解决方案:标准化数据采集平台构建及在临床试验数据质量控制的应用

　　解决方案:标准化数据采集平台构建及在临床试验数据质量控制的应用

　　资料来源：临床药理学 2016, 21(12):1384-1388

　　收到日期：2016-08-30

　　［摘要］规范、完整的试验数据是临床试验进行统计分析的前提，也是临床试验结果真实可信的有力保证。目前电子数据采集系统（EDC）以其优化试验设计、保证数据真实可靠、控制试验成本和风险等优势，受到国内临床试验数据管理行业的高度重视。但是，仍然存在数据采集

规范化和不足的问题。问题。本文以基于ClinCapture二次开发的药物临床试验数据采集平台eClinicaXY为例，说明标准化数据采集平台的架构设计，符合标准，

　　［关键词］临床试验；数据采集​​平台；标准化; 数据质量控制

　　临床试验数据管理的目的是通过严格的质量控制获得完整可靠的临床研究数据，然后通过科学严谨的统计分析来确定研究治疗的有效性和安全性。目前，我国临床试验数据规范化管理尚处于发展阶段，数据和执行过程质量控制不足与临床研究整体统一规范化要求之间的矛盾尚未充分显现[ l]，这使得试验数据的解释和异常数据的验证往往具有一定的延迟性和局部性，无谓地增加了数据清理审查周期和试验结果的不确定性。

　　电子数据采集系统（electronic data capture，EDC）是一个适用于临床试验数据采集、传输和管理的软件平台，包括活动策划和用户沟通程序。据统计，EDC平均可以同时筛选81.3%的数据查询，将整个试验的成本降低60%以上[2-3]。自2015年CFDA开展药物临床试验自查和2016年发布《临床试验电子数据采集技术指导原则》以来，标准化的数据采集平台可对关键数据节点进行协同、有计划的跟踪监控。临床试验。引起我国医药行业的重视。这项研究采用 eClinicaXY，

　　1 数据采集平台架构设计

　　eClinicaXY是基于GNU LGPL协议，基于开源电子数据采集系统ClinCapture二次编译开发的药物临床试验数据采集平台。它集成了临床数据交换标准联盟（CDISC）和电子通用技术文档（Electronic Common Technical Document，eCID）等临床试验标准化数据结构和操作痕迹快速检查等技术，并使用SpagoBI作为数据的辅助工具报告和显示。

　　eClinicaXY 构建为基于平台的软件操作模型（SaaS，软件即服务）。它采用不同临床试验项目共享标准数据结构但具有独立模式的模式，将不同的试验项目分配给各个运行实例[4]，以满足不同临床试验的需要。测试项目方案异构，测试数据均满足统一报送标准要求。整体数据服务框架由交互表现层、应用业务层和支撑环境层组成。采用基于B/S的MVC架构模式设计，使用HITP/HITPS作为传输协议，Oracle高可用数据库作为数据存储方案。数据采集​​平台采用JQuery+Ajax技术构建实时数据交互系统，通过页面并行请求、异步响应、局部更新等方式在浏览器中实时跟踪监控多中心整体测试过程[5] . 与授权的后端数据库交互。平台层次*敏*感*词*如图1所示。

　　交互表现层：位于系统框架的顶层，采用HTML5、JSP等技术接收和展示用户输入和自动生成的外部数据，为用户提供交互的Web界面；

　　应用业务层：位于交互表现层和支撑环境层之间，负责系统业务处理和逻辑功能实现，根据临床试验执行需求，封装业务功能单元并将各功能模块动态耦合成一个整体框架，进行数据传输，映射的作用，同时具有水平可扩展性[6]；

　　支撑环境层：位于系统框架的最底层，主要负责支撑数据平台的稳定运行和数据库访问。

　　此外，XML（eXtensibleMarkupLanguage，可扩展标记语言）由于其支持异构数据和语义的自解释能力而被用于数据存储和传输[7]。利用XML文档的特性，将其与关系型数据库相结合，即可以在不改变原有数据标准结构的情况下，满足支持异构数据集合弹性扩展的需求。

　　2 符合相关法规和行业标准

　　目前临床试验的设计和实施大多采用各家公司惯用的方案和数据标准，这使得各试验项目的执行标准、验证规则和业务数据规范各不相同，导致数据采集

不全、同义数据多样化表达式[8]。eClinicaXY数据采集平台采用FDA推荐的标准数据结构和验证规则作为基础数据框架，同时融合了国家药监部门的相关规定和行业标准要求，确保采集、报送和整个临床试验数据的存储都是“标准化”、“统一”的。

　　2.1 临床数据交换标准（CDISC）

　　CDISC 标准由临床数据交换标准协会制定，作为临床试验数据和元数据交换、提交和存档的行业标准。表模型（SDTM）、分析数据模型（ADaM）等部分。CDISC规定了统一的临床试验数据框架和元数据[9]。例如AE表示不良事件域，其中包括AETERM（不良事件报告术语）、AEBODSYS（身体系统或器官分类）、AESER（严重不良事件）、AEREL（因果关系）等固定数据字段，每个数据字段是七元组（变量名、描述性变量标签、数据类型、受控术语集或数据格式、变量来源、变量作用、注释）。目前，CDISC已被FDA、EMEA等推荐。

　　

" />

　　2.2 ICH 国际医学术语词典 (MedDRA) 术语

　　MedDRA 术语集是由 ICH 开发的用于医疗产品文档编制和安全监测的标准术语集。常用于药物临床试验中不良事件的标准化编码，包括五级系统器官分类、高级组术语、高级术语、首选术语和低级术语结构[10]。eClinicaXY 数据采集平台整合了我

　　2.3 WHO 药物编码词典 (WHODDE)

　　WHODDE是世界卫生组织开发的用于编码、分析和报告临床试验中的药物信息和药物安全数据的分级药物编码系统。eClinicaXY数据采集平台借鉴了WHO DDE中药物术语的命名和编码，并将其整合到数据库中，作为受试者联合用药的参考术语。

　　此外，eClinicaXY数据采集平台的建设也符合21CFRPartll中的电子记录和电子签名、FDA《计算机系统在临床试验中的应用技术指南》中的数据安全和追溯检查，以及CFDA“临床试验电子数据采集技术”。《指导原则》、《药物临床试验质量管理规范》（GCP）和HL7等国家和行业对电子化临床试验的法规要求。

　　3 数据采集平台模块框架

　　随着信息技术的进步和物联网的发展，临床电子数据采集已经从最初的单一数据库软件发展成为以中心服务器为核心、智能终端辅助数据采集的多层次网络化数据采集系统识别和处理。在此基础上，根据需要衍生出中央随机化、交互式网络反应（IVRS）、电子踪迹检查、定制化报告等功能[11]。eClinicaXY数据采集平台结合现阶段电子化数据采集的主流趋势，主要收录

以下功能模块：

　　3.1 研究项目/测试中心设计模块

　　(1) 可以严格设置试验类型、研究项目阶段、方案验证/IRB批准日期、受试者特征等；(2) 可以通过jQuery语句设置受试者验证条件，系统会在每个受试者入组时进行检查，自检是否符合进/出条件，避免误入群；(3)自定义是否允许动态提问、SDV查询、行政编辑、CRF和文本评价；(4) 通过用户级别、用户类型、用户角色设置多级访问权限，保证用户处于满足功能需求的工作域。

　　3.2 主题/研究事件分配模块

　　(1) 基于Ran第三方接口的受试者随机化可根据实验设计选择基于盲表的中心/中心随机化或动态随机化算法；统计、动态或自定义分组，受试者可根据测试计划按单组或多组权重得到不同的预测；(3) 根据符合CDSIC数据采集域的eCRF模板文件生成研究事件，将所有研究事件分解为计划、计划外和普通三种类型，每个事件分配到相应的随访时间点以形成整体测试流程。

　　3.3 数据采集与管理模块

　　该模块包括数据提交、数据监控与管理、数据提取三个部分。可以实现（1）根据计划执行时间流创建受试者数据录入列表，根据不同受试者的实验阶段进行时间点对应操作；(2) 创建MedDRA、WHODDE术语编码和兼容的药物词典资源，并在测试数据生成时完成术语表达标准化；(3) 以XML标准格式编辑数据校验规则，从数据质量和逻辑角度实时校验数据流的可靠性和时序准确性；(4) 集成源数据验证（SDV）、标注和查询管理，从多角色层面保证测试数据的真实性、准确性和完整性；

　　3.4 测试结果上报模块

　　(1) 以仪表板和交互图表的形式实时展示各阶段研究事件的完成情况和数据分布；(2) 可对接SpagoBI智能商务BI套件，发起人和项目主管可以在不导出测试数据的前提下，通过数据图表实时跟踪研究项目的进度，以及及早发现试验异常操作、受试者不良事件、异常数据或异常趋势的数据；(3) 数据可按需求自定义导出，简化统计分析数据的确定和提交数据的整合；(4) 生成多种格式（PDF/SAS/EXCEL/SPSS/TXT）的主题病例报告数据和带注释的CRF（annotatedCRF），

　　4 执行技术路线

　　eClinicaXY数据采集平台以研究事件（如个体特征、实验室检测等）为数据采集域单元，将整个临床试验分解为时序性的时间节点关键点，其中研究事件由eCRF模板自动生成基于 CDASH 标准的文件。它分为三类：与时间相关的重复事件、与时间相关的独立事件和累积事件。每个研究事件都伴随着特定的 XML 检查验证规则。系统根据临床试验执行流程，将各个研究项目安排到相应的执行时间点，通过特定的“时间窗-研究事件”顺序组合模式构建电子化临床试验流程。

　　eClinicaXY数据采集平台临床试验实施技术路线可分为以下几个步骤：（1）项目设置，项目管理员设置研究项目的详细信息、受试者的进入条件和分组、项目参数等. 根据具体的临床试验方案，数据管理员根据方案CRF和数据管理计划编写eCRF源文件和XML数据验证文件，并以同名配对的形式导入系统。项目管理员将生成的研究事件组合成试执行流程，在系统内通过技术测试和小规模验收后，将研究项目的状态设置为“有效”；(2) 受试者被录取，并且每个中心都会将测试人员的信息输入到系统中。筛选完成后，系统会根据预先设定的测试类型和随机化方式，自动为受试者分配一个唯一标识符（SUBJID）。——“优旭药包材号”盲联的药号分离方式，保证试验盲联的顺利实施；(3)试验数据的录入，研究者或CRC将根据各受试者的试验进度分离产生的研究数据。相应的数据录入以复式录入的形式录入。如果第一次录入有逻辑错误或第二次录入与第一次录入不一致时，会触发预设的校验条件，并在数据保存前提醒操作人员，循环往复，直到所有数据都通过验证。如有疑问，可随时通过互动回复系统向研究人员提问；(4) 数据导出，当最后一个受试者完成试验后仍有疑问时，数据管理员可以根据数据库锁定列表锁定数据库，按照CDISCODM格式的试验计划导出受试者数据，然后分段并由统计程序员重新组装成统计分析数据集和提交数据集。整体执行技术路线如图2所示。数据管理员可以根据数据库锁定列表锁定数据库，按照CDISCODM格式的试验计划导出受试者数据，由统计程序员将数据切分重组为统计分析数据集和提交数据集。整体执行技术路线如图2所示。数据管理员可以根据数据库锁定列表锁定数据库，按照CDISCODM格式的试验计划导出受试者数据，由统计程序员将数据切分重组为统计分析数据集和提交数据集。整体执行技术路线如图2所示。

　　5 优势特点及实现效果

　　

　　通过构建符合国家相关法规和行业标准的质量控制体系，将整体临床试验按计划划分节点要素，建立严谨一致的验证文件，不仅可以缩短数据清洗周期，确保测试数据真实完整。前提下及早发现异常或有异常趋势的数据 当前临床试验数据质量问题主要体现在转录错误、不完整、安全性不够、语义表达支离破碎[12]。标准化的数据采集平台可以最大程度避免上述问题，保证ALCOA+数据质量控制原则（归因于易读性、同步性、原创性、准确性、完整性、

　　5.1 数据完整性和真实性验证

　　以纸质CRF为数据媒介的传统临床试验最大的弊端是只有参与者自觉遵守GCP指南才能保证试验数据的完整性和真实性，无法对数据及相关文件的访问和修改进行有效检查并被追踪。标准化数据采集平台基于CDISC数据框架建立通用临床试验数据模型，最大限度匹配临床试验实际产生的数据与需要提交的标准数据。在此基础上，结合标准术语、MedDRA术语词典、XSL模板文档、XML和JQuery验证规则文件，共同构建一个比较健壮的横向数据和纵向数据相结合的eCRF库，

　　此外，标准化的数据采集平台集成了基于身份密码（IBC）的多级用户权限和操作痕迹检查功能。迹检业务对象模型是一个六元组A=(U,S,D,R,VB,VA)，其中U为操作者，S为操作对象，D为操作日期和时间，R为操作目的，VB为更新前值，VA为更新后值，保证测试数据性的安全性和可追溯性。

　　5.2 数据录入验证

　　在药物临床试验中，常有数据录入错误，直到统计分析才发现，如收缩压为80mmHg，舒张压为110nunHg。标准化数据采集平台的数据校验功能可以利用数据库中的函数依赖，进一步定制近似函数依赖作为数据质量规则，降低半结构化数据清洗的复杂度[13-14]。

　　数据校验的主要对象是数据缺失和冗余、事件数据的逻辑一致性、正常值范围和临床意义判断、随机化和方案违背等，根据预先设定的XML校验规则文件，系统进行100%校验在数据录入初期或标准化代码映射入库后，对方案中规定的主要、次要疗效指标和关键安全性指标进行审核。监测到异常数据后，及时对具有相应职责和权限的平台运营者进行警示和审查，并对异常数据的变化情况进行跟踪分析。

　　5,3 总体数据自适应决策

　　临床试验有效性和安全性数据流是一组面板数据序列。实时数据流在数据库中被划分为原创

数据段。标准化映射完成后，根据目标领域固有的统计特征，进一步建立描述其整体分布的可视化。同时，它不断修正当前相关模型与新采集

的数据段的拟合，并探索统计上显着的事件，以分析临床试验的进展并识别数据流中的异常和异常值。回复。通过研究人员从专业角度对异常或特定时间、区间数据进行整体对比，趋势异常或与以往研究数据对比，综合分析，可以及早发现疗效数据的分布趋势和安全性数据异常的发生[15]。在试验数据标准化整合和全面质量控制的总体框架下，对试验实施做出科学严谨的适应性决策（如样本日重估、适应随机化等），提前采取调整措施在保障受试者权益的同时，全面把控临床试验的整体执行质量。

　　6结语

　　真实、完整、可追溯的高质量临床研究数据对检测结果的可靠性和准确性起着至关重要的作用。现代标准的临床试验数据管理不再局限于传统的简单数据录入，还包括严格一致的质量控制措施，以确保数据的标准化和准确性[16]。结合CDISC标准数据框架、MedDRA术语词典、XML和JQuery数据验证文件等标准化文件的模型驱动架构和需求驱动架构的标准化临床试验数据采集平台，不仅具有统一标准化的源数据管理、动态数据编码联动，具有数据异常实时校验、数据安全生命周期可控等优势，并可在临床试验执行过程中实现数据误录的及时纠正、异常数据的早期筛查等功能，协助药企优化质控资源配置，减少因质量管控问题导致的质量管控泛化。传统临床试验数据采集模式中采集、编码、验证的隔离。一个标准化的临床试验数据采集平台，结合协调的组织环境、执行流程、人员配置和管控机制，必将成为未来临床试验数据管理的发展趋势。从而协助药企优化质控资源配置，减少传统临床试验数据采集模式中由于采集、编码、验证各自为政造成的质量管控普遍化。一个标准化的临床试验数据采集平台，结合协调的组织环境、执行流程、人员配置和管控机制，必将成为未来临床试验数据管理的发展趋势。从而协助药企优化质控资源配置，减少传统临床试验数据采集模式中由于采集、编码、验证各自为政造成的质量管控普遍化。一个标准化的临床试验数据采集平台，结合协调的组织环境、执行流程、人员配置和管控机制，必将成为未来临床试验数据管理的发展趋势。

　　参考

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　　官方数据:基于STM32(HAL库)的水质检测(浑浊度、PH值、温度、手机APP显示、wi

　　系统将采集到的浊度、PH值、温度等数据通过wifi发送至手机APP，超过阈值报警。

　　一、硬件材料清单：

　　1、STM32C8T6：控制器

　　2、OLED显示屏：显示传感器采集到的数据

　　3、PH传感器：检测PH值

　　4. TDS传感器：检测浊度

　　5、DS18B02水温传感器：检测温度

　　6. ESP8266：发送数据到手机

　　7、蜂鸣器：超阈值报警

　　二、实物图：

　　3.部分源码：

　　void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定时器中断回调函数

　　{

　　HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);//停止定时器中断

　　静态 uint8_t cot = 0；

　　char temp_a[50] = {0};

　　字符 humidity_a[20] = {0};

　　uint16_t ADC_Value，PH_Value1；

　　双 ADC_ValueFF，PH_Value；

　　char charadc[50]={0};

　　char charph[50]={0};

　　beep_OFF();//关闭蜂鸣器

　　if(flag == 1)//关灯

　　{

　　HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);

　　

" />

　　}

　　else // 开灯

　　{

　　HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);

　　}

　　如果 (htim == (&htim2))

　　{

　　if(cot == 25)//5s发送心跳包

　　{

　　HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)xtb, 2, 200);//发送心跳包

　　cot = 0;//定时器计数归0

　　}

　　温度 = DS18B20_Get_Temperature(); //读取温度值

　　HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)&AD_Value,2); //打开DMA

　　ADC_ValueFF = -865.68*(AD_Value[0]*3.3/4096.0)+3291.3;//通过公式得到浊度值

　　PH_Value = AD_Value[1]*3.3/4096; //获取采集PH值的电压

　　PH_Value = -5.9647*PH_Value+22.255; //通过公式转换为PH值

　　如果（PH_Value=14）PH_Value = 14；//PH值大于14修正为14

　　sprintf(temp_a,"%d.%dC",(int)temperature/10,(((int)temperature)));//将温度转换成字符串格式

　　sprintf(charph,"%.2F",PH_Value); //将PH转换为字符串格式

　　sprintf(charadc,"%.2F",ADC_ValueFF); //将浊度转化为字符串格式

　　发布（（char*）“temp”，（char*）temp_a）；//在手机APP上显示温度

　　释放((char*)"PH",(char*)charph); //在手机APP上显示PH值

　　Release((char*)"浊度",(char*)charadc); //在手机APP上显示浊度

　　OLED_ShowString(0,16,(uint8_t *)"temp:",16,1); //在OLED显示屏上显示温度：

　　OLED_ShowString(40,16,(uint8_t *)temp_a,16,1); //在OLED显示屏上显示温度

　　OLED_ShowString(0,32,(uint8_t *)"PH:",16,1); //在OLED显示屏上显示PH：

　　OLED_ShowString(40,32,(uint8_t *)charph,16,1); //在OLED显示屏上显示pH值

　　

" />

　　OLED_ShowString(0,48,(uint8_t *)"ZD:",16,1); //在OLED显示屏上显示ZD：

　　OLED_ShowString(40,48,(uint8_t *)charadc,16,1); //在OLED显示屏上显示浊度值

　　OLED_刷新(); //刷新OLED显示

　　if((int)(temperature/10)T_MAX)//判断温度是否在设定范围内，蜂鸣器响起

　　{

　　beep_On();//蜂鸣器响起

　　}

　　else if((int)(ADC_ValueFF)TDS_MAX)//判断浊度是否在设定范围内，蜂鸣器响起

　　{

　　beep_On();//蜂鸣器响起

　　}

　　否则如果（（int）（PH_Value）

　　PH_MAX)//判断PH值是否在设定范围内，蜂鸣器响起

　　{

　　beep_On();//蜂鸣器响起

　　}

　　else beep_OFF();//不满足所有条件则关闭蜂鸣器

　　cot++;//定时器计数加1

　　}

　　HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//启动定时器

　　}

　　4、*敏*感*词*：

　　下面是整个项目各个模块的*敏*感*词*：

　　五。更多的：

　　如果想更详细的了解整个项目，可以去b站观看这个视频演示，以下是视频链接：

　　SCM毕业设计：基于stm32的远程水质检测_哔哩哔哩_bilibili

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