临床项目中如何使用REDCap系统自动实现质量控制

耿辉，田国祥，贺海蓉，马茂，王亚军，曾宪涛，吕军

近几十年来，中国人群的疾病谱发生了巨大变化。慢性非传染性疾病（如肿瘤、肥胖、高血压、冠心病和中风等）已日益成为影响人们健康的主要疾病。积极建立网络化多中心前瞻性队列流行病学研究，探讨各类慢性病的发病规律、致病因素及流行趋势，对有效地预防和控制慢性病，进一步改善人民健康，具有重要意义。本文选择了免费的临床研究REDCap系统建立多中心网络平台，在方便、高效、标准化解决多中心项目研究的同时，进行网络化质量控制，每天对上传数据自动进行核对、计算、查缺补漏，通过网络平台，管理人员与参与项目人员进行实时邮件沟通，亦定期通过邮件对相关人员进行质控培训。

1 REDcap系统建立多中心研究完成质量控制回顾

REDCap是一款基于Web免费且安全的临床研究数据采集系统，专为数据收集和管理而设计以支持临床和转化研究，REDCap系统是由范德堡大学（Vanderbilt University）的保罗·哈里斯（Paul Harris）教授团队于2004年开发完成，目前，它在世界各地拥有超过11.3万个项目1.4万名使用者，包括临床和广泛使用转化科学奖（CTSAs）和其他机构如哈佛，梅奥诊所和麻省理工学院技术（MIT）[1]。REDCap系统包含多种研究报表结构，能够非常有效地为中小型前瞻性和回顾性临床研究项目采集数据提供支持。

2013～2016年美国学者Anne E Kazak等使用REDCap系统建立了评估家庭和社会心理风险筛查的队列，文中的心理社会评估工具（PAT）基于三级儿科心理社会预防性健康模型（PPPHM，Universal，Targeted，Clinical），文章验证了儿科肿瘤学修订后的PAT（版本3.0），其中包括适用于年轻患者家属的临床相关风险项目及更易于阅读理解的健康问卷。394例新诊断患有癌症的儿童的主要照顾者参加了此次多中心调查，使用REDCap系统完成了PAT调查和质控措施[2]。2013～2014年学者Helena Boene使用REDCap系统调查了莫桑比克南部的社区卫生工作者对先兆子痫知识储备和医疗能力，帮助决策者设计更有效的培训战略，提高孕产妇保健水平，作者进行了包括33个采用李克特五点量表项目的问卷调查，训练了5名社会科学研究助理，参与者平均完成问卷时间约为20 min，定期进行时长60 min的小组讨论包括女性对妊娠并发症的认识（包括高血压和惊厥）、孕期的看护管理（产前护理和治疗）及对现有的医疗保健提供新思路，与参与者进行深入访谈时采取了现场笔记和录音。数据收集由莫桑比克社会科学家及五位社会科学研究助理协助完成，研究人员熟悉当地的社会文化背景、研究课题及其相关定性与定量的数据收集专业知识，社区科学研究助理在现场帮助所有参与者将问卷填写完整，保证数据完整性，在数据发送到数据中心之前，研究小组成员进行了调查问卷的规则验证和双重数据输入差异检验，同时也检查异常值和缺失值，所有问卷获得的数据都被发送到Manhica健康研究中心使用REDCap系统录入和管理[3]。2013年中国研究人员利用REDCap系统实现管理ARDS /败血症登记，实施步骤包括：①登录医院网络进入系统； ②通过导航来 “创建新项目”选项卡完成提交关于主要项目设置的所有必需信息；③通过定义数据创建数据收集工具变量及其属性；④预览和测试数据输入以确保采集数据的合理性；⑤设置恰当的学员和用户权限；⑥项目的状态从开发转移到实施。数据输入和质量控制需要完善的机制来减少重要数据录入错误的可能性，研究人员限制了数据格式类型，设置日期和数字字段的范围，并进行系统数据验证，不正确的数据类型、录入值超出范围和异常值等作为数据质量问题进入报告模块[4]。2015年美国学者Francisco Alvarez等研究表明，儿科人群容易出现用药错误，因而推断无医疗常识的成年人照顾的儿童用药失误风险或更高，该研究通过REDCap系统评估美国儿科学会所辖医院的儿科用药安全，建立了医学网站用于美国儿科学会成员改进用药措施，并在医院开展针对性的干预措施[5]。质量改进是感染预防和控制（IPC）计划的核心，2016年Timothy L.团队使用REDCap系统及开源程序实现自动生成感控程序质量改进过程控制图表[6]。截止2015年3月美国范德比尔特大学成像科学研究所计算中心开发了一个超过25万次扫描的数据库。该系统基于Web界面和REDCap系统使用XNAT（Extensible Neuroimaging Archive Toolkit）进行图形交互。数据库的目标是提供一个新的算法，开发框架允许：快速检测数据原型、大规模图像的批处理和方便扩展的项目管理。这个新框架使最小化编程创建新数据集的处理模块，用最少的修改运行任意数量的数据集，该结构强制管道化，最大限度地减少人为错误，确保所有数据研究都是以相同的方式进行[7]。

2 REDCap系统的网络化质量控制

从人群角度分析，绝大多数慢性病是可以有效控制和预防的。人群中的各类慢性病的发病率也随年代变化而改变。慢性病发病差异及同一人群内疾病的时间变化趋势并不受群体遗传因素的影响，主要反映了人群后天生活环境中各种已知或未知的危险因素（如生活、饮食、行为等）暴露的差异或变化。如能从群体范围内找出各种不同疾病的致病因素，并有效地加以避免或减少其不良影响，就可以在相当程度上预防和控制慢性病的发生。开展大规模的前瞻性流行病学研究是科学地探讨慢性病致病因素的最为有效和科学的方法之一。

本研究首先对纳入复合入选标准的人群进行一次全面的基线调查，以建立基础健康数据库，然后通过长期随访，了解研究队列人群中各类慢性疾病（如肿瘤、中风、心脏病等）的发生发展规律以及主要致病因素，以便为今后制定有效的疾病控制对策提供科学的依据。研究由基线调查、现场调查、调查后处理三部分组成。基线调查主要涉及电子问卷、体格检查和采血三大部分内容。现场调查流程：被调查对象到达现场调查室后，必须严格按照统一制定的工作程序进行，不可随意安排，以免扰乱现场工作流程。每位调查员独立进行电子问卷审核。审核过程中，对未填、错填、逻辑跳转有误的问题进行现场处理。问卷审核完成后，对质量审核不通过的电子问卷，由调查员在研究对象交回体检单时补充完整。每日调查完成后，调查组队长核对收集的调查问卷，统计调查对象数目、遗漏人数等情况，完成调查日志（图1）。

调查组队长在线维护临床数据时，如存在缺失值、异常值、逻辑错误等疑问数据，REDCap的记录检查界面会显示问题代码，方便调查人员找到问卷未完成状态问题所在，进行在线更正（图2）。

应用REDCap系统研究人员可以审计和跟踪问卷录入和修改的历史、从程序外部来源导入数据、导出Excel，PDF等多种数据格式等。REDCap系统允许在线添加删减用户权限，最大限度保证系统安全（图3）。

为了保证临床数据以适当的格式收集必要的分析，研究人员在数据输入和质量控制部分采用限制了数据录入格式/类型、设置日期和数字字段的范围（图4）及加入数据验证、数据一致性等模块，对于不正确的数据类型，值超出范围和异常值的问卷自动生成数据质量日报模块。

图1 调查组队长选择患者记录进行检查

图2 患者问卷记录在线维护界面

图3 REDCap系统在线添加删减用户权限

图4 设置字符格式和数据范围

3 REDCap系统质控中的逻辑分支控制

程序的三大控制结构为：顺序结构、循环结构、选择结构。REDCap系统的流程以顺序结构为主，虽然能解决计算、输出等问题，对于需要进行先判断再选择的问题就要使用分支结构，该结构的执行是依据一定的条件选择执行路径，而不是严格按照语句出现的物理顺序。该结构能够避免发生问题没有结果无法选择的情况，是电子问卷质控的关键环节，分支结构的程序设计方法关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程，根据不同的程序流程选择适当的分支语句。分支结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算，设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图，然后根据程序流程设计出程序，使得问题简单化，易于理解。程序执行过程的各个阶段均用图形块表示，不同图形块之间以箭头相连，代表它们在系统内的流动方向。下一步何去何从，要取决于上一步的结果，典型做法是用“是”或“否”的逻辑分支加以判断。

分支结构其实就是选择结构，即通过运算符等判断语句的结果，判定是否跳转执行程序，运用逻辑分支语句可以控制程序的执行流程。本研究中的针对民族信仰问题，设计了逻辑跳转，问题一：你是否有任何宗教信仰，问题下有三个答案，选择“是”会跳转至问题1.11a，选择“不想回答”和“否”，则跳过该问题，如图5所示。在问题1.11a：如果有宗教信仰，具体宗教是？该问题答案中没有对应的宗教，可以选择“其他”选项，继而执行1.11b进行文字录入宗教名称，这样设计的好处是：由于宗教信仰较多，无法全部在选项中罗列，设计一个文字录入跳转，就很好的解决了这个问题，避免出现选择“其他”选项而无法得知宗教名称的难题，为电子问卷的完整性提供支撑。

图5 REDCap系统中的逻辑分支

在问题设计中，需要提前输入用于判断的条件，根据选项的结果设置跳转，用跳转的结果来控制程序的流程。本项目的1.11a中的“其他”选项就需要跳转至问题1.11b，问题设计时，添加逻辑分支，使用满足条件发生跳转事件，问题1.11a“其它”选项对应数字“3”，因此，输入语句“[q1_11_a]='3'”（图6）, 在选择“其他”选项时就会跳转到问题1.11b。

在项目执行过程中，现场调查员依据问卷应答反馈情况修改问卷，包括添加、删除和修改条目，并经常使用逻辑跳转作为高级电子问卷修改，项目系统管理者据调查员修改情况来维护程序流程，由于现场修改的电子问卷，临时修改若出现问题很可能会让前面已经录入系统的电子问卷“付之一炬”，REDCap系统有合理的权限审核方案，所有电子问卷修改，据需经过项目系统管理员的审核批准，才会应用到电子化问卷中，系统管理员一般都是数据库管理员，会对电子化问卷的修改进行测试，经审核无误后再应用到系统中，依据质控条例确保数据的安全性，系统管理员批准审核程序如图7所示。

图6 逻辑分支跳转实例

图7 管理员批准程序逻辑跳转更改实例

4 讨论

本文介绍了多中心研究项目通过建立REDcap系统完成质量控制的情况，并实践使用REDCap系统进行网络化质量控制，同时在运用过程中解决了现场电子问卷即时更改的问题，强调系统自带的逻辑分支控制在修改电子问卷中的重要性，旨在为多中心临床研究人员应用RECap系统时，完善质量控制，提高项目水平，保证数据安全及完整性提供新思路。