使用Synthea生成特定疾病模块患者的实践指南

背景介绍

Synthea作为开源的合成患者数据生成工具，能够模拟真实患者的完整医疗记录。在实际应用中，研究人员经常需要生成具有特定疾病特征的患者数据，例如仅包含心房颤动(Atrial Fibrillation)的患者记录。本文将详细介绍在Synthea中实现这一需求的正确方法。

常见误区分析

许多用户尝试通过以下方式生成特定疾病患者：

1. 仅指定疾病模块运行：如-m *fibrillation*
2. 注释掉其他模块：如Lifecycle、Cardiovascular Disease等
3. 直接修改疾病模块文件

这些方法通常会产生不理想的结果，主要因为：

• Synthea的模块设计是相互关联的，疾病发展需要基础生理过程支持
• 单纯运行一个疾病模块仍会触发相关的基础医疗事件记录
• 直接修改核心模块会影响系统稳定性

正确实现方法

方法一：使用M特性

Synthea提供了专门的"M"特性用于生成特定疾病患者：

./run_synthea -g M -a 60-60 -m *fibrillation* -p 1

关键参数说明：

• -g：指定性别
• -a：设置年龄范围
• -m：指定目标疾病模块
• -p：生成患者数量

此方法会优先考虑满足指定疾病条件的患者生成。

方法二：使用Keep Patients机制（推荐）

更可靠的方法是使用Synthea的"Keep Patients"功能：

1. 创建独立的keep模块(json文件)，例如keep_af.json：

{
  "name": "Keep Atrial Fibrillation Patients",
  "states": {
    "Initial": {
      "type": "Initial"
    },
    "CheckCondition": {
      "type": "ConditionOnset",
      "target_encounter": null,
      "codes": [
        {
          "system": "SNOMED-CT",
          "code": "49436004",
          "display": "Atrial fibrillation"
        }
      ],
      "transition": {
        "condition_met": "Keep",
        "condition_not_met": "Reject"
      }
    },
    "Keep": {
      "type": "Terminal"
    },
    "Reject": {
      "type": "Terminal"
    }
  }
}

2. 运行命令时指定keep模块：

./run_synthea -k path/to/keep_af.json -p 100

技术原理

Keep Patients机制的工作流程：

1. 系统首先生成完整医疗记录的患者
2. 然后应用keep模块中的条件检查
3. 只有满足条件的患者才会被保留
4. 不满足条件的患者会被丢弃并重新生成

这种方法确保了：

• 患者数据的完整性和合理性
• 疾病发展的自然病程
• 相关并发症和治疗的完整性

最佳实践建议

1. 对于常见疾病，优先使用M特性
2. 对于罕见病或复杂条件，使用Keep Patients机制
3. 适当调整generate.max_attempts_to_keep_patient配置值
4. 结合年龄、性别等人口统计学参数提高成功率
5. 保持核心模块的完整性，避免直接修改

常见问题解决

若遇到"Failed to produce a matching patient"错误，建议：

1. 检查疾病代码是否正确
2. 确认年龄范围与疾病发病年龄匹配
3. 增加尝试次数参数
4. 简化keep条件，逐步增加复杂度

通过以上方法，研究人员可以高效地生成符合特定疾病特征的合成患者数据，同时保证数据的临床合理性和完整性。