯克利分校副教授Ziad Obermeyer强调,PhysioNet降低了尝试雄心勃勃想法的固定成本,改变了科学可能性。
展望未来,平台管理者计划通过年度会议扩大影响力,并试点新系统让用户注释数据和贡献专业知识。Pollard说:“现在的研究需要跨学科合作,社区已经扩大,AI的进步拓展了研究者可以解决的问题和他们对可能性的认知。”