基于REDCap的CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响随访系统的建立和应用

李晨洋，许华俊，李馨仪，易红良,2，关建,2，时海波,2，殷善开,2

近年来，随着社会压力增大、生活节奏加快、饮食结构改变等，人群中睡眠疾病的发生率逐年上升。其中，阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）是发病率较高的一种慢性睡眠呼吸障碍疾病，流行病学调查显示全球OSAHS的患病率高达4%～10%[1]。认知功能障碍是OSAHS患者的常见并发症，发生率达35.2%～80.0%[2]，严重影响患者日常生活，是引起痴呆的重要危险因素。目前临床上持续气道正压通气（CPAP）干预对改善OSAHS患者的临床症状具有明显效果，探索CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的随机对照研究具有重要意义。该研究中构建标准的随访系统十分重要，问卷调查是建立随访系统的重要手段。如今，传统纸质调查问卷已无法满足临床研究产生的海量数据，而电子采集系统不仅满足全程信息管理自动化的需求，并且能够节省临床试验的时间和成本，极大地提高了临床研究的效率[3]。REDCap系统是由范德堡大学的保罗-哈里斯教授团队于2004年开发完成，是一种系统性管理项目实验数据的电子采集系统。目前已有108个国家，逾523 000个用户在使用。使用REDCap系统可以使杂乱的临床数据更好的标准化，促进多中心临床研究的协作和数据共享，提高医务人员效率，节省人力资源成本[4]。REDCap的广泛流行不仅因其具有电子数据采集系统的全部优势，还具有以下优势：①免费、安全，界面友好，操作简单；②项目自定义；③允许多方同时访问；④支持外部数据导入、数据导出、电子签名等。因此，本研究基于REDCap系统构建CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的随访系统，以期为临床流行病学研究项目的数据管理与质控提供借鉴思路。

1 资料与方法

1.1 REDCap系统的申请、创建和功能测试

1.1.1 基本环境配置REDCap作为一款临床科研辅助软件，可以部署在云端、电脑端、智能手机端随时访问使用，也能稳定的运行在Windows、Linux、Solafis、Mac OS等操作系统上，该系统能支持前瞻性、回顾性及多中心类型的临床实验研究。配置安装REDCap系统的关键步骤包括：申请REDCap安装源码、安装XAMPP组件、配置MySQL和Apache、安装REDCap、检查问题修改校正等。安装完毕，申请账号后即可登录系统进行项目数据采集工具的设计[5]。

1.1.2 病例报告表/问卷的创建病例报告表（CRF）的创建是临床试验项目开展的前提。采用REDCap系统能够根据不同的临床实验研究需求个性化地定制CRF表，创建CRF表的流程主要包括：建立项目、设计数据采集工具、创建数据采集条目等。多中心的研究项目需要统一的研究方案，CRF表的设计需要所有分中心单位商讨确定后，由牵头单位负责创建设计[6]。临床试验项目中CRF表单设置了字段校验功能，限制数据的录入格式及类型，对超出设置范围的异常数据及部分缺失数据，可提醒数据管理人员核实，避免无效数据的输入。在CRF表的填写中，REDCap系统以绿色标识采集信息填写完整，黄色标识采集信息未经数据管理人员确认，红色标识信息填写不完整，方便项目管理人员查看。本研究随访系统中创建CRF的工具表页面如图1所示。

图1 设计CRF数据采集工具

1.1.3 用户权限分配设置REDCap是临床研究的工作流系统，合理地分配用户权限是保证项目安全、稳定运行的先决条件。其中，分配用户权限的关键步骤是创建数据访问组及添加分中心成员，数据访问组的创建关系到权限设置与管理问题。作为应用型信息系统，用户权限配置对信息资源的利用程度至关重要，涉及安全性、可靠性、伦理性等多方面问题[7]。项目数据管理员拥有随时对访问组删除、修改、新增的权限，而作为数据录入及质控用户仅有数据输入、导出、统计等权限，无权限修改数据库内容及删除记录。正式数据收集前，创建数据访问组并添加、分配用户这一步骤至关重要，是多中心项目数据管理的关键环节[8]。

1.2 CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的随机对照研究项目CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的随机对照研究项目是上海市第六人民医院与上海交通大学公共卫生学院联合开展，旨在全面评估CPAP干预对OSAHS患者中枢神经系统及认知功能状态的影响及探索早期的预防控制措施。项目研究主要收集的临床数据包含问卷/量表、生化检验及生物标本、行为学测试、影像指标等，经伦理委员会审核批准后，按计划进行调查。在调查开始时，告知入组受试者本研究的目的及内容，受试者完全知情，自愿参加本研究，遵循项目规则，参与本随机对照研究项目。本研究项目的总体流程图，如图2所示。

图2 项目研究总体流程图

1.2.1 基线数据采集前来我院耳鼻咽喉头颈外科就诊的OSAHS患者，征得本人意愿后，参与到CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的随机对照研究项目中，采用REDCap电子化问卷系统收集受试者基本信息，主要包括：基本信息、病史资料、PSG检查、MoCA问卷[9]、MMSE问卷[10]、神经行为学测试、MRS和fMRI等临床数据。

1.2.2 随访数据采集对纳入研究的CPAP干预的OSAHS患者与非CPAP干预的OSAHS患者，追踪评估其12个月内的认知功能状态变化。研究中随访时间节点为入组1个月，6个月，12个月。其中，具体的随访项目如下：入组时收集一般病史评估、体格检查、Epworth嗜睡量表[11]、简版睡眠问卷、睡眠监测及滴定数据、生化检验及生物标本；第一次随访收集干预后情况、Epworth嗜睡量表；第二次随访收集干预后情况、Epworth嗜睡量表；第三次随访收集干预后情况、体格检查、Epworth嗜睡量表、一般病史评估、睡眠监测、生化检验及生物标本等信息。收集数据时的信息录入界面，如图3所示。

图3 电子调查问卷具体内容

1.2.3 干预结局信息CPAP干预结局信息主要收集包括初次入组时OSAHS患者的呼吸暂停低通气指数与认知功能损害评分及随访CPAP干预1个月，6个月，12个月后OSAHS患者的呼吸暂停低通气指数及认知功能损害评分，研究结果表明，经过CPAP干预后的OSAHS患者呼吸暂停低通气指数明显降低，认知功能损害评分也明显降低，显示CPAP干预后的OSAHS患者认知功能损害逐步减弱，有改善迹象。

2 结果

2.1 CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响电子数据采集系统构建数据采集人员登录REDCap系统后，选择项目“CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响电子数据采集系统”，点击创建新记录，产生新的对象编号，进入到CRF的信息录入界面，从第一个模块开始，逐步完成全部模块的信息收集。数据库记录状态进度统计表能够清楚地显示每名受试者当前的随访状态（图4）。从2020年1月至2021年3月共148例不同严重程度的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者资料录入REDCap数据库中，其中男性103例，女性45例，年龄25～60岁。其中，轻度OSAHS患者43例、中度OSAHS患者60例、重度OSAHS患者45例，随机选取74例受试者入组CPAP干预组，剩余74例受试者入组非CPAP干预组。

图4 数据库记录状态进度统计表

2.2 项目用户权限的配置及管理通过用户权限的管理设置，本研究可在多家研究医院和社区卫生服务中心开展在线访问、数据录入及上传等信息收集工作。数据管理中心给数据管理员和现场调查员开放不同的访问及处理数据的权限，本项目中设置1位系统管理员，拥有项目设计、工具表修改、数据输入导出、记录删除、质控等权限，账号及密码由科主任掌握；设置质控员1位，拥有数据输入导出、记录删除、质控权限，但无法修改数据库项目结构，账号及密码由总住院医师掌握；设置数据录入员2位，拥有数据输入导出、统计权限，无法修改数据库内容及删除记录，账号及密码由门诊医生掌握。REDCap还具有稽查留痕功能，能记录所有操作过程。系统自动保留对数据的更改痕迹，并储存在数据库中，包含修改数据的用户、修改时间及修改目的等，从而保证数据的完整性及真实性[12]。

2.3 项目报表的生成和数据库导出当项目信息收集完成后，需要进行项目报表生成和数据库导出。报告建立完成，会出现在系统左侧的工具栏，用户可以查看或导出报告。REDCap系统数据可导出多种统计软件的数据库格式，包括SAS、Excel、R、SPSS等，便于数据共享和统计分析[13]。

2.4 随访完成情况截止到2021年3月25日，148例OSAHS患者完成入组信息采集，122例完成第一次随访信息采集，106例完成第二次随访信息采集，95例完成第三次随访信息采集，且经质控准确无误，剩余受试者招募及随访工作还在继续开展。

3 讨论

当前广泛应用于临床医学研究的电子数据采集系统包括：REDCap数据库、Access数据库、Excel、Epidata数据库及部分自设计电子数据采集系统。比较这几种电子数据采集系统，Excel方便快捷、操作简单但是难以完成大批量数据的采集且功能有限；Access数据库结构设置严谨，功能较为完备，但是数据采集的性能及安全性存在局限；Epidata数据库在临床数据采集中应用广泛，逻辑性强，但不能记录修改操作的痕迹，且不能进行基于网络的在线收集功能；研究人员也自主开发出一些电子数据收集系统，但一般仅适用于特定的项目需求、且价格昂贵、不具备开源、开放普适性等问题。本研究采用的REDCap系统具有数据存储安全，免费安装，简单易学，可多用户多地点同时访问，数据可直接导出等优点，且方便对患者进行追踪随访，是目前临床研究中使用较为广泛的电子资料收集系统[14]。在临床医学研究中，信息系统标准统一化是大势所趋，对实验数据的互认性、通明性、可交换性等数据特点提出了更高的要求，REDCap电子数据采集系统完全兼备了以上特性，受到了临床科研人员的青睐。

本研究基于REDCap构建CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的电子调查问卷系统。在安装与建立REDCap系统后，创建研究项目，构建入组及随访各时间节点的CRF，合理分配各中心多个调查点数据管理员的不同权限，收集项目所需的信息，并进行数据质量控制。REDCap数据可导出生成SAS、SPSS、R等多种格式的数据文件供常用统计软件使用。本研究设计的REDCap数据采集和管理系统，为项目的顺利展开提供有力支撑。电子调查问卷系统的构建不仅使复杂的临床研究变得高效和便利，而且促成了跨区域多中心临床研究获得统一标准化共享数据的愿景。该电子调查问卷系统的搭建为进一步的建立我国OSAHS患者单病种数据库以及探索CPAP干预对OSAHS患者认知功能影响的随机对照研究奠定了基础。由于REDCap是一种B/S（浏览器/服务器模式）的结构系统[15]，拥有互联网的互联互通性，且开放与共享是医疗数据资源及数据模型发展的趋势，越来越多的Web应用面向开发者开放了API端口，以期为用户带来更高价值的体验。REDCap系统已经通过API接口模块建立了医疗数据模型门户网站，其目标正是为了促进医疗数据模型的开放与共享[16]。随着REDCap系统与其他应用之间进一步融合及多中心临床研究项目的逐步开展，各种丰富多样的应用会被开发出来，使REDCap这种开放性的平台越来越充满活力与生机，也使得基于跨区域、多中心的临床项目研究更为便捷和统一。