如何安全实现REDCap系统的数据录入、存储

耿辉，田国祥，贺海蓉，马茂，王亚军，曾宪涛，吕军

随着多中心临床研究项目的广泛开展，从根本上解决了单中心研究的局限性，参与多中心项目的研究者们相互合作，取长补短，提高了研究项目设计、执行和解释结果的水平，但是面对研究项目中的均一性和减少内部差异等要求，多中心研究增加了偏差的发生几率，应用基于web的临床研究REDCap系统，能够方便、高效、标准化的解决多中心项目研究的数据缺乏均一性和内部差异等问题。

1 多中心临床研究项目中REDCap系统的应用

REDCap是一款网络化的研究数据采集系统，能够快速收集多中心临床研究项目数据，其良好的兼容性和可扩展性，使之成为多中心临床研究不可或缺的标准软件，使用范围已从美国逐渐扩展至全世界。

2013年12月～2014年2月美国学者James W.McDonald等使用REDCap系统60 d内收集780名登山爱好者的问卷，调查研究登山者受伤后寻求医疗护理比例，对其伤害恢复情况进行分析[2]。法洛氏四联症发病率为0.3‰，且需在婴儿时期经外科手术治疗才能存活，美国学者Audrey L. Khoury的团队在2014年利用电话、邮件和网上调查来统计经历法洛氏四联症手术治疗后成年人的生活质量、环境等，判断手术效果及探讨可能的病因，研究中发现利用REDCap系统创建在线调查比其他方式更加可行和高效[3]。Dravet综合征为一种罕见病，其发病率为1/20000～1/40000，为避免单中心研究的片面性，2015年学者Kelly G.等为了解癫痫发作和认知障碍间的差距，对Dravet综合征（婴儿严重肌阵挛性癫痫，SMEI）患儿的照顾者利用REDCap系统进行网络化调查，确定和量化他们对该综合症相关临床症状的认知[4]。从2015年6月～2016年6月，丹麦学者Poulsen从四个不同的医院招募了493例减重和整形患者的横断面样本，患者被要求填写由REDCap系统建立的网络问卷，数据收集涵盖了患者在减肥过程中不同阶段的健康状况和生活质量：减肥手术前及手术后、整形手术前及手术后[5]。2015年美国学者Hinrichs用REDCap系统制作问卷收集变性者和性别不合格患者遇到负面经历时的敏感信息，帮助家庭医生和社区保健诊所对患者做出更好的保健护理[6]。2016年学者Candy用REDCap系统开发问卷调查了南非胰腺导管腺癌（PDAC）患者的相关危险因素和潜在危险因素，有助于评估和制定相关干预措施，为改进潜在可治愈患者的筛选和管理提供依据[7]。鉴于近些年南非结直肠癌发病率不断增加，2016年学者Bebington通过REDCap系统收集了结直肠癌患者的临床记录、患者与医生访谈记录等，并进行统计分析[8]。2016年德国学者Robert Fleischmann等在一项临床减肥随机分组实验研究中证明，采用移动电子化报告比传统纸张报告可节省23%的时间效率[9]。

2 REDCap系统数据的录入及存储

临床研究中，采集数据是最重要的环节，数据及时、规范地采集可明显提高临床研究质量、缩短周期。以往依靠纸质病例报告表（CRF）收集临床研究数据的方式存在采集周期长，环节多，无法保证数据的安全性和可靠性。电子数据采集系统（EDC）在临床研究中的应用，有效弥补了纸质CRF的缺点。REDCap系统是一套适用于临床研究数据采集和传输的网络化EDC系统，可自动生成电子化病例报告表（eCRF）及其数据库。

研究人员配置好REDCap系统并登陆后，可利用系统在线录入患者基本信息及临床研究数据，REDCap系统符合FDA21条PRAT11的要求，针对研究项目的不同阶段要求具有相关权限的人员才能登录系统进行数据查看、录入、更改、维护等工作，确保研究数据的安全性和保密性。系统会自动保留任何数据的更改痕迹，并储存在数据库中，包含修改数据信息的用户、修改时间及修改目的等，从而保证数据的完整性及真实性（图1）。

图1 研究人员录入患者基本信息

研究人员在线填写临床数据时，如存在缺失值、异常值、逻辑错误等疑问数据，REDCap可根据项目设计者设置好的条件对该数据给出错误提示，如数字型数据填入其他格式，必填项目缺省检查等（图2）。

REDCap系统会以绿色标识显示表格填写完整，黄色标识显示未经过研究人员数据验证，红色表示表格填写不完整，方便项目管理人员寻找和查看（图3）。

REDCap系统通过各种方式（如WEB，PDA，手机APP等）将临床研究数据传送至研究机构，省去了CRF印刷、分发过程的时间和费用，同时数据由工作人员或患者现场直接录入数据库，省去了CRF的填写时间。节省了纸质CRF运输过程所造成的延误，避免数据二次录入的同时，也避免了数据录入过程中可能出现的字迹不清、书写错误等问题，从而降低录入偏差的几率。此外，REDCap系统能自动发现明显数据录入错误或录入数据与设置数值范围不一致，在数据录入后及时反馈给研究者，使这些“问题”数据第一时间得到更正（图4）。

图2 录入疑问数据时自助提醒弹出框

图3 录入数据表格是否完成的系统标识

图4 录入数据与设置数值范围不一致的提示

3 REDCap系统数据安全性配置

REDCap系统为B/S（浏览器/服务器模式）结构系统，是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种改进。在这种结构中，REDCap系统数据逻辑存储在服务器端实现，数据录入则在Web终端实现，用户只需要浏览器即可进行流程处理，B/S结构是当今应用软件首选体系结构，更适合多中心研究。B/S结构数据集中存放于数据库服务器，客户端不保存任何业务数据和数据库连接信息，因此不存在数据一致性的问题，可更好的实现数据的实时自动更新，项目核心管理人员可通过服务器上保存的数据直接追溯到原始数据，保证了数据的可溯源性。B/S结构系统如图5所示。

REDCap系统的应用服务器负载着运行所有数据的负荷，缘于B/S结构中REDCap系统软件只安装在服务器端（Server）上，因此网络管理人员只需负责核心服务器的安全，但是，用户信息、数据库、应用程序所有数据均储存在一处，一旦发生硬件损坏、停电、黑客攻击各种原因导致服务器“崩溃”等问题，后果往往是灾难性的。因此，需要通过以下方法来保证REDCap数据服务器的安全：应用于多中心临床研究，服务器必须暴露于万维网，采取应用程序端口映射，无用端口封闭的方法，从源头上保证服务器安全，网络映射过程中，必须选用带有防火墙的安全路由器，映射服务器需要定期更换管理员密码、定期更新系统，制定相应的安全管理制度（图6）。

图5 B/S结构系统示意图

图6 WEB结构网络映射示意图

REDCap系统由PHP（Hypertext Preprocessor，超文本预处理器）开源脚本语言写成，应用程序使用端口可以更换，当遇到网络端口被占用的情况，就需要找到Apache安装目录下conf目录下的httpd.conf文件，找到其中的默认端口号，默认状态下为“Listen 80”，可以在这里改变Apache的端口，从而避免冲突，比如可以改成：Listen 8011。更改后需要重起Apache服务使配置生效。

REDCap服务器数据库应异地存储备份，MySQL中的每一个数据库和数据表分别对应文件系统中的目录和文件。在Linux系统下数据库文件的存放目录一般为/var/lib/mysql。在Windows下这个目录视MySQL的安装路径而定，一般默认安装在C:mysql下。

本文采用的是Cent OS系统，故备份数据库命令如下：mysqldump-user=用户名-password=密码-lock-all-tables数据库名>备份文件.sql

恢复数据库命令如下：mysql-u用户名-password=root密码 数据库名<备份文件.sql

应用服务器系统应注意：首先保证服务器操作系统和数据库的定期更新；每日备份数据库，异地独立存储；加强超级管理员账户密码的安全性并周期性的更换密码；关闭不必要的服务和端口，修改重要端口可降低被病毒攻击的几率，保证服务器的安全；安装并及时更新杀毒软件。

4 结语

本文详细阐述了REDCap系统数据的录入及存储方式、系统架构、数据库安全性配置，旨在为多中心临床研究人员应用RECap系统采集数据环节，设置合理的数值范围、格式等，保证均一性、减少内部差异，并从增强服务器网络数据库安全的防范措施进行探讨，随着REDCap系统应用领域的扩大，必然会带来新的安全问题，应引起多中心临床研究人员的足够重视。

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[3]Khoury AL,Jernigan EG,Chowdhury MH,et al. Feasibility of a healthcare system-based tetralogy of Fallot patient registry[J].Cardiology in the Young,2017:1.

[4]Knupp KG,Scarbro S,Wilkening G,et al. Parental Perception of Comorbidities in Children With Dravet Syndrome[J]. Pediatric Neurology,2017,76.

[5]Poulsen L,Klassen A,Rose M,et al. Patient-Reported Outcomes in Weight Loss and Body Contouring Surgery:A Cross-Sectional Analysis Using the BODY-Q[J]. Plastic & Reconstructive Surgery,2017,140(3):491-500.

[6]Hinrichs A,Link C,Seaquist L,et al. Transgender and Gender Nonconforming Patient Experiences at a Family Medicine Clinic[J].Academic Medicine Journal of the Association of American Medical Colleges,2018,93(1):76.

[7]Candy GP,Little T,Chungho L,et al. Altered Metabolic Pathways in Chronic Pancreatitis And Pancreatic Cancer[J]. South African journal of surgery. Suid-Afrikaanse tydskrif vir chirurgie,2017,55(2):49.

[8]Bebington BD1. An Evaluation of Epidemiological Differences in Colorectal Cancer Patients Over and Under The Age of 50 Presenting to Academic Centers in Johannesburg[J]. S Afr J Surg,2017,55(2):54.

[9]Fleischmann R,Decker AM,Kraft A,et al. Mobile electronic versus paper case report forms in clinical trials:a randomized controlled trial[J]. Bmc Medical Research Methodology,2017,17(1):153.