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顿笔颁データ（贰/贵ファイル）分析ツールの绍介

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Hiromasa Horiguchi
Hiromasa Horiguchi

2011/07/23 DPCセミナー 札幌　北海道大学

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EFデータ抽出ツール 東京大学 堀口 裕正
DPCデータを分析に使うには ? HISによるシステム化 高 ? DPC分析ソフト(サービス)の利用 有償 – ARROWS/EVE/ヒラソル????? 低い ? 自分でDB化して分析 無料 研究班がセミナーで 支援
医疗机関自ら顿叠を作って分析す る ? メリット – コストがかからない – 分析に必要な考え方が身につく – 1度作ってしまえば、同じデータを毎回出すの には手間がかからない ? とはいっても – 分析用データセットを作るのには手間と時間 がかかる
例えば??? ? ACCESSでのデータ分析 ? 毎月のDataのインポートにかかる手間 ? 分析したいものに応じて作る中間テーブルの 設計 ? データを修正したときの差し替えの手間 ? 毎月決まったものを出すOR自分で高度な分析 をしたい(しできるスキルがある)のでないと 継続しない？？
分析の結果ほしいもの ? 毎月継続してほしいもの ? 1回か2回データを出せば十分なもの データの価値 驚き 満足度 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 分析回数
結果として ? ちょっと1回データの分析結果を見てみた い ? あまり手間をかけたくない といった希望が出てくる。そうすると ? DB化は面倒、DPCのデータファイルをその まま使って分析できないかなあ???。
ここからは研究班側の話 ? そもそも研究遂行のために必要なので、 情報システム＋分析システムを構築 ? 自分たちが使いやすいよう、あるいはよ り多くの成果が出るように改良やノウハ ウの蓄積を進めてきた。
研究班での分析システムの歴史 ? 初期 統計ソフト（SPSS/STATA)＋ACCESS これでは処理しきれなくなって ? 中期 SQLサーバー＋統計ソフト＋BIソフト – BIソフト（QlikView/Spotfire???） ここで得たノウハウやData Management手法を セミナーで医療機関の皆様に還元
近年の研究班における滨罢的课题 １ ? SQLサーバーでは量をこなせない？？ – 2009年 Fファイル9億行 – 2010年 E/F統合ファイル 16億行 – 7年分で約1000万退院分のデータ – Fファイル換算約50億行分 処理に時間がかかる、たいへん???。今年も また16億行分のデータ???。非常にうれしい けど???。
近年の研究班における滨罢的课题 ２ ? 論文になったり、公表したりした成果を 作るために利用した加工データの加工ア イディアやロジックがそのあとお蔵入 り???。 ? （ありがたいことですが）年間数十本の 論文成果、このデータの作成ロジック自 体も世の中に貢献できないだろうか
課題1を解決するために ? 今「はやり」の分散処理システムを使うこと にしました。 ? Hadoop/Pig ? たくさんのコンピュータを並列で使ってデー タが増えても機材の台数を増やすだけで解決。 ? 処理をするためのスクリプト言語は統計ソフ トのスクリプト並み これはいいということで導入 (詳しい説明は後述)
分散処理システム ? これからはBigDataの時代?? ? スケールアップよりスケールアウト ? SQLなんて古い、これからはNOSQLの時代 ? なんてもてはやされています ? なんといってもOSS（オープンソースソフト ウエア）なので無償で使える すばらしい、やはり時代はこちらに??? （By 東京のIT屋さん）
もちろん ? SQLサーバーを使用し続けながらデータ量を こなす問題を解決する手法もあります。 – SSD＋高速RAIDを使う – データベースを分割する – 機械の性能を上げる ? こちらの手法も研究班内では利用していまま でのSQLで培った資産を生かす試みもやって います。 ? （ただ、この手法は大量データを処理するた めのノウハウなので、そこまでデータ量のな い医療機関の皆様に還元できる成果が少ない です）
とは？ ? Googleの基 ソフト アのクローン 盤 ウェ – Google File System, MapReduce ? Yahoo Research の Doug Cutting氏が開発 – 元々はLuceneのサブプロジェクト – Apache Project ? Javaで記述!
惭补辫搁别诲耻肠别の実行フロー <k, v>* ? <k’, v’>* <k, v>* Data Map <k’, <v’>*>* ? <k’’, v’’>* Reduce Data <k, v>* ? <k’, v’>* <k, v>* Data Map Shuffle Reduce Data <k, v>* ? <k’, v’>* <k, v>* <k’, <v’>*>* ? <k’’, v’’>* Data Map
Pig ? Hadoopを扱いやすくするミドルウェアの１つ ? Pig Latinという専用言語で簡単にDWH的な処 理を書けるようにしたミドルウェア – Javaを使用せずに、SQL的な言語でMapReduce処理 を記述する事が出来る – Googleでは、同様にSawzallというスクリプト言語 で、MapReduce処理が簡単に書けるようになって いる ? Yahoo!が開発 ? データのロード?結合やフィルタ処理を楽に 書ける
システム開発の前提条件 ? 利用者は研究者 – 分析は自分の手慣れたソフトで試行錯誤を繰り返 しながら使いたい – SAS/SPSS/STATA/R等の統計ソフトを使う＋シン タックスぐらいはかける（理解できる） ? 結果データは1患者1レコードのCSVデータと して作成、それ以上の加工はしない ? Pigというスクリプト言語を利用し、ほしい データを抽出するスクリプトは利用者が自分 で作成する（UIを作らない）
開発の概要 ? 今回の抽出?加工を行うためのUDF（スク リプト言語で使う関数）を開発し、それ を利用した作業が行えるようにする ? UDFで実現する内容 – 抽出?加工内容を定義した定義ファイルがわ かりやすくかける – 定義ファイルを使って必要なレコードを抽出 する – 定義ファイルを使ってクロス表を作成する – （おまけ）日付データの取り扱いを楽にする
GroupFilterFormat （抽出?集計用定義） ? フォーマット – <グループ名>(<項目名>:[<付加値>, ... ], ... ), ... ? サンプル ボスミン(642450005[1,注], 642450164[2,注], 620517902[1 ,注]), ワルファリン(613330003[1,錠], 621938101[0.2,細粒])
作成した関数 関数 定義 Exists 指定した文字が含まれるか判定する。 ValueJoin 指定した付加値を Bag として追加する。 InnerGroup Bag を Group してタプルにする。 GetDaySpan 2つの日付から経過日数を算出する。 GetYearSpan 2つの日付から経過年数を算出する。 AddDaySpan 日付に値を加算して日付を得る。 Bag 中で値が連続しているタプルだけ取り PickupSequenceValues 出す。
処理イメージ
処理速度 ? 本研究室内環境で２００９年DPCデータか ら２０種類程度の薬剤?処置の実施の有 無を１患者１レコード型に書き出す加工 ? 様式１ 約３００万? Fファイル 約９． ５億行 台数 処理時間 2 6900sec 4 3650sec 8 2080sec 16 1010sec 48 380sec
本システムの今後 ? このシステムは処理がDPCデータに特化し ていないため、多様な応用が可能 – オーダリングのデータ – 電子レセプトデータ – Webのアクセスログ??? ? スクリプトの記載が簡単であることを確 保しながら、関数を増やしていく。 ? 同じスクリプトを医療機関で簡便に（パ ソコン１台で）利用できるプログラムも 開発中
新しい分析ソフトのご紹介 ? 研究班で分散処理技術の開発を行ってき た副産物としてできたソフト ? パソコン1台で実行可能 ? DPCデータと処理用のスクリプトを入れれ ばその場で結果ファイルをはき出す。 顿笔颁データ抽出?整形プログラム（通称 Durok）
顿笔颁データ抽出?整形プログラ ム ? 医療機関の「DB化は面倒、DPCのデータファ イルをそのまま使って簡単に分析できないか なあ???」を実現/もちろんOSSなので無料 （ただし無保証） – （注）なお簡単かどうかについては感じ方に個人 差があります。 ? 研究班側の「このデータの作成ロジック自体 も世の中に貢献できないだろうか」について も実現可能 – 但し以前のデータは複雑なSQL分を駆使して作成 されていますので、今後の分析分からとなります
ソフトウェアの使用方法 ? もしかするとここからが本題 ? ソフトの入手方法 – 東京大学医療経営政策学のホームページから – 昨年度研究班の報告書DVDの中から – 東大のページには今から説明するサンプルス クリプトも一緒に置いてあります。 – このスクリプトは随時追加予定 http://plaza.umin.ac.jp/hmp/
ソフトを立ち上げると
分析をするには こんな風に5箇所にファイルを設定して実行ボタンを押します。
サンプルスクリプト1 ? 統合EFファイル抽出スクリプト – 医療資源をもっとも投入した傷病名のICD10が ○○である患者の統合EFファイルのデータだけを 抜き出したファイルを作るスクリプト ? 「このスクリプトは少数の患者さんのデータ だけになっていれば自分でも（EXCELか何か で）E/Fファイルの分析ができるのに」と 思っている方に、特定の患者のEFデータのみ を抜き出してファイルを作成するものです。
Master1ファイルの中身 このマスターに抽出対象ICDコードを1行1こづつ記 載します。 ? ファイル内のICD10リスト E100 を抽出してほしいICD10の E101 E102 リストに書き換えます。 E103 E104 E105 E106 E107 E108 E109 E110 E111 E112 E113 E114 E115 E116 E117 E118 E119
データ抽出スクリプトの中身 MASTER = load 'master.txt'; ? こちらは特段い A = JOIN FF1 by $32,MASTER by $0; じる必要はあり ません。 A1 = Foreach A generate $0,$3,$9,$2; A2 = FILTER A1 by $3==0; B = JOIN A2 by ($0,$1,$2),EF by ($0,$1,$3); FINALDATA =FOREACH B generate $4,$5,$6,$7,$8,$9,$10, $11,$12,$13,$14,$15,$16,$17,$18,$19, $20,$21,$22,$23,$24,$25,$26,$27,$28, $29,$30,$31,$32,$33,$34;
結果ファイル ? 出力フォルダーにoutput.txtというファイ ルができます。そこに抽出された患者の 統合EFファイルが書き出されます。 （フォーマットはそのままです） ? あとはお好みでEXCELでもACCESSでもで ファイルを開いて分析を行ってください。
サンプルスクリプト2 ? 標準化死亡比計算スクリプト – 国立病院機構が平成22年度医療の質評価?公 表推進事業における臨床評価指標において公 表(http://www.hosp.go.jp/7,9502.html )した標準 化死亡比の計算方法に基づいて、自分のデー タで標準化死亡比を計算するスクリプトです。
使い方 ? Durokにて統合EFファイル?様式1ファイ ル?本スクリプト及びマスターを選択し、 実行します。 ? 出力フォルダーのoutput.txtというファイ ルにデータが書き出されます。
出力データ 左から順に – 医療機関番号 – 退院患者数 – 死亡退院患者数 – 予測死亡数 – （実）死亡退院率 – 予測死亡退院率 – 標準化死亡比 – 標準化死亡比の95％信頼区間上限 – 標準化死亡比の95％信頼区間下限 の順に記載されています。
このほかにこのソフトでできる こと 患者番号 レセプトコード 名称 投与量 点数 実施日 バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101220 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101224 ㎎ ログ型データから バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101229 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101229 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1002404 610443053 1 5.8 20100805 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1002404 610443053 1 5.8 20100812 ㎎ グリセオール注２００ｍ 1002404 620002191 3 909 20100729 ｌ グリセオール注２００ｍ 1002404 620002191 バイアスピリン 20100730 3 909 グリセオール ｌ 患者番号 投与量計 初回投与日 最終投与日 投与量計 初回投与日 最終投与日 1000036 4 20101220 20101229 1002404 2 20100805 20100812 6 20100729 20100730 1患者1レコード型へのデータ変換 これで統計ソフトで、分析ができる
1患者1レコード型の データ変換スクリプト ? 現在鋭意プログラム開発中 ? シンプルに表現できるスクリプトでこの 処理ができるようになる予定 ? 目標今年夏が終わるまで。 ? 今のソフトのままでも実現可能ですが、 スクリプトが複雑/速度が遅いので現在公 開を見合わせています。
自分でスクリプトが書きたい ? もちろん自分で書くこ ともできます。 ? 日本語で紹介されてい る本で使えるものはこ の本 ? 3800円 450ページ ? Pigのスクリプトについ て書かれている部分は 20ページあまりです。 ? 分散処理そのものに興 味がある人には非常に おすすめです。
まとめ DPCデータを分析に使うに は ? HISによるシステム化 高 ? DPC分析ソフト(サービス)の利用 有償 – ARROWS/EVE/ヒラソル????? 低い ? 自分でDB化して分析 無料 ? DPCデータから直接分析をする 研究班新規のやり方の提案

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  • 4. 例えば??? ? ACCESSでのデータ分析 ? 毎月のDataのインポートにかかる手間 ? 分析したいものに応じて作る中間テーブルの 設計 ? データを修正したときの差し替えの手間 ? 毎月決まったものを出すOR自分で高度な分析 をしたい(しできるスキルがある)のでないと 継続しない？？
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  • 12. 分散処理システム ? これからはBigDataの時代?? ? スケールアップよりスケールアウト ? SQLなんて古い、これからはNOSQLの時代 ? なんてもてはやされています ? なんといってもOSS（オープンソースソフト ウエア）なので無償で使える すばらしい、やはり時代はこちらに??? （By 東京のIT屋さん）
  • 13. もちろん ? SQLサーバーを使用し続けながらデータ量を こなす問題を解決する手法もあります。 – SSD＋高速RAIDを使う – データベースを分割する – 機械の性能を上げる ? こちらの手法も研究班内では利用していまま でのSQLで培った資産を生かす試みもやって います。 ? （ただ、この手法は大量データを処理するた めのノウハウなので、そこまでデータ量のな い医療機関の皆様に還元できる成果が少ない です）
  • 14. とは？ ? Googleの基 ソフト アのクローン 盤 ウェ – Google File System, MapReduce ? Yahoo Research の Doug Cutting氏が開発 – 元々はLuceneのサブプロジェクト – Apache Project ? Javaで記述!
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  • 16. Pig ? Hadoopを扱いやすくするミドルウェアの１つ ? Pig Latinという専用言語で簡単にDWH的な処 理を書けるようにしたミドルウェア – Javaを使用せずに、SQL的な言語でMapReduce処理 を記述する事が出来る – Googleでは、同様にSawzallというスクリプト言語 で、MapReduce処理が簡単に書けるようになって いる ? Yahoo!が開発 ? データのロード?結合やフィルタ処理を楽に 書ける
  • 17. システム開発の前提条件 ? 利用者は研究者 – 分析は自分の手慣れたソフトで試行錯誤を繰り返 しながら使いたい – SAS/SPSS/STATA/R等の統計ソフトを使う＋シン タックスぐらいはかける（理解できる） ? 結果データは1患者1レコードのCSVデータと して作成、それ以上の加工はしない ? Pigというスクリプト言語を利用し、ほしい データを抽出するスクリプトは利用者が自分 で作成する（UIを作らない）
  • 18. 開発の概要 ? 今回の抽出?加工を行うためのUDF（スク リプト言語で使う関数）を開発し、それ を利用した作業が行えるようにする ? UDFで実現する内容 – 抽出?加工内容を定義した定義ファイルがわ かりやすくかける – 定義ファイルを使って必要なレコードを抽出 する – 定義ファイルを使ってクロス表を作成する – （おまけ）日付データの取り扱いを楽にする
  • 19. GroupFilterFormat （抽出?集計用定義） ? フォーマット – <グループ名>(<項目名>:[<付加値>, ... ], ... ), ... ? サンプル ボスミン(642450005[1,注], 642450164[2,注], 620517902[1 ,注]), ワルファリン(613330003[1,錠], 621938101[0.2,細粒])
  • 20. 作成した関数 関数 定義 Exists 指定した文字が含まれるか判定する。 ValueJoin 指定した付加値を Bag として追加する。 InnerGroup Bag を Group してタプルにする。 GetDaySpan 2つの日付から経過日数を算出する。 GetYearSpan 2つの日付から経過年数を算出する。 AddDaySpan 日付に値を加算して日付を得る。 Bag 中で値が連続しているタプルだけ取り PickupSequenceValues 出す。
  • 22. 処理速度 ? 本研究室内環境で２００９年DPCデータか ら２０種類程度の薬剤?処置の実施の有 無を１患者１レコード型に書き出す加工 ? 様式１ 約３００万? Fファイル 約９． ５億行 台数 処理時間 2 6900sec 4 3650sec 8 2080sec 16 1010sec 48 380sec
  • 23. 本システムの今後 ? このシステムは処理がDPCデータに特化し ていないため、多様な応用が可能 – オーダリングのデータ – 電子レセプトデータ – Webのアクセスログ??? ? スクリプトの記載が簡単であることを確 保しながら、関数を増やしていく。 ? 同じスクリプトを医療機関で簡便に（パ ソコン１台で）利用できるプログラムも 開発中
  • 24. 新しい分析ソフトのご紹介 ? 研究班で分散処理技術の開発を行ってき た副産物としてできたソフト ? パソコン1台で実行可能 ? DPCデータと処理用のスクリプトを入れれ ばその場で結果ファイルをはき出す。 顿笔颁データ抽出?整形プログラム（通称 Durok）
  • 25. 顿笔颁データ抽出?整形プログラ ム ? 医療機関の「DB化は面倒、DPCのデータファ イルをそのまま使って簡単に分析できないか なあ???」を実現/もちろんOSSなので無料 （ただし無保証） – （注）なお簡単かどうかについては感じ方に個人 差があります。 ? 研究班側の「このデータの作成ロジック自体 も世の中に貢献できないだろうか」について も実現可能 – 但し以前のデータは複雑なSQL分を駆使して作成 されていますので、今後の分析分からとなります
  • 26. ソフトウェアの使用方法 ? もしかするとここからが本題 ? ソフトの入手方法 – 東京大学医療経営政策学のホームページから – 昨年度研究班の報告書DVDの中から – 東大のページには今から説明するサンプルス クリプトも一緒に置いてあります。 – このスクリプトは随時追加予定 http://plaza.umin.ac.jp/hmp/
  • 29. サンプルスクリプト1 ? 統合EFファイル抽出スクリプト – 医療資源をもっとも投入した傷病名のICD10が ○○である患者の統合EFファイルのデータだけを 抜き出したファイルを作るスクリプト ? 「このスクリプトは少数の患者さんのデータ だけになっていれば自分でも（EXCELか何か で）E/Fファイルの分析ができるのに」と 思っている方に、特定の患者のEFデータのみ を抜き出してファイルを作成するものです。
  • 30. Master1ファイルの中身 このマスターに抽出対象ICDコードを1行1こづつ記 載します。 ? ファイル内のICD10リスト E100 を抽出してほしいICD10の E101 E102 リストに書き換えます。 E103 E104 E105 E106 E107 E108 E109 E110 E111 E112 E113 E114 E115 E116 E117 E118 E119
  • 31. データ抽出スクリプトの中身 MASTER = load 'master.txt'; ? こちらは特段い A = JOIN FF1 by $32,MASTER by $0; じる必要はあり ません。 A1 = Foreach A generate $0,$3,$9,$2; A2 = FILTER A1 by $3==0; B = JOIN A2 by ($0,$1,$2),EF by ($0,$1,$3); FINALDATA =FOREACH B generate $4,$5,$6,$7,$8,$9,$10, $11,$12,$13,$14,$15,$16,$17,$18,$19, $20,$21,$22,$23,$24,$25,$26,$27,$28, $29,$30,$31,$32,$33,$34;
  • 32. 結果ファイル ? 出力フォルダーにoutput.txtというファイ ルができます。そこに抽出された患者の 統合EFファイルが書き出されます。 （フォーマットはそのままです） ? あとはお好みでEXCELでもACCESSでもで ファイルを開いて分析を行ってください。
  • 33. サンプルスクリプト2 ? 標準化死亡比計算スクリプト – 国立病院機構が平成22年度医療の質評価?公 表推進事業における臨床評価指標において公 表(http://www.hosp.go.jp/7,9502.html )した標準 化死亡比の計算方法に基づいて、自分のデー タで標準化死亡比を計算するスクリプトです。
  • 34. 使い方 ? Durokにて統合EFファイル?様式1ファイ ル?本スクリプト及びマスターを選択し、 実行します。 ? 出力フォルダーのoutput.txtというファイ ルにデータが書き出されます。
  • 35. 出力データ 左から順に – 医療機関番号 – 退院患者数 – 死亡退院患者数 – 予測死亡数 – （実）死亡退院率 – 予測死亡退院率 – 標準化死亡比 – 標準化死亡比の95％信頼区間上限 – 標準化死亡比の95％信頼区間下限 の順に記載されています。
  • 36. このほかにこのソフトでできる こと 患者番号 レセプトコード 名称 投与量 点数 実施日 バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101220 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101224 ㎎ ログ型データから バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101229 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1000036 610443053 1 5.8 20101229 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1002404 610443053 1 5.8 20100805 ㎎ バイアスピリン錠１００ 1002404 610443053 1 5.8 20100812 ㎎ グリセオール注２００ｍ 1002404 620002191 3 909 20100729 ｌ グリセオール注２００ｍ 1002404 620002191 バイアスピリン 20100730 3 909 グリセオール ｌ 患者番号 投与量計 初回投与日 最終投与日 投与量計 初回投与日 最終投与日 1000036 4 20101220 20101229 1002404 2 20100805 20100812 6 20100729 20100730 1患者1レコード型へのデータ変換 これで統計ソフトで、分析ができる
  • 37. 1患者1レコード型の データ変換スクリプト ? 現在鋭意プログラム開発中 ? シンプルに表現できるスクリプトでこの 処理ができるようになる予定 ? 目標今年夏が終わるまで。 ? 今のソフトのままでも実現可能ですが、 スクリプトが複雑/速度が遅いので現在公 開を見合わせています。
  • 38. 自分でスクリプトが書きたい ? もちろん自分で書くこ ともできます。 ? 日本語で紹介されてい る本で使えるものはこ の本 ? 3800円 450ページ ? Pigのスクリプトについ て書かれている部分は 20ページあまりです。 ? 分散処理そのものに興 味がある人には非常に おすすめです。
  • 39. まとめ DPCデータを分析に使うに は ? HISによるシステム化 高 ? DPC分析ソフト(サービス)の利用 有償 – ARROWS/EVE/ヒラソル????? 低い ? 自分でDB化して分析 無料 ? DPCデータから直接分析をする 研究班新規のやり方の提案