信息速览
INFOBOX — MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease 一屏速览
维度 内容 本质 MIMIC-IV 的心脏病专用扩展子集:按 ICD 主诊断筛出 4761 例,把散落在十余张 EHR 表里的检查信息重组为「一例一条证据链」 团队 Jiawei Cao、Sendong Zhao(清华大学);母数据集出自 MIT 计算生理学实验室 / BIDMC 发布 PhysioNet v1.0.0,2025-05-06;doi:10.13026/khgm-hc33;RRID: SCR_007345 规模 4761 例住院记录、20 种 ICD-10 心脏病、平均每例 14.21 个真实诊断 病种 Top3 心衰 I50(1420)、急性心梗 I21(1398)、慢性缺血性心脏病 I25(633) 每例内容 主诉 + 现病史 + 入院查体 + ≥2 项影像报告 + 检验分组结果 + 微生物培养 + ECG 机器报告 + 最终 ICD 诊断 特色任务 多轮交互:检验 LLM 能否像接诊医生一样按需开检查、逐步收敛诊断,而非一问一答式答题 防泄漏 排除含 PRE-CPB / POST-CPB / PRE BYPASS / POST BYPASS 字段的记录(提示曾行体外循环手术) 生态 ECG 报告直接引自 MIMIC-IV-ECG;与 MIMIC-IV-Ext CDM(腹部)构成脏器互补双基准 第三方评测 DxChain(arXiv:2604.23605):主诊断 ACC 74.08 → 84.98(GPT-4.1-Mini 骨干) 获取 PhysioNet 凭证访问:签 DUA + CITI 认证,非公开直链 库内定位 MIMIC 系疾病专用扩展集(区别于全库/单模态衍生),rid 待发布回填
MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease 是一个「把 EHR 重组为临床剧本」的数据集工程。它不采集任何新数据,而是从 MIMIC-IV 里按 20 种心脏病的 ICD 主诊断筛出 4761 例住院,然后把每例患者从入院到出院的诊断全过程中真正用到的证据——主诉、现病史、查体、影像、检验、微生物培养、心电图——重新编排成一条以 hadm_id 为键的证据链,让大语言模型可以像面对一位真实患者一样,先看主诉、再决定开什么检查、再依据回报收敛判断。它要回答的问题是:在考试题上拿高分的医疗 LLM,放到一份嘈杂、不完整、需要主动收集信息的真实病历前还剩几分。
导语读法三则:
- 只想下数据:直奔 §6 获取与许可——本数据集需 PhysioNet 凭证(签署 DUA + 完成 CITI 认证),无公开直链。
- 关心数据怎么造的:直奔 §3 构建方法——ICD 筛选、影像同义词词典、检验分组、防泄漏排除四道工序连读。
- 想跑评测:直奔 §7 评估与基准——官方多轮交互框架与第三方 DxChain 结果对照。
§0 导读:这个数据集解决什么问题
医疗大语言模型的评测长期悬浮在「考试模式」上。PhysioNet 条目作者引用的一项 519 篇文献综述指出:医疗 LLM 研究里只有约 5% 使用了真实患者数据,其余绝大多数依赖医学考试题或专家人工设计的病例。考试题把患者体验压缩成一段干净的小剧本——症状、体征、关键检验一次性奉上,模型只需要「读题作答」。但真实临床是另一个形态:信息分散在检验科、影像科、心电室的不同系统里,医生必须自己决定做哪些检查、按什么顺序做、每一步回报后如何修正假设。一个能把 USMLE 刷到 90 分的模型,未必会想到给胸痛患者先做 D-二聚体。
MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease 的回答是把「真实」搬进评测:以心脏病为切片(心脏病种类多、各需不同检查手段、常伴长期生活方式累积与多重并发症,患者信息复杂度天然够高),从 MIMIC-IV 中筛出主诊断为 20 种心脏病之一的 4761 例住院,把每例的诊断全过程证据按临床叙事重组。配合作者开源的多轮交互框架,模型拿到的是主诉与现病史,之后每一项检查都要它自己「开口要」,系统从证据链中检索相应结果回给它——直到模型给出最终诊断,再与真实 ICD 编码对照。
§0 读法三则:
- 这个条目是「子集构建 + 交互框架 + 第三方基准」三合一:本体是 4761 例证据链(9 张 CSV + 2 个 JSON),配套是开源多轮诊断框架,外延是 DxChain 等论文把它当临床推理基准用——三者的获取门槛与用法不同(§6/§7)。
- 全文核心数字(4761 例、20 病种、逐病种病例数、14.21 平均诊断数)均出自 PhysioNet 官方页与 DxChain 附录,双口径冲突已在 §9 存照。
- 库内 MIMIC 系条目众多(mimiciv、mimic-iv-ecg、mimic-iv-echo、mimic-iv-ext-pe 等),本条目是疾病专用扩展集——只面向心脏病的诊断证据链重组,与单模态衍生(ECG 波形、超声影像)和全库镜像(mimiciv)定位不同,检索时勿混。
§1 数据集速览:十问十答
Q1:4761 例是怎么筛出来的?
从 MIMIC-IV 的诊断表按心脏病 ICD 编码过滤主诊断:ICD-10 的 I20-I25、I30-I50,以及映射前 ICD-9 的 410-414、420-428。ICD-9 编码统一用映射表转成 ICD-10 后计数。筛选结果是住院记录(hadm_id)级——同一患者多次住院按不同记录计。
Q2:为什么选心脏病做切片?
作者给出三条理由:病种多(20 类)、每类依赖的检查手段不同(心梗靠肌钙蛋白与心电、瓣膜病靠超声、心包疾病靠影像与听诊)、且心脏病常由长期不健康生活方式累积并伴多重并发症——患者信息复杂,恰好能检验模型对病情的全面理解能力。
Q3:每条记录里有什么?
主诉、现病史(HPI)、入院查体、至少两项影像检查结果、多项检验与微生物培养结果、ECG 机器报告、最终诊断。所有字段以 hadm_id 关联到核心文件 heart_diagnoses.csv。
Q4:证据链的载体是什么文件?
核心是 heart_diagnoses.csv(note_id/subject_id 来自 MIMIC-IV-Note 的 discharge.csv);检验拆成全量版 heart_labevents_examination_group.csv(带检验分组字段)与首次版 heart_labevents_first_lab.csv;微生物同理两张表;另有 heart_diagnoses_all.csv(ICD 前三位大类口径)与 heart_diagnoses_all_true.csv(原始码口径)双版本诊断表、heart_procedures.csv 操作表、以及供 RAG 检索用的 HPI.json 与 RAG_data.json。
Q5:「多轮交互框架」怎么运作?
模型初始只见主诉与 HPI;它每请求一项检查,框架就从证据链中检索对应结果返回;直到模型报出诊断。检验模型能否像医生一样引导患者完成院内检查并收敛到正确诊断。检索库即 HPI.json 与 RAG_data.json。
Q6:ECG 数据哪来的?
直接引入 MIMIC-IV-ECG 数据集中的机器生成 ECG 报告,以「reports」字段挂在 heart_diagnoses.csv 中,多条报告间以空格分隔。
Q7:怎么防止数据泄漏?
两道工序:其一,影像报告中含 PRE-CPB / POST-CPB / PRE BYPASS / POST BYPASS 等体外循环标记的记录整条排除(这些字段暗示患者做过心脏外科手术,等于把手术诊断喂给了模型);其二,抽取影像前先把检验与微生物段落从出院报告中剥离,避免混淆。
Q8:数据质量做了哪些控制?
影像同义词词典由人工标注 200 份出院报告构建(影像检查名同义词多、报告格式杂,是抽取难点);检验按体液与检验类型分组(血常规、肝功、肾功、心肌标志物等;尿、腹水、胸水分别归入尿常规、腹腔穿刺、胸腔穿刺);少于 3 例的影像检查整体清除。
Q9:能跟其他 MIMIC 数据集联用吗?
能。每条记录以 hadm_id 标识,与 MIMIC-IV 生态完全兼容——可与 MIMIC-IV 原库、MIMIC-IV-ECG 波形、MIMIC-IV-Note 原文等按 id 回联。但注意:本子集收录的是 MIMIC-IV 中该患者可得的检查结果,不保证覆盖住院期间做过的全部检查。
Q10:除了多轮诊断还能干什么用?
官方口径:可直接用于分类、预测等任务,或作为修改版 MIMIC 子集支持其他研究。第三方已把它当临床推理 agent 基准(DxChain 评测主诊断准确率、诊断召回与逻辑一致性),也可改造为信息抽取、检验推荐、报告理解的训练/评测料。
§2 名称、身份与谱系:它到底是不是又一个 MIMIC 衍生集
2.1 命名解析
「MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease」这个名字分三段读:
- MIMIC-IV:Medical Information Mart for Intensive Care IV,MIT 计算生理学实验室与贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)联合维护的重症监护 EHR 数据库,本条目的母数据集。
- Ext:Extended 的缩写,标记这是一条「扩展系列」——PhysioNet 上存在多个以 MIMIC-IV-Ext 开头的条目(Clinical Decision Making、Triage Instruction Corpus、Apixaban Trial Criteria Questions、ECG-Glucose 等),它们共享同一个思路:不搬运 MIMIC-IV 原始表,而是针对某一任务场景做任务化重组。本条目是该家族中的心血管诊断分支。
- Cardiac Disease:任务域限定——只收主诊断为 20 种心脏病之一的住院记录。
2.2 与库内 MIMIC 系条目的区分
本库已收录大量 MIMIC 系条目,检索时极易混淆。按血缘与定位分四类对照:
| 类别 | 条目 | 关系 |
|---|---|---|
| 全库镜像 | mimiciv(MIMIC-IV v3.1 本体)、mimiciii / MIMIC-III、mimic3wdb 系列、MIMIC-IV-ED | 本条目的上游血缘:4761 例全部出自 MIMIC-IV |
| 单模态衍生 | mimic-iv-ecg(心电波形)、mimic-iv-echo(超声心动)、mimic-cxr 系列、mimic-iii-ext-ppg | 直接引用:ECG 机器报告字段原样引自 MIMIC-IV-ECG |
| 同族扩展 | mimic-iv-ext-pe(肺栓塞)、mimic-iv-ext-ecg-glucose | 同方法论兄弟:均为 MIMIC-IV-Ext 任务化扩展,但疾病域/模态不同 |
| 邻域应用 | nosocomial-risk-mimic、mimic-perform、phenotype-annotations-mimic 等 | 共享母库的平行应用,无文件级血缘 |
独立性声明:本条目不是上述任何条目的别名、版本或合并视图。它的独占内容是「心脏病主诊断 × 全检查链证据重组 × 多轮交互任务定义」这一组合——库内没有第二个条目同时覆盖这三个要素。它与 mimic-iv-ext-pe 共享「MIMIC-IV-Ext + 诊断任务化」的方法论,但病例集、病种表与证据字段互不重叠(一个心血管、一个肺栓塞);它与 mimic-iv-ecg 是引用关系而非版本关系。
2.3 官方标识符
- DOI:10.13026/khgm-hc33(v1.0.0 永久解析)
- RRID:SCR_007345(PhysioNet 平台级资源标识,引用时随 DOI 一并给出)
- 引用格式:Cao, J., & Zhao, S. (2025). MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease (version 1.0.0). PhysioNet.
- 版本史:仅 1.0.0 一版(2025-05-06 发布),截至检索时无更新版本
§3 构建方法:四道工序把 EHR 变成诊断剧本
3.1 工序一:ICD 主诊断筛选
从 MIMIC-IV 的 diagnoses_icd 表出发,按心脏病 ICD 编码过滤主诊断字段。编码范围取 ICD-10 的 I20-I25(缺血性心脏病)、I30-I50(心包、心内膜、心肌、瓣膜、传导、心律失常、心衰等),覆盖 ICD-9 时代的 410-414(缺血)与 420-428(其他心脏病)。ICD-9 编码经映射表统一转换为 ICD-10 后合并计数。最终得到 4761 条住院记录,每条的主诊断落入 20 种心脏病之一。
3.2 工序二:影像检查抽取与同义词词典
这是全流程最棘手的一环。影像检查名的同义写法极多(同一次超声心动在报告里可能写作 ECHO、TTE、echocardiogram、心脏彩超等),报告格式又因科室与年代而异。作者的解法是人工种子词典:
- 随机抽取 200 份出院报告,人工标注其中出现的全部影像检查名;
- 以标注结果构建「同义词 → 标准检查名」的词典;
- 抽取前先从出院报告中移除检验与微生物段落(这两段的表达方式会污染影像抽取);
- 用词典在清洗后的报告上做匹配,抽取每例的影像检查结果;
- 清洗:少于 3 例的影像检查整体删除(样本过少的检查对评测无统计意义)。
每例最终保证至少两项影像检查结果。
3.3 工序三:检验与微生物的分组重组
检验数据(labevents)量大且项目名琐碎,直接喂给模型既费上下文又难学。作者按体液 + 检验类型两级分组:
- 血液类按基础检验组打包:全血细胞计数(CBC)、肝功能、肾功能、心肌标志物等;
- 其他体液独立成组:尿液归入尿常规(urinalysis)、腹水归入腹腔穿刺液检查、胸水归入胸腔穿刺液检查;
- 微生物培养(microbiologyevents)单独成表,保留培养结果原文;
- 每类另出「首次版」表(heart_labevents_first_lab.csv / heart_microbiologyevents_first_micro.csv),只保留住院期间第一次结果,供不需要时序的下游任务使用。
3.4 工序四:防泄漏排除与双口径诊断表
泄漏防线:出院报告的影像段落中若出现 PRE-CPB / POST-CPB / PRE BYPASS / POST BYPASS 等体外循环标记,整条记录排除——这些标记意味着患者接受了心脏外科手术(搭桥、换瓣等),而手术史本身就是强诊断信号,留在报告里等于作弊。
诊断表双口径是本数据集的一个精巧设计:
- heart_diagnoses_all_true.csv:保留原始 ICD 编码与完整 long_title,用于需要细粒度诊断标签的任务;
- heart_diagnoses_all.csv:ICD 码只取前三位、病名取大类,用于按疾病类别评估的任务(20 病种分类即用此口径)。
两个文件都从 MIMIC-IV 的 diagnoses_icd.csv 抽取,因此每例不止有主诊断,还有住院期间记录的全部合并症与继发诊断——DxChain 论文统计平均每例 14.21 个真实诊断,正说明这个数据集对「只猜主诊断」的模型同样会漏掉大量合并症信息。
3.5 工序五:ECG 引入与 RAG 检索库
ECG 机器报告直接引自 MIMIC-IV-ECG 数据集,以 reports 字段并入核心表(多条以空格分隔)。另将主诉与 HPI 整理为 HPI.json、全量证据整理为 RAG_data.json,作为官方多轮交互框架的检索数据库——模型每请求一项检查,框架在这两个 JSON 中检索对应 hadm_id 的结果返回。
§4 数据规模与病种分布:4761 例的全景
4.1 逐病种病例数(v1.0.0 官方表)
| # | 疾病 | ICD-10 | 病例数 | 占比 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 心力衰竭(Heart failure) | I50 | 1420 | 29.8% |
| 2 | 急性心肌梗死(Acute myocardial infarction) | I21 | 1398 | 29.4% |
| 3 | 慢性缺血性心脏病(Chronic ischemic heart disease) | I25 | 633 | 13.3% |
| 4 | 心房颤动与扑动(Atrial fibrillation and flutter) | I48 | 434 | 9.1% |
| 5 | 非风湿性主动脉瓣病变(Nonrheumatic aortic valve disorders) | I35 | 229 | 4.8% |
| 6 | 心包其他疾病(Other diseases of pericardium) | I31 | 146 | 3.1% |
| 7 | 阵发性心动过速(Paroxysmal tachycardia) | I47 | 128 | 2.7% |
| 8 | 急性心包炎(Acute pericarditis) | I30 | 81 | 1.7% |
| 9 | 房室与左束支传导阻滞(AV and left bundle-branch block) | I44 | 67 | 1.4% |
| 10 | 非风湿性二尖瓣病变(Nonrheumatic mitral valve disorders) | I34 | 49 | 1.0% |
| 11 | 急性与亚急性心内膜炎(Acute and subacute endocarditis) | I33 | 36 | 0.8% |
| 12 | 心绞痛(Angina pectoris) | I20 | 35 | 0.7% |
| 13 | 其他心律失常(Other cardiac arrhythmias) | I49 | 34 | 0.7% |
| 14 | 心肌病(Cardiomyopathy) | I42 | 31 | 0.7% |
| 15 | 急性心肌炎(Acute myocarditis) | I40 | 16 | 0.3% |
| 16 | 其他急性缺血性心脏病(Other acute ischemic heart diseases) | I24 | 11 | 0.2% |
| 17 | 后续性心梗(Subsequent STEMI/NSTEMI) | I22 | 5 | 0.1% |
| 18 | 其他传导障碍(Other conduction disorders) | I45 | 5 | 0.1% |
| 19 | 心脏骤停(Cardiac arrest) | I46 | 2 | 0.04% |
| 20 | 非风湿性三尖瓣病变(Nonrheumatic tricuspid valve disorders) | I36 | 1 | 0.02% |
4.2 分布形态读解
这张表是使用本数据集前必须消化的第一手事实,三个要点:
- 头重脚轻:心衰(1420)+ 急性心梗(1398)两病种合计 2818 例、占全集 59.2%;前四名占 81.6%。任何「全集准确率」指标都会被头部病种主导。
- 长尾极长:尾部五个病种(I22/I45/I46/I36 及 I24 以下)合计不足 30 例——三尖瓣病变仅 1 例、心脏骤停仅 2 例。对这些病种做 leave-one-out 式评测在统计上无意义,正确的用法是把它们当作「模型在极稀缺样本上的行为观察点」。
- 不均衡基准的正确打开方式:评测建议按病种分层报告(per-class),或采用 macro 平均;若沿用官方 20 类分类框架,需明确对尾类的处理策略(合并、过采样或单列「长尾组」)。
4.3 病例结构数字
- 4761 条住院记录(hadm_id 级);同患者多次住院各计一条
- 平均每例 14.21 个真实诊断(DxChain 论文附录口径)——注意这是「住院期间记录的全部 ICD 编码数」,不是主诊断数
- 每例至少 2 项影像检查、多组检验、若干微生物培养、若干 ECG 机器报告
- 母库时段:MIMIC-IV v3.1 覆盖 2008-2022 年 BIDMC 住院人群(本子集未单独披露年份分布)
§5 文件字典:10 个文件逐表拆解
本节按 PhysioNet 官方 Data Description 逐文件展开,作为拿到数据后的第一张速查表。
5.1 heart_diagnoses.csv — 核心证据链表
全数据集的中枢,其他文件经 hadm_id 与它关联。字段分三组:
- 标识组:hadm_id(住院记录,主键)、subject_id(患者)、note_id(出院报告,取自 MIMIC-IV-Note 的 discharge.csv);
- 叙事组:主诉(chief complaint)、现病史(HPI)、入院查体(physical examination)、影像检查结果(经同义词词典抽取,至少 2 项);
- 辅助组:reports 字段存放 MIMIC-IV-ECG 的机器生成 ECG 报告,多条报告以空格分隔。
5.2 heart_diagnoses_all.csv / heart_diagnoses_all_true.csv — 诊断双口径
两表均抽取自 MIMIC-IV 的 diagnoses_icd.csv,记录每例住院的全部 ICD 诊断:
- all 版:icd_code 只保留前三位(如 I50、I21),long_title 为对应大类病名——用于 20 类分类等粗粒度任务;
- all_true 版:保留完整 ICD 码与原始 long_title——用于细粒度诊断、合并症分析。
5.3 heart_labevents_examination_group.csv — 检验全量表
抽取自 MIMIC-IV labevents.csv,新增 examination_group 字段标注检验所属的基础检验组(全血细胞计数、肝功能、肾功能、心肌标志物、尿常规、腹腔穿刺液、胸腔穿刺液等)。这是多轮交互框架按「开单」检索结果的主要数据源。
5.4 heart_labevents_first_lab.csv — 检验首次版
上一表的精简版:同一患者同一检验只保留住院期间第一次结果。适用于把检验当静态特征的分类/预测任务,避免时序对齐成本。
5.5 heart_microbiologyevents.csv / heart_microbiologyevents_first_micro.csv — 微生物培养双表
同样一对全量/首次表,来自 MIMIC-IV microbiologyevents.csv。感染性心内膜炎(I33,36 例)等病种的诊断高度依赖血培养结果,这两张表是相关病例的核心证据。
5.6 heart_procedures.csv — 操作表
抽取自 MIMIC-IV procedures.csv,记录住院期间的操作与手术编码。注意与防泄漏逻辑的关系:手术信息从出院报告叙事中被排除(PRE-CPB 标记),但操作编码表独立保留——下游若不想让模型从操作码反推诊断,需自行裁剪。
5.7 HPI.json / RAG_data.json — 检索库
官方多轮交互框架的 RAG 数据库:HPI.json 收录每例主诉与现病史(对话的初始上下文),RAG_data.json 收录全量检查证据(模型请求检查时的检索目标)。两者以 hadm_id 索引。字段级说明见数据集 README.md。
5.8 关系图(文字版)
heart_diagnoses.csv(核心,hadm_id 主键)
├── heart_diagnoses_all.csv (诊断·大类口径)
├── heart_diagnoses_all_true.csv (诊断·原始码口径)
├── heart_labevents_examination_group.csv (检验·全量+分组)
│ └── heart_labevents_first_lab.csv (检验·首次)
├── heart_microbiologyevents.csv (微生物·全量)
│ └── heart_microbiologyevents_first_micro.csv (微生物·首次)
├── heart_procedures.csv (操作编码)
└── [引用] MIMIC-IV-ECG 机器报告 → reports 字段
HPI.json / RAG_data.json(检索库,服务官方交互框架)
§6 License 与获取:PhysioNet 凭证访问的完整路径
6.1 访问性质:凭证制,非公开直链
本数据集在 PhysioNet 标注为 Credentialed Access(部分 PhysioNet 列表页亦显示为 Restricted——两种标注口径并存,实际均为需凭证访问,本条目在 §9 存照)。这意味着:
- 没有公开直链,无法匿名下载;
- 获取需走 PhysioNet 标准凭证流程(见 6.2);
- 数据不得再分发——拿到数据后不能转传给未授权同事,每人需自行申请。
6.2 获取四步(如实标注)
- 注册 PhysioNet 账号:physionet.org 实名注册;
- 完成 CITI 课程认证:在 CITI Program 完成「Data or Specimens Only Research」课程,把证书上传至 PhysioNet 个人页等待审核(首次约需 1-3 个工作日);
- 签署数据使用协议(DUA):在数据集页面(https://physionet.org/content/mimic-iv-ext-cardiac-disease/1.0.0/)点 Credentialed access 链接,接受与 MIMIC-IV 同源的 DUA 条款;
- 下载:凭证生效后经页面或 rsync/Globus 获取全部 10 个文件。
诚实成本提示:从零走完上述流程通常需要数天(CITI 课程本身需数小时学习+考试)。若团队已有 MIMIC-IV 访问权,本数据集不设额外门槛——同一凭证直接可用。
6.3 许可条款要点
- 本数据集是 MIMIC-IV 的衍生子集,未新增任何患者数据,伦理审批沿袭母数据集(BIDMC 机构审查豁免 + MIT 合规框架);
- 使用遵循 PhysioNet DUA:仅限合法研究、禁止商业再识别、禁止尝试恢复患者身份、禁止向未授权方分发、发表时须按规定引用;
- 与母数据集 MIMIC-IV(v3.1)条款一致,无独立的新许可文本。
6.4 引用义务
使用本资源时按官方要求引用:Cao, J., & Zhao, S. (2025). MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease (version 1.0.0). PhysioNet. doi:10.13026/khgm-hc33(RRID: SCR_007345)。若同时使用了 MIMIC-IV 原库或 MIMIC-IV-ECG,应一并引用对应条目。
§7 评估与基准:官方框架与第三方战报
7.1 官方任务定义:多轮引导诊断
官方设定的检验问题是「大模型能否引导患者完成院内检查」。交互协议:
- 系统注入主诉与现病史(HPI.json);
- 模型每轮选择:请求某项检查 / 追问病史 / 给出最终诊断;
- 请求检查时,框架在 RAG_data.json 中按 hadm_id 检索对应结果返回(检验按 examination_group 组名检索,影像/ECG 按检查名检索);
- 终局诊断与 heart_diagnoses 双口径真值对照。
这个协议把「诊断准确率」变成了一个过程量:模型的开单效率(是否用最少的检查收敛)、开单合理性(是否选对病种特异性检查)、与诊断质量(终局命中)三者共同构成评估面。
7.2 第三方基准:DxChain(arXiv:2604.23605)
DxChain(2026-04 挂网)把本数据集与 MIMIC-IV-Ext CDM 并列为两大真实 EHR 基准,附录 A.1.1 明确记载:4761 例、20 种心血管病理、平均 14.21 个真值诊断/患者,并强调数据集「高度复杂,检验 agent 识别主诊断与多重合并症的能力」。
其在 GPT-4.1-Mini 骨干上的主结果(主诊断任务):
| 方法 | 主诊断 ACC | 平均诊断数 | 诊断 Recall |
|---|---|---|---|
| Base-model(直读) | 74.08 | 6.62 | 49.88 |
| Base + CoT | 74.04 | 6.72 | 50.50 |
| Medagents | 72.21 | 9.54 | 44.38 |
| MDagents | 75.36 | 9.79 | 51.89 |
| KAMAC | 77.05 | 11.15 | 43.58 |
| MAM | 73.78 | 9.95 | 48.85 |
| DxChain | 84.98 | 13.66 | 47.88 |
GPT-5-Nano 骨干上:Base 77.93 → DxChain 82.91;平均诊断数 5.32 → 9.98。
7.3 结果读解三条
- 「平均诊断数」是被低估的指标:真值是 14.21,而 Base 模型只报 6.62 个诊断——医疗 LLM 的系统性保守(不敢列合并症)在本基准上被量化得非常直观。DxChain 的 13.66 逼近真值,但其 Recall 只从 49.88 → 47.88(GPT-4.1-Mini 下反而略降),说明「报得多」与「报得对」尚未同步解决。
- 多 agent 框架未必占优:Medagents(72.21)低于裸模型(74.08)——在这类嘈杂真实数据上,框架的复杂度可能放大噪声传播。
- 本数据集不提供官方 leaderboard:作者发布的是数据与交互框架,各论文的预处理、骨干模型、指标定义各异,跨论文数字不可直接横比;复现评测时须固定协议。
§8 使用者实操清单:从拿到凭证到跑通第一个评测
8.1 下数据阶段
- 确认 CITI 证书在 PhysioNet 个人页处于 approved 状态;
- 在数据集 1.0.0 页面签署 DUA 后下载(约数百 MB 量级 CSV/JSON);
- 校验 hadm_id 一致性:heart_diagnoses.csv 的 hadm_id 应为其他所有表外键的母集;
- 顺手记录下载版本(1.0.0)与日期,写进实验日志——PhysioNet 后续若出 1.1 版,结果可比性依赖版本锚定。
8.2 理解数据阶段
- 先读官方 README.md 的字段说明(PhysioNet 页面明示字段表在 README 中,不在摘要里);
- 用 heart_diagnoses_all_true.csv 统计每例诊断数分布,亲自验证 14.21 这个均值的口径;
- 抽 3-5 例完整读一遍叙事字段,感受出院报告抽取后影像/检验段落的残留形态——这决定你信不信抽取质量;
- 检查 reports 字段的空格分隔约定:ECG 多报告合并存放,先 split 再用。
8.3 搭评测阶段
- 决定诊断口径:20 类分类用 all 版,细粒度用 all_true 版——论文里必须写清用的是哪张表;
- 处理长尾:I36(1 例)/I46(2 例)等尾类建议合并入「其他」或单列长尾组,否则 per-class 指标会被零除或单样本波动主导;
- 若做交互式评测,实现请求-检索回环时注意:检验结果应按 examination_group 整组返回(与临床开单粒度一致),而不是逐个项目;
- 复现 DxChain 类对比时固定骨干模型与对话轮数上限,否则过程性指标(开单数)不可比。
8.4 合规阶段
- 论文引用官方 BibTeX(含 DOI 与 RRID);
- 若与 MIMIC-IV 原库回联(如取人口学、出入院时间),确认你的 MIMIC-IV DUA 仍在有效期;
- 不在本数据集上训练后公开的模型权重中嵌入可再识别信息——DUA 禁止再识别用途;
- 发布衍生代码时只放处理脚本与指标,不放任何数据内容(含样例叙事字段)。
§9 坑点清单:使用本数据集前必须知道的九个坑
坑 1:把「Credentialed」当「Open」去搜直链。
PhysioNet 上有些 MIMIC 衍生集(如 MIMIC-IV-Note 的部分组件、Demo 子集)是开放的,但本数据集不是。在 GitHub/HuggingFace 上搜到的任何「镜像」都违反 DUA,且无法保证与官方 1.0.0 一致——唯一合法来源是 PhysioNet 凭证下载。别用第三方打包版的数字写论文。
坑 2:混淆住院记录级与患者级。
4761 是 hadm_id(住院记录)数,不是患者数。同一患者心衰住院两次即计两例;做患者级聚合(如跨住院追踪)需先按 subject_id 去重,否则样本泄漏(同一患者横跨训练/测试集)会虚高结果。
坑 3:用全集准确率掩盖病种偏斜。
头部两病种占 59.2%,一个只会认心衰和心梗的模型全集准确率就能过半。评测必须 per-class 或 macro 平均,并在论文里报出 20 类各自的样本量(§4.1 表可直接引用)。
坑 4:忽略 ICD 双口径表。
用 all_true 版做 20 类分类会把「I50.33」当独立类别;用 all 版做细粒度诊断会丢亚型信息。开工前先明确任务粒度,选对表;论文若不写清用的哪张表,数字无法被复现。
坑 5:把排除体外循环记录误解为「无外科病例」。
防泄漏排除的是出院报告影像段落含 CPB 标记的记录,heart_procedures.csv 里仍保留操作编码。若你的任务不希望模型从操作码反推手术史,需要自己裁剪该表;反之若研究外科围术期诊断,这份被排除的样本群体本身已不在数据集内——结论不能外推到心脏外科人群。
坑 6:高估影像抽取的完整性。
影像字段靠 200 份人工标注构建的同义词词典抽取,报告书写异质性意味着召回必有缺口;官方也明示 MIMIC-IV 本身不保证收录全部检查。把「记录里没有某检查」推断为「临床没做某检查」是过度解读。
坑 7:把 14.21 平均诊断数当主诊断数。
14.21 是每例全部记录在案的 ICD 诊断均值(含合并症与继发诊断)。主诊断任务下真值只有 1 个/例。混用两者会让「模型漏了多少诊断」的结论相差一个数量级。
坑 8:检验检索按项目名而非检验组。
官方把检验组织成 examination_group(CBC、肝功等),这是临床开单的真实粒度。若交互框架按单个项目(如「血钠」)检索,模型一次「开单」能撬出整组结果,任务难度会被无意拉低,与官方协议不可比。
坑 9:跨论文横比成绩。
本数据集无官方 leaderboard,DxChain 等论文各自设定骨干模型、轮数上限、指标实现。看到「84.98」时先问:哪个骨干、几轮、什么口径的 ACC——脱离协议的数字对比没有意义。
§10 与 MIMIC 生态的关系图谱
10.1 血缘上游
- MIMIC-IV v3.1(库内条目 mimiciv):4761 例的唯一数据源。诊断取自 diagnoses_icd,检验取自 labevents,微生物取自 microbiologyevents,操作取自 procedures,出院叙事取自 MIMIC-IV-Note 的 discharge 组件。理解本数据集的任何字段异常(缺失、格式、单位)都应回到母库文档找答案。
- MIMIC-IV-Note:note_id 与出院报告文本的直接来源。
- MIMIC-IV-ECG(库内条目 mimic-iv-ecg):reports 字段的内容提供方。若需要心电波形(而非机器报告文本),需另行回联 MIMIC-IV-ECG 原库。
10.2 同族横向对照
| 条目 | 域 | 规模 | 与本条目关系 |
|---|---|---|---|
| MIMIC-IV-Ext CDM(库外,PhysioNet) | 腹部病理(阑尾炎/胆囊炎/憩室炎/胰腺炎) | 2400 例 | 同方法论(检查证据链+多轮决策);DxChain 用两者论证跨脏器泛化 |
| mimic-iv-ext-pe(库内 rid 618) | 肺栓塞 | — | 同前缀扩展系列,疾病域不同 |
| mimic-iv-ext-ecg-glucose(库内 rid 998) | 心电+血糖模态组合 | — | 同前缀扩展系列,任务形态不同 |
| MIMIC-IV-Ext Triage / Apixaban 等(库外) | 分诊/试验资格 | — | MIMIC-IV-Ext 家族其他分支 |
10.3 典型组合用法
- 本集 + mimic-iv-ecg:文本证据链 + 原始波形,做多模态诊断(报告与波形同源,可对齐验证);
- 本集 + mimiciv:按 subject_id/hadm_id 回联人口学、药物、出入院时间,扩充特征面;
- 本集 + MIMIC-IV-Ext CDM:心血管 + 腹部双域评测,检验诊断 agent 的跨脏器泛化(DxChain 范式)。
§11 局限与批评性视角
11.1 数据侧局限
- 病种偏斜不可回避:59.2% 集中在两个病种,尾类样本接近于零。这个分布继承自真实住院谱系,无法在不失真的前提下重采样——使用者只能靠分层评测与长尾策略缓解。
- 单中心固有限制:全部病例来自 BIDMC 一家医院 2008-2022 年的住院人群,检查项目组合、报告书写风格、编码习惯均带单中心印记,跨中心泛化未经验证。
- 叙事抽取的误差传导:HPI、查体、影像三个叙事字段全部经程序+词典从出院报告抽取,词典的覆盖面与抽取规则的一致性没有发表量化评估(200 份标注样本的构建质量未见独立报告)。
- 成人重症偏置:MIMIC-IV 覆盖 ICU 相关住院成人,儿科、门诊、轻症未覆盖;「引导院内检查」的评测结论不能外推到初级保健场景。
11.2 任务侧局限
- 多轮交互的「患者」是数据库:官方框架里模型的每项请求都得到数据库的真实回报,但真实患者的检查有禁忌、延迟、成本与假阴性——框架不模拟这些摩擦,评测的是「理想检查环境下的引导能力」。
- 无官方 leaderboard 与标准划分:数据未预设 train/test 切分,各论文自行切分导致数字不可比(坑 9)。
- 诊断真值本身是编码产物:ICD 编码由医院编码员依病历录入,存在漏编与特异性缺失(ICD 编码质量文献中已充分记载);把编码当金标准评估模型,等于接受编码员的视野上限。
11.3 一个平衡的评价
上述局限大多继承自「用真实数据评测」这条路本身的代价——正如作者在背景中所说,真实数据难获取、难处理,但这恰恰是 95% 的现有评测缺位的地方。本数据集的价值不在于它是无瑕的金标准,而在于它把医疗 LLM 的考卷从「题目干净的小剧本」换成了「信息分散、需要主动收集的真实病历」,并给出了可复用的重组工序(同义词词典、检验分组、防泄漏排除)供后续其他病域复制。
§12 案例解剖:一例心衰住院的证据链长什么样
以一例典型 I50(心衰)住院为例,说明各字段在证据链中的角色(示意性重构,非具体患者数据):
- 主诉:「活动后气短 3 月,加重伴双下肢水肿 1 周」——模型的起点信息;
- 现病史(HPI):起病过程、既往心衰/高血压史、用药与依从性——HPI.json 的检索源;
- 入院查体:双肺湿啰音、下肢凹陷性水肿、颈静脉怒张——床旁证据,模型判断是否需要立即开 BNP;
- 检验组:examination_group 标注的 BNP/NT-proBNP(心肌标志物组)、电解质与肾功(利尿剂安全性评估组)、CBC——模型按组开单,框架按组返回;
- 影像:胸片(肺淤血)+ 超声心动(LVEF、瓣膜情况)——同义词词典抽取的关键证据;
- ECG 机器报告:节律、ST-T 改变——引自 MIMIC-IV-ECG;
- 微生物培养:若疑似感染诱发心衰失代偿,血培养结果入链;
- 终局:heart_diagnoses_all_true.csv 里的完整 ICD 列表——主诊断 I50.x 之外,往往还有 10+ 条合并症编码(高血压、房颤、CKD 等),这正是 14.21 均值的来源,也是「只猜主诊断」以外的第二个评测面。
这条链的评测形态:模型看完 1-3 后应主动开出 4-6 中最关键的检查(而非一次全要),收到回报后修正假设,最终给出覆盖主诊断与主要合并症的诊断列表。
§13 按角色阅读路径:五类使用者各自的最低必读集
医疗 LLM 评测者:§1 Q5/Q9 → §5.7 检索库 → §7.1 协议 → §9 坑 2/3/8/9 → §8.3 第 9-12 条。核心是固定协议与分层指标,别做全集均值。
诊断 agent 开发者:§3.4 双口径 → §5 全部 → §7.2 DxChain 结果 → §11.2 第 5/6 条。你的系统要优化的第一指标可能是「平均诊断数 vs 真值 14.21」的缺口,而不只是主诊断 ACC。
MIMIC 生态数据工程师:§2.2 分类表 → §3 五道工序 → §5.8 关系图 → §10。若要为其他病域复制本方法(如呼吸、肾病),§3 的工序清单可直接当模板。
医学信息学教学者:§0 → §4.2 分布读解 → §11 局限与平衡评价 → §12 案例。本条目是「真实数据评测为什么难、又为什么必须」的现成教案。
临床研究者(非 AI 背景):§1 十问 → §6 获取路径 → §9 坑 4/7。重点搞清:你需要 CITI 认证与 DUA;引用时用哪个口径的诊断表决定你的研究粒度。
§14 常见误解澄清
- 误解:这是开源数据集,可以直接下载。 事实:凭证制(CITI + DUA),无公开直链;官方页面的 Credentialed/Restricted 双标注均指同一事实——需要授权。
- 误解:4761 个患者。 事实:4761 条住院记录(hadm_id),患者数小于等于该值。
- 误解:每例包含住院期间做过的所有检查。 官方原文明确否认:「不保证 MIMIC-IV 收录住院期间进行的全部检查」——缺失不等于未做。
- 误解:它有篇配套论文。 事实:本数据集以 PhysioNet 数据库条目形式发布(v1.0.0),无独立同行评审论文;引用对象是条目本身 + 配套开源框架。
- 误解:数据集包含心电波形/影像原图。 事实:包含的是 ECG 机器报告文本(引自 MIMIC-IV-ECG)与影像报告文本(出院报告抽取),无波形、无 DICOM。需要原图/波形须回联对应母库。
- 误解:排除体外循环记录是为了「纯内科」。 事实:目的是防数据泄漏(CPB 标记暴露手术史),不是构建纯内科队列;操作编码表仍在。
- 误解:MIMIC-IV-Ext 是一个数据集的名字。 事实:它是 PhysioNet 上一族 MIMIC-IV 任务化扩展条目的前缀,本条目只是其中心血管分支。
§15 一页速查卡
| 要素 | 答案 |
|---|---|
| slug | mimic-iv-ext-cardiac-disease |
| 官方名 | MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease |
| 作者 | Jiawei Cao, Sendong Zhao(清华) |
| 发布 | PhysioNet v1.0.0,2025-05-06 |
| DOI / RRID | 10.13026/khgm-hc33 / SCR_007345 |
| 规模 | 4761 住院记录,20 种 ICD-10 心脏病 |
| 主键 | hadm_id(联 subject_id / note_id) |
| 文件 | 9 CSV + 2 JSON(核心 heart_diagnoses.csv) |
| 每例内容 | 主诉/HPI/查体/≥2 影像/检验分组/微生物/ECG 报告/全 ICD 诊断 |
| 头部病种 | 心衰 1420、急性心梗 1398(合计 59.2%) |
| 平均诊断数 | 14.21(全部 ICD,非主诊断) |
| 任务 | 多轮引导诊断;20 类分类;合并症预测 |
| 防泄漏 | 排除 PRE/POST-CPB 与 BYPASS 标记记录 |
| 获取 | PhysioNet 凭证:CITI 认证 + DUA |
| 许可 | 随 MIMIC-IV 的 PhysioNet DUA |
| 第三方基准 | DxChain:主诊断 ACC 74.08→84.98(GPT-4.1-Mini) |
| 生态 | 上游 mimiciv / mimic-iv-ecg;同族 MIMIC-IV-Ext CDM、ext-pe、ext-ecg-glucose |
§16 建议互链点(库内条目)
以下为建议互链清单,rid 以发布后 DB 回填为准,占位一律 /0:
- mimiciv — 母数据集 MIMIC-IV 本体条目,血缘上游第一链。
- mimic-iv-ecg — ECG 机器报告的提供方,reports 字段血缘。
- mimic-iv-ext-pe(rid 618)— 同族 MIMIC-IV-Ext 扩展(肺栓塞),方法论兄弟。
- mimic-iv-ext-ecg-glucose(rid 998)— 同族扩展(心电+血糖),前缀同源。
- mimic-iv-echo — 心血管域单模态兄弟(超声心动影像),与本集的影像报告文本互补。
- nosocomial-risk-mimic — MIMIC 系应用条目,展示同库不同任务形态。
消歧说明(正文口径,不入 frontmatter relatedLink):本条目与库内全部 MIMIC 系条目互不为别名或版本;与 mimic-iv-ext-pe/ext-ecg-glucose 仅共享「MIMIC-IV-Ext」方法论前缀,疾病域与文件集互不重叠。
§17 双口径存照与遗留疑点
17.1 双口径存照
- 访问级别双标注:PhysioNet 主题列表页标注本条目为「Database Credentialed Access」,另一生成器主题页标注「Database Restricted Access」。判定:两者指同一访问机制(需凭证/DUA),条目页自身以凭证访问流程为准。本条目按 Credentialed Access 口径成稿,并在 §9 坑 1 提示。
- 作者机构:PhysioNet 条目页仅列作者名(Jiawei Cao, Sendong Zhao),未标注机构;「清华大学」系依据作者公开履历推断,正文按此口径并在此存照。
- 时间覆盖:本子集未单独披露年份分布,「2008-2022」为母数据集 MIMIC-IV v3.1 的覆盖时段口径,已在 schema_org 与 §4.3 标注为母库口径。
17.2 遗留疑点
- 作者配套开源多轮交互框架的 GitHub 仓库确切 URL 未能从 PhysioNet 摘要文本中提取(页面 usage notes 提及开源代码但链接未随摘要返回);同作者生态下的 github.com/geteff1/Multi-agent-conversation-for-disease-diagnosis 为疑似相关仓库,未确证为本数据集配套,正文未以此为准。
- 逐病种病例数(§4.1 表)取自 PhysioNet 1.0.0 官方页表格,未对 CSV 原始数据逐项复核(需凭证,本环境无法获取);若使用中发现个别病种计数与官方表不一致,以 CSV 实数为准并知悉官方表可能有出版时点差。
- 数据总体积(MB/GB 级别)官方页未披露,速查卡留空处理。
17.3 检索存照记录
- WebSearch(2026-10-17):
MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease dataset PhysioNet→ PhysioNet 条目页 + 1.0.0 版页(源一、源二) - WebSearch(2026-10-17):
"MIMIC-IV-Ext" cardiac disease Cao Zhao GitHub multi-turn LLM benchmark paper→ arXiv:2604.23605 DxChain(源三)+ CatalyzeX/ResearchSquare 旁证 - DB 查重(2026-10-17):url_name ILIKE ‘%cardiac%’ / ‘%mimic-iv-ext%’ / ‘%cardiac-disease%’ 三轮,无本 slug,CLEAN
- writing/ 目录无同名目录;.lock 由 agent-d-mimicivext 持有
§18 结语:为什么这个「小」数据集值得一条独立词条
在以 TB 计的 MIMIC 家族里,4761 条文本记录实在算不上大。但它做对了一件比规模重要得多的事:把「真实数据评测」从一句口号拆成了四道可复制的工序——ICD 主诊断切域、同义词词典抽影像、检验分组对齐开单粒度、防泄漏标记排除。这三后继者(CDM 扩展、第三方 DxChain 评测)已经证明这套工序可以跨病域复制、其产出能稳定区分裸模型与推理框架的差距。
对医疗 LLM 的研究者,它是考试模式之外少数几张真实考卷之一;对 MIMIC 生态的工程师,它是一份「如何把母库改造为任务基准」的方法论样板;对整个领域,它连同 MIMIC-IV-Ext 家族在回应同一个问题——当医疗 AI 走出题库、走进病历室,我们用什么量尺。这条词条记录的就是那把量尺的图纸。
本条目由千方病案医数集写手代理 agent-d-mimicivext 于 2026-10-17 编写;核心数字以 PhysioNet 官方页(v1.0.0)与 arXiv:2604.23605 附录为源;获取与许可信息如实标注 PhysioNet 凭证要求。
§19 逐病种检查逻辑手册(上):缺血与心衰群组
本节与下节为 20 个病种各给出一段「证据链读法」——模型开单与收敛诊断时病种特异性的参照,也是评测者设计 per-class 分析时的医学底稿。内容为通用临床常识性整理,用于说明本数据集证据链字段与临床推理的对应关系。
19.1 I50 心力衰竭(1420 例)
- 核心证据:NT-proBNP/BNP(心肌标志物组)、超声心动 LVEF、胸片肺淤血、利尿剂反应。
- 证据链用法:主诉多为活动后气短+水肿;查体颈静脉怒张与湿啰音是模型应捕捉的叙事字段;检验组中肾功能与电解质伴随出现(利尿剂安全性)——数据集 examination_group 的分组恰好对应这一开单习惯。
- 评测要点:头部病种,样本充足;真值诊断列表常合并房颤、CKD、高血压,适合测合并症召回。
19.2 I21 急性心肌梗死(1398 例)
- 核心证据:肌钙蛋白动态(同组多次检验,全量表含时序、首次表只有第一次)、ECG 报告 ST 段改变、冠脉造影(影像/操作)。
- 证据链用法:reports 字段的 ECG 机器报告是本题眼;heart_procedures.csv 中的 PCI 编码属于强证据——评测若不希望操作码泄漏诊断,需按 §9 坑 5 裁剪。
- 评测要点:STEMI/NSTEMI 亚型区分需依赖 all_true 版原始码;检验首次表会丢失肌钙蛋白动态趋势,做时序任务必须用全量表。
19.3 I25 慢性缺血性心脏病(633 例)
- 核心证据:负荷试验、既往心梗病史(HPI)、稳定型心绞痛叙事、陈旧性 ECG 改变(Q 波)。
- 证据链用法:与 I21 的区别主要在时间叙事——慢性化的线索藏在 HPI 与复诊叙事里,是检验模型长文本阅读能力的典型病种。
19.4 I20 心绞痛(35 例)
- 核心证据:运动负荷试验、冠脉 CTA。
- 评测要点:小样本病种(35 例),与 I25/I21 语义近邻,per-class 结果波动大;建议评测时报告与近邻病种的混淆矩阵。
19.5 I22 后续性心梗(5 例)与 I24 其他急性缺血(11 例)
- 评测要点:极小样本,任何单例错误都会翻转该类准确率;只作行为观察点,不进 macro 平均的显著性解读。
19.6 缺血群组的横向观察
缺血群组(I20-I25)合计约 2082 例,占全集 43.7%,且彼此语义高度近邻。这提示:数据集的 20 类框架在这个群组内的类间边界主要靠 ICD 编码而非临床表现维持——模型若把 I21 与 I25 混淆,按临床表现看未必是真错误,评测者应在错误分析中区分「编码粒度错误」与「临床错误」。
§20 逐病种检查逻辑手册(下):心律失常、瓣膜、心包心肌群组
20.1 I48 心房颤动与扑动(434 例)
- 核心证据:ECG 报告(节律段)、Holter、HPI 中的心悸叙事、抗凝决策相关检验(肝肾功能、凝血)。
- 评测要点:房颤是「ECG 报告文本足以支撑诊断」的典型——reports 字段信息密度最高的病种之一;适合做「只给 ECG 报告能否诊断」的消融实验。
20.2 I47 阵发性心动过速(128 例)/ I49 其他心律失常(34 例)
- 核心证据:发作期 ECG、Holter、电生理检查。
- 评测要点:阵发性疾病的证据可能只在发作期记录中存在,住院期间未捕获发作时「记录缺失≠疾病不存在」的陷阱在此类最明显(呼应坑 6)。
20.3 I44 传导阻滞(67 例)/ I45 其他传导障碍(5 例)
- 核心证据:ECG 报告 PR/QRS 形态、起搏器相关操作编码。
- 评测要点:与 I48 共用证据类型(ECG 文本),类间区分靠报告细节词汇——是检验模型细粒度文本理解的试金石。
20.4 I35 主动脉瓣病变(229 例)/ I34 二尖瓣病变(49 例)/ I36 三尖瓣病变(1 例)
- 核心证据:超声心动(瓣膜形态与血流)、杂音听诊叙事、心导管。
- 评测要点:超声心动报告是瓣膜病的主战场;I36 单例,只可观察不可评测。三类互为近邻,瓣膜位置是区分维度——检验模型从影像报告文本抽取「哪个瓣膜」的能力。
20.5 I30 急性心包炎(81 例)/ I31 心包其他疾病(146 例)
- 核心证据:ECG 广泛 ST 抬高(与 STEMI 鉴别!)、胸痛叙事(体位相关)、超声(心包积液)、炎症指标。
- 评测要点:I30 与 I21 是数据集里最危险的诊断混淆对——心包炎的 ECG 也可示 ST 抬高。错误分析时应单独统计这对混淆。
20.6 I33 心内膜炎(36 例)
- 核心证据:血培养(微生物双表的核心应用场景)、超声(赘生物)、炎症指标。
- 评测要点:唯一以微生物培养为主证据的病种——若评测管线跳过微生物表,该病种近乎不可诊断;可借此检验框架是否正确接入了 heart_microbiologyevents 组。
20.7 I42 心肌病(31 例)/ I40 急性心肌炎(16 例)
- 核心证据:超声(心腔大小与功能)、CMR、心肌标志物、病毒前驱感染叙事(心肌炎)。
- 评测要点:心肌炎与心梗的鉴别(年轻患者+无冠脉危险因素+心肌标志物升高)是叙事+检验+影像三方联合推理的典型,多轮交互协议下最能体现开单顺序的价值。
20.8 I46 心脏骤停(2 例)
- 评测要点:样本量使评测失去意义;作为极端长尾的行为观察样本保留即可。
§21 评测协议参考实现(伪代码级)
为降低「各论文协议不可比」(坑 9)的摩擦,本节给出一份自包含的协议骨架,评测者可据此声明自己的协议变体:
输入: H = HPI.json[hadm_id] # 主诉+现病史
状态: evidence = {}
循环 t = 1..T_max:
action = LLM(H, evidence, 轮数预算=T_max-t)
若 action.类型 == 请求检查:
检验类 → 按 examination_group 整组返回
影像/ECG/微生物 → 按检查名/培养名返回
evidence ∪= 返回结果
若 action.类型 == 最终诊断:
break
评分:
主诊断 ACC: 终局 top1 是否命中 heart_diagnoses_all.csv 主码
细粒度命中: 对 heart_diagnoses_all_true.csv 全列表计算 precision/recall
过程指标: 开单次数、按组开单率、重复开单率
报告口径: 必须披露 (骨干模型, T_max, 检索实现, 切分方式, 诊断口径表)
三条实现纪律:
- 整组返回(坑 8):检验按 examination_group,与临床开单粒度一致;
- 披露 T_max:轮数上限直接决定开单行为,不披露则过程指标不可比;
- 双口径评分:主诊断 ACC 与全列表 precision/recall 分开报,勿合并成单一分数。
§22 指标定义速查
| 指标 | 定义 | 数据集内对应 |
|---|---|---|
| 主诊断 ACC | 终局诊断 top1 命中主诊断 ICD(大类) | heart_diagnoses_all.csv |
| 细粒度 P/R | 终局诊断列表 vs 全部 ICD 编码的集合级精确率/召回率 | heart_diagnoses_all_true.csv |
| 平均诊断数 | 模型终局报告的诊断数均值(DxChain 口径) | 真值参照 14.21 |
| 开单次数 | 多轮交互中请求检查的次数 | 协议参数 T_max 约束下 |
| 按组开单率 | 检验请求落在 examination_group 粒度的比例 | 实现细节指标 |
| per-class ACC | 逐病种准确率(20 类) | §4.1 样本量表加权解读 |
§23 与 MIMIC-IV-Ext CDM 的配对评测设计
DxChain 用「心血管 + 腹部」双基准论证泛化,本节把这种配对设计显式化,供后续评测复用:
- 同协议跨域:两数据集同为「检查证据链+多轮请求」形态,用同一套 T_max、检索实现、评分脚本跑两域,报告域间 ACC 差与开单行为差;
- 病种特异性开单分析:腹部域的检查组合(CT/超声/淀粉酶)与心血管域(ECG/肌钙蛋白/超声心动)几乎不重叠——模型若在两域都维持高开单精度,说明其「检查选择」学到了域内知识而非通用模板;
- 注意获取门槛差异:两集均为凭证访问,但 DUA 各自独立签署,不能因「都是 MIMIC-IV 衍生」而共用授权记录。
§24 术语表:本条目使用的关键概念
EHR(Electronic Health Record,电子健康记录):医院信息系统里患者诊疗数据的总称。MIMIC-IV 即 BIDMC 重症住院人群的去标识 EHR 结构化版本,本数据集是其上的心脏病切片。
hadm_id / subject_id / note_id:MIMIC 三级标识体系——住院记录(hadm_id,本数据集主键)、患者(subject_id,跨住院聚合的键)、文档(note_id,出院报告锚点)。跨表回联与去重全靠这三把钥匙(坑 2)。
ICD-9 / ICD-10:国际疾病分类编码。MIMIC-IV 原始数据中两代编码并存(2008 秋前 ICD-9、之后 ICD-10),本数据集统一映射为 ICD-10 后按 I20-I25、I30-I50 过滤。前三位(如 I50)为大类,完整码(如 I50.33)含亚型——all/all_true 双表正对应这两层粒度。
HPI(History of Present Illness,现病史):本次患病的起病、演变、伴随症状与既往相关病史叙事,出院报告的核心段落,也是多轮交互中模型的初始上下文。
Chief complaint(主诉):患者入院时症状的一句话概括,证据链的起点字段。
examination_group(检验组):本数据集自定义的检验分组字段,把零散检验项目归入 CBC、肝功、肾功、心肌标志物、尿常规等临床开单粒度的组——多轮框架的检索粒度即此(坑 8)。
CBC(Complete Blood Count,全血细胞计数):最基础的血液检验组,白细胞/红细胞/血小板三系。
CPB(Cardiopulmonary Bypass,体外循环):心脏外科手术中替代心肺功能的设备;出院报告中 PRE/POST-CPB 标记是手术史的痕迹,本数据集以此防泄漏(§3.4、坑 5)。
STEMI / NSTEMI:ST 段抬高型与非抬高型心肌梗死,心梗的两大临床亚型,对应 ICD-10 的 I21 与 I22(后续性)。
BNP / NT-proBNP:心力衰竭的核心生物标志物,检验分组中心肌标志物组的成员。
RAG(Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成):让模型按需从外部库检索信息的框架。本数据集的 HPI.json / RAG_data.json 即官方框架的检索库。
DUA(Data Use Agreement,数据使用协议):PhysioNet 凭证访问需签署的法律文本,规定禁止再识别、禁止再分发等义务(§6)。
CITI:Collaborative Institutional Training Initiative,人体受试者保护课程平台;PhysioNet 要求凭证申请者完成其「Data or Specimens Only Research」课程(§6.2)。
RRID:Research Resource Identifier,科研资源的持久标识符;PhysioNet 平台级 RRID 为 SCR_007345,引用时随 DOI 给出。
Per-class / Macro 平均:分层评测口径。在头部病种占 59.2% 的本数据集上,全集均值会失真(坑 3),须用 per-class 或 macro。
多轮交互(Multi-turn interaction):官方任务范式——模型逐轮请求检查并修正假设,区别于一次性给全信息的一问一答评测(§0、§7.1)。
§25 FAQ:审稿人与复现者最常问的十个问题
Q1:为什么不直接用 MIMIC-IV 原库做评测?
原库是面向数据工程的表结构(十余张关系表),不提供「一例的检查证据以临床叙事组织」的形态;本数据集完成了这个重组,并附任务定义。原库适合训模型,本集适合考模型。
Q2:训练集和测试集怎么切?
官方未预设切分。复现者须自行切分并披露(建议按 subject_id 分层切,防同患者跨集泄漏——坑 2)。
Q3:模型请求了数据里不存在的检查怎么办?
按「检查无结果/未做」返回空,并计入过程指标(无效开单率)。这正是真实 EHR 的摩擦之一——数据集不保证检查完整性(§14 第 3 条)。
Q4:能不能把本集和 MIMIC-IV-Ext CDM 混合训练?
可以但须分域报告;两域检查体系几乎不重叠,混合训练主要考验特征复用而非知识迁移(§23)。
Q5:主诊断从哪读?
heart_diagnoses_all.csv(大类口径)或 all_true.csv(原始码口径)中 seq 序位第一的编码即主诊断(MIMIC 惯例 seq=1 为主诊断;使用前在 CSV 中验证该约定)。
Q6:ECG 报告文本和 MIMIC-IV-ECG 波形能对上吗?
报告引自 MIMIC-IV-ECG,同源但本集不含波形;对齐需经 MIMIC-IV-ECG 原库的 study id 回联(§10.1)。
Q7:检验的时序信息在哪?
全量表(heart_labevents_examination_group.csv / heart_microbiologyevents.csv)含全部时点;首次表仅第一次结果。时序任务用全量,静态特征用首次(§5.4)。
Q8:这个数据集适合做嵌入模型评测吗?
适合做「证据链文本 → 诊断向量」的检索/分类评测,但要注意其文本均经抽取重组,与原始出院报告分布不同,在原始报告语料上训的嵌入不可直接迁移。
Q9:发表时需要引用哪些条目?
至少三件套:本集(DOI 10.13026/khgm-hc33)、MIMIC-IV 母库、MIMIC-IV-ECG(若使用了 reports 字段)——各自有独立引用格式(§6.4)。
Q10:能商业使用吗?
不能想当然。PhysioNet DUA 以研究用途为前提,商业使用需另行确认母数据集授权边界;本数据集未提供独立商业条款。
§26 数据工程视角:如果你想自己造一个「某某-Ext」
本数据集的工序可抽象为一份病域无关的复刻模板(§3 已按心血管实例展开,此处给通用版):
- 定域:选一个诊断路径依赖多模态检查的病群(心脏病、腹部急症、肺栓塞……),取其 ICD 范围作主诊断过滤器;
- 抽样单元:明确记录级(hadm)还是患者级,写进协议——这决定一切下游统计口径;
- 叙事抽取:从出院报告抽 HPI/查体/影像三段。若目标域的检查名同义词同样泛滥,复刻「200 份人工标注 → 同义词词典 → 段落剥离后匹配」的流水线,并把词典本身作为数据集资产一并发布;
- 检验重组:按体液+检验组两级分组,出全量与首次双表;
- 防泄漏清单:枚举目标域的「强诊断信号标记」(心血管是 CPB,腹部可能是手术切口描述),整条排除;
- 双口径真值:诊断表出大类/原始码两版,把粒度选择权留给评测者;
- 发布:PhysioNet 凭证访问 + README 字段说明 + 引用义务,与母库伦理链对齐。
这套模板的三个可迁移要点:同义词词典的人工种子成本(200 份)可作为新域的预算基线;「首次/全量」双表模式解决了静态与动态两类任务的需求冲突;防泄漏标记清单必须由临床专家参与枚举,纯工程视角会漏。
§27 教学讨论题(供课程使用)
- 为什么「平均 14.21 个诊断/患者」与主诊断 ACC 是两个必须分开报告的指标?若只报主诊断 ACC,模型的哪些失败模式会被掩盖?
- 坑 5(CPB 排除)与 heart_procedures.csv 保留操作码之间存在张力:设计一个实验检验操作码是否构成标签泄漏。
- 若把 T_max(开单轮数上限)从 10 提到 30,主诊断 ACC、平均诊断数、开单次数会各自怎么变?哪个指标对 T_max 最敏感,为什么?
- I30(心包炎)与 I21(心梗)的 ECG 均可示 ST 抬高:在不给模型额外信息的前提下,如何在评测错误分析中区分「临床性混淆」与「编码粒度混淆」?
- 对照 §26 模板,为「慢性肾病」设计一个 MIMIC-IV-Ext 风格子集:列出你的 ICD 过滤范围、检验分组草案与防泄漏标记清单。
§28 结语补记:考卷哲学的三段演进
把本条目放进医疗 AI 评测的短史里看,能看清三个阶段的递进:第一阶段的考卷是考试题(USMLE、MedQA),干净但悬空;第二阶段的考卷是设计病例(AgentClinic 一类),逼真但仍是人工剧本;本数据集所属的第三阶段直接把真实病历重组为考卷——信息分散、需要主动收集、真值本身带编码噪声。第三阶段的代价(§11 罗列的所有限制)正是它可信度的来源:只有在这种考卷上暴露的弱点,才是临床部署时会真实发生的弱点。
MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease 的位置因此很清楚:它不是最大的 MIMIC 衍生集,不是最干净的诊断基准,但它是「真实考卷」范式在心血管域的一张标准样张——连同其工序模板(§26)一起,为后续每一个病域的「真实考卷」提供了可复制的底稿。
§29 住院检查工作流视角:证据链背后的医院运转
多轮交互评测的「请求→回报」结构模拟的其实是真实医院里检查流转的全链路。理解这条链路,才能理解为什么本数据集的字段组织方式(检验按组、影像按项、ECG 按报告)是合理的。
29.1 一张检查单的旅程
住院患者开一项检查,在医院信息系统里走五站:
- 开单:医生在医嘱系统选择检查项目——医嘱粒度天然是「组」(一份血常规医嘱带出 CBC 全套项目、一次「生化全套」带出肝功+肾功+电解质),这正是 examination_group 模拟的粒度;
- 采集/执行:抽血、推送患者去影像科、贴电极片——这一步的摩擦(禁忌、延迟、患者不配合)本数据集未模拟(§11.2 第 5 条);
- 分析与报告:检验科出数值、影像科写报告、心电图室出机器报告——三类报告的文体差异(数值表 vs 叙事段落 vs 参数化描述)在本数据集中以三种字段形态保留;
- 回报:结果进入医生工作站——多轮框架中「检索返回」模拟的是这一步;
- 记录:关键结果最终汇入出院报告——本数据集的叙事字段正是从这个最终汇点反向抽取的。
29.2 文体的三重形态与抽取的取舍
出院报告是「最终汇点」,但三种检查在其中的存在形态不同,这解释了本数据集三个字段为何用不同方法构建:
- 检验:报告里常以「实验室检查:WBC 12.3,Hb 9.8……」的密集数值形态出现,直接从报告抽反而丢时序——所以作者弃报告、改用 labevents 结构表重组(§3.3);
- 影像:只以叙述性提及存在(「胸片示肺淤血」),且检查名同义词泛滥——所以必须人工词典(§3.2);
- ECG:出院报告里的描述不如机器报告参数化——所以直接引自 MIMIC-IV-ECG(§3.5)。
「同一证据、三种来源、三种方法」是本数据集方法论上最有教学价值的部分:数据重组方案不是风格选择,而是由各数据源在医院工作流中的原生形态决定的。
29.3 时间维度:全量表里藏着的临床节奏
heart_labevents_examination_group.csv 保留全部时点,这意味着可以还原临床节奏:心梗患者的肌钙蛋白通常按 0-1-3-6 小时协议连测;利尿后 24 小时内必复查电解质。做时序模型评测时,这些节奏本身可作为特征工程先验,也可作为「模型是否学到了检查节奏」的探针(例如:模型在肌钙蛋白首次回报未升高时,是否按协议请求了复查)。
§30 模型失败模式类型学:本数据集最能暴露的七类失败
基于协议结构与 DxChain 结果形态,可预判本数据集对 LLM 的七类「打点」:
- 被动读题症:把多轮交互当阅读理解,看完初始上下文就抢答——表现为开单次数接近下限、主诊断 ACC 偏低。Base 模型平均诊断数 6.62 对真值 14.21 的缺口,部分源于此。
- 检查批发症:一次请求全部检查,把多轮任务退化为一轮。协议设计上应以无效开单率与重复开单率惩罚。
- 合并症失明:只盯主诊断,漏报 14.21 均值背后的合并症列表——细粒度 Recall 指标的靶点(DxChain 表中 Recall 普遍低于 55%)。
- 编码粒度错位:临床判断正确但落错 ICD 类别(I21 vs I25、I30 vs I21),错误分析时须与真临床错误区分(§19.6)。
- 长尾弃权:对尾类病种输出「不确定」或误归头部类——per-class 报告下会现形,全集均值下被淹没。
- 检验组粒度错配:按单个项目名开单而非按组(坑 8),在严格按组返回的协议下表现为检索失败或结果碎片化。
- 操作码作弊:从 heart_procedures.csv 的编码反推手术史——评测管线若未裁剪操作表,成绩会被静默抬高(坑 5)。
§31 与考试型基准的对照表
| 维度 | 考试题型基准(MedQA 等) | 专家设计病例(AgentClinic 类) | 本数据集 |
|---|---|---|---|
| 信息来源 | 题干人工撰写 | 剧本化生成 | 真实 EHR 抽取重组 |
| 真值 | 标准答案 | 设计者预定 | 真实 ICD 编码 |
| 信息获取 | 一次性给全 | 剧本内多轮 | 按需检索、可能缺失 |
| 噪声 | 无 | 低 | 报告异质、检查不完整、编码噪声 |
| 患者规模 | 数千-万级题 | 百-千级 | 4761 住院记录 |
| 开单行为 | 不考 | 部分考 | 核心考察面 |
| 再识别风险 | 无 | 无 | 有(DUA 管控) |
| 获取门槛 | 公开直链 | 多为公开 | 凭证(CITI+DUA) |
三类基准不是替代关系:考试题测知识覆盖,剧本测流程遵循,本类数据测真实环境下的诊断综合能力。一篇完整的医疗 LLM 评测论文现在越来越需要三张考卷一起发——本数据集填补的是第三张。
§32 数据集卡片(Datasheet 风格自答)
数据如何采集? 未采集任何新数据;全部由 MIMIC-IV v3.1(BIDMC 2008-2022 重症住院 EHR)经程序抽取+人工词典重组而来。
数据代表谁? 主诊断为 20 种心脏病之一的成人重症住院人群;不代表门诊、儿科、轻症与心脏外科围术期人群(CPB 标记记录已排除)。
数据为何可能含偏差? 单中心;病种分布继承真实住院谱系(头部 59.2%);抽取词典基于 200 份样本构建,对报告书写风格的覆盖有限;ICD 编码质量受编码员影响。
是否有缺失? 有且被官方明示:不保证 MIMIC-IV 收录住院期间全部检查。
保密义务? PhysioNet DUA:禁止再识别、禁止再分发、禁止商业用途未授权。
更新计划? 截至 2026-10 仅 v1.0.0(2025-05-06),无公开的版本路线图。
已知用途? 多轮引导诊断评测(官方框架)、20 类分类/预测、临床推理 agent 基准(DxChain)、分类与预测类下游任务(官方口径)。
不适用场景? 心脏外科人群研究(样本已排除)、门诊/初级保健场景、儿科、多中心泛化声明、需要波形/影像原图的多模态任务。
§33 伦理与去标识:凭证制的深层逻辑
33.1 为什么 MIMIC 系必须凭证访问
MIMIC-IV 及其衍生集不公开直链,不是因为内容敏感到不能看,而是因为再识别风险随聚合度上升:去标识后的单条记录看似匿名,但当人口学、时间戳、罕见诊断组合叠加时,链接攻击可以从外部数据集反推出个体。PhysioNet 的凭证制(实名注册 + CITI 培训 + DUA 签署)把「使用者的法律责任」显式化:每个持有者都承诺不做再识别尝试、不转传、不公开数据内容。
本数据集虽只含文本证据链(无影像原图、无波形),但出院报告叙事的个体特征密度反而更高(职业、生活习惯、家族史细节都在 HPI 里),泄露面并不比结构化母库小——凭证门槛是内容敏感度与文本自由度共同决定的。
33.2 伦理审批链
- 原始数据采集:BIDMC,机构审查批准 + 患者知情豁免(去标识后研究);
- MIMIC-IV 发布:MIT 计算生理学实验室合规框架;
- 本衍生集:未新增患者数据、未尝试再识别,伦理地位完全继承母库(PhysioNet 条目 Ethics 段原文口径);
- 使用者义务:发表时引用、论文数据声明确认 DUA 合规。
33.3 二次分发红线(常见踩雷点)
- 在论文/开源仓库附带样例出院报告原文——违规(数据内容不得公开);
- 构建的衍生基准打包上传 HuggingFace——违规(再分发);
- 把数据传给非 DUA 签署的合作者——违规(每人需自行申请);
- 用数据训练的模型权重公开——灰色地带:权重不等于数据,但若模型能复述患者叙事即视为泄漏。安全做法是只发布处理脚本与指标,衍生模型发布前做记忆探针测试。
§34 分层评测实施细则(可粘贴进论文方法节)
以下模板可直接改写进评测论文的 experimental setup:
- 切分:按 subject_id 分层随机切分(70/10/20),确保同一患者全部住院记录不跨集;切分粒度与比例写入协议。
- 病种分层报告:20 类 per-class ACC/F1 全表 + macro 平均;尾类(n<30)另列并标注样本量,不纳入显著性检验。
- 双口径评分:主诊断 ACC(all 表大类口径)与全列表 P/R(all_true 表)分别报告;两分数不相加、不平均。
- 过程指标:开单次数分布(中位数+IQR)、按组开单率、无效开单率、重复开单率;协议参数 T_max 与骨干模型必须披露。
- 消融底线:至少含 Base(初始上下文直答)与 Base+CoT 两个对照,否则框架增益无法归因(DxChain 表中 Base 74.08 vs CoT 74.04 的近零差即为例证:框架的价值不在思维链,而在检索结构)。
- 错误分析必查项:I30/I21 混淆对、编码粒度错位占比、尾类弃权率(§30 类型学)。
- 可复现包:切分种子、检索实现、提示词模板全部随代码发布,但不含任何数据内容(§33.3 红线)。
§35 检索实现细节备忘(搭建官方框架兼容评测时)
- 索引键:一切检索以 hadm_id 为主键、检查组名/检查名为二级键;跨例检索视为协议违规(RAG 污染)。
- 检验组名来源:examination_group 字段值即组名全集;实现时应先 dump 全部组名做枚举校验,避免模型开单用词与组名不一致时静默检索失败。
- 影像检索:影像结果以自由文本存于核心表,无独立组名体系——建议实现时为模型提供「影像检查清单」(该例存在的检查名集合),或允许模糊匹配并记录匹配日志。
- ECG 返回:reports 字段多条空格分隔,返回时应保留顺序;若例内多条,考虑按时间顺序返回并可报告「模型是否利用了多份报告」。
- 微生物返回:培养结果以原文返回(含药敏叙述),不做结构化压缩——药敏细节对 I33(心内膜炎)等病种是诊断级证据。
- 空结果语义:统一返回「该检查在本例中无记录」,并在指标中区分「未做」「做了没记录进库」不可能区分——报告里应明确这一语义边界。
§36 三年后的回望:从本数据集出发的三条研究线
以 2025-05 发布为原点,可预期/可布局的三条延伸线:
- 跨病域复制线:§26 模板 × 更多病域(肾病、呼吸、神经)。每复制一个域,「真实考卷」的覆盖面就大一圈,域间泛化评测(§23)也随之有了更多配对可能。
- 多模态合流线:本集文本证据链 + mimic-iv-ecg 波形 + mimic-cxr 影像原图的融合评测。核心工程问题是把三种模态按同一 hadm_id/时间轴对齐——本数据集的时序全量表正好是时间轴骨架。
- 过程监督线: DxChain 结果显示主诊断 ACC 与诊断召回的脱节(84.98 vs Recall 47.88),说明「开对检查」与「报全诊断」是两个独立能力面。过程级监督(评价开单序列的合理性,而非只看终局)是本数据集结构上天然支持、但尚未被充分开发的评估维度。
§37 全文要点回顾(二十条带走)
- MIMIC-IV 的心脏病专用扩展子集,4761 例住院记录,20 种 ICD-10 主诊断。
- 主键 hadm_id,与整个 MIMIC 生态兼容回联。
- 每例证据链:主诉/HPI/查体/≥2 影像/检验分组/微生物/ECG 报告/全 ICD 诊断。
- 核心文件 heart_diagnoses.csv;诊断表双口径(大类/原始码)。
- 检验按 examination_group 组织,对齐临床开单粒度。
- ECG 机器报告引自 MIMIC-IV-ECG,空格分隔多报告。
- 防泄漏:排除含 PRE/POST-CPB、BYPASS 标记的记录。
- 影像抽取靠 200 份人工标注构建的同义词词典。
- 少于 3 例的影像检查被清除。
- 平均 14.21 个真值诊断/例(非主诊断数)。
- 病种高度偏斜:心衰+心梗占 59.2%,尾类近乎单例。
- 官方任务:多轮交互引导诊断;次级:分类/预测。
- 无独立论文,以 PhysioNet 条目发布(v1.0.0,2025-05-06)。
- DOI 10.13026/khgm-hc33,RRID SCR_007345。
- 凭证访问:CITI 认证 + DUA,非公开直链。
- 作者 Jiawei Cao、Sendong Zhao(清华);母库 MIT/PhysioNet 生态。
- 第三方 DxChain:主诊断 ACC 74.08→84.98(GPT-4.1-Mini),诊断召回仍是未解短板。
- 与 MIMIC-IV-Ext CDM(腹部)构成跨脏器配对基准。
- 评测纪律:分层报告、双口径、协议披露、操作码裁剪。
- 工序模板可复制:ICD 切域 → 叙事词典抽取 → 检验分组 → 防泄漏 → 双口径发布。
§38 来源清单
- PhysioNet 条目页:https://physionet.org/content/mimic-iv-ext-cardiac-disease/ (摘要、背景、方法)
- PhysioNet v1.0.0 版页:https://physionet.org/content/mimic-iv-ext-cardiac-disease/1.0.0/ (病种表、文件说明、usage notes、ethics)
- DxChain 论文:arXiv:2604.23605(附录 A.1.1 数据集细节、表 4 主结果、14.21 口径)
- CatalyzeX / arXiv-vanity 镜像页(DxChain 结果表旁证)
- PhysioNet 主题列表页(访问级别标注旁证:Credentialed/Restricted 双口径)
- MIMIC-IV v3.1 条目(母库背景:BIDMC、2008-2022、发布时间线)
(以上均为 2026-10-17 检索核验;数据本体的最终事实以 PhysioNet 凭证下载后的 README.md 与 CSV 实数为准。)
附录 A:一屏速览(规格卡)
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| slug / 官方名 | mimic-iv-ext-cardiac-disease / MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease |
| 类型 | 母库衍生子集 + 任务基准 + 开源交互框架(三合一) |
| 团队 | Jiawei Cao、Sendong Zhao(清华);母库 MIT 计算生理学实验室 / BIDMC |
| 发布 | PhysioNet v1.0.0,2025-05-06;DOI 10.13026/khgm-hc33;RRID SCR_007345 |
| 规模 | 4761 住院记录 / 20 种 ICD-10 心脏病 / 9 CSV + 2 JSON |
| 主键 | hadm_id(联 subject_id、note_id) |
| 任务 | 多轮引导诊断(主);20 类分类、全列表诊断 P/R、检验推荐(次) |
| 许可 | PhysioNet DUA(CITI 认证 + 签署,凭证访问) |
| 抓取时点 | 2026-10-17 |
| 库内互链 | mimiciv / mimic-iv-ecg / mimic-iv-ext-pe(618) / mimic-iv-ext-ecg-glucose(998) / mimic-iv-echo / nosocomial-risk-mimic |
附录 B:DAIMS 评估全表
| 维度 | 评分(1-10) | 依据 |
|---|---|---|
| D 可发现性 | 8 | PhysioNet 官方条目 + DOI/RRID 双标识可索引;同族 MIMIC-IV-Ext 前缀形成家族可见性;风险点是名称易与 MIMIC-IV 原库及同族条目混淆(§2.2 对照表可解) |
| A 可获取性 | 5 | 凭证制(CITI + DUA),无公开直链;已有 MIMIC-IV 访问权的团队零边际成本,新团队需数天流程——最大失分项,且属有意设计而非缺陷 |
| I 可互操作 | 9 | 纯 CSV/JSON 无专有格式;hadm_id 主键与 MIMIC 生态全兼容;检验分组字段即开单粒度接口;扣分点:ECG 多报告空格分隔的非标准约定 |
| M 元数据质量 | 8 | 病种表/文件说明/方法叙述在 PhysioNet 页面齐备,README 承载字段级说明;扣分点:总体积未披露、年份分布未披露、抽取质量无量化评估 |
| S 可持续性 | 8 | 依托 PhysioNet 平台长期稳定托管;版本唯一(1.0.0)无碎片化;依赖母库伦理链,单点风险低;风险:仅一版,更新节奏未知 |
| 综合评级 | 7.6/10(中上) | 互操作性与可发现性接近满档;可获取性被凭证制拖低 5 分——这是 MIMIC 系数据集的共性代价,换取的是合规确定性与伦理链完整 |
附录 C:逐项证据链自证
| 关键数字 | 来源 | 位置 |
|---|---|---|
| 4761 例 / 20 病种 | PhysioNet 摘要与 1.0.0 版页 | 官方页正文 |
| 逐病种病例数(I50=1420 … I36=1) | 1.0.0 版页病种表 | 官方页表格 |
| ICD 过滤范围 I20-I25/I30-I50/410-414/420-428 | 1.0.0 版页 Methods 段 | 官方页正文 |
| 200 份报告人工标注同义词词典 | 1.0.0 版页 Methods 段 | 官方页正文 |
| PRE/POST-CPB 防泄漏排除 | 1.0.0 版页 Methods 段 | 官方页正文 |
| 少于 3 例影像清除 | 1.0.0 版页 Methods 段 | 官方页正文 |
| ECG 报告引自 MIMIC-IV-ECG、空格分隔 | 1.0.0 版页 Data Description | 官方页正文 |
| 文件清单 9 CSV + 2 JSON(核心 heart_diagnoses.csv) | 1.0.0 版页 Data Description | 官方页正文 |
| 伦理沿袭母库、无新采集 | 1.0.0 版页 Ethics 段 | 官方页正文 |
| 发布日期 2025-05-06 / 版本 1.0.0 | PhysioNet 条目页 | 条目元数据 |
| DOI 10.13026/khgm-hc33 / RRID SCR_007345 | 条目页引用区 | 条目元数据 |
| 平均 14.21 真值诊断/例 | arXiv:2604.23605 附录 A.1.1 | DxChain 论文 |
| DxChain 主结果 74.08→84.98(GPT-4.1-Mini) | arXiv:2604.23605 表 4 | DxChain 论文 |
| GPT-5-Nano 77.93→82.91 | arXiv:2604.23605 表 4 | DxChain 论文 |
| 519 篇综述、5% 真实数据 | PhysioNet 摘要 Background 段 | 官方页正文(转述) |
附录 D:数据获取决策树
需求是什么?
├── 只想评估医疗 LLM 诊断能力(已有 MIMIC-IV 权限)
│ └── PhysioNet 签 DUA 直接下载 1.0.0,零额外门槛
├── 没有 PhysioNet 凭证
│ ├── 1) 注册 PhysioNet 账号
│ ├── 2) CITI「Data or Specimens Only Research」课程+考试
│ ├── 3) 上传证书待审(1-3 工作日)
│ └── 4) 回到数据集页签 DUA 下载
├── 想做多轮交互评测
│ ├── 下载后先读 README.md 字段说明
│ ├── 用 HPI.json/RAG_data.json 搭检索回环(§35 细节)
│ └── 按 §34 分层评测模板报告
├── 只想做静态分类/预测
│ ├── 20 类分类 → heart_diagnoses_all.csv(大类口径)
│ ├── 细粒度/合并症 → heart_diagnoses_all_true.csv
│ ├── 静态特征 → *_first_lab / *_first_micro 首次表
│ └── 时序特征 → 全量表
└── 想要波形/影像原图
└── 本集没有(§14 第 5 条)——回联 MIMIC-IV-ECG / MIMIC-CXR 原库另行申请
附录 E:基于本数据集的研究检查清单(12 项)
- 已确认凭证状态(CITI approved + DUA 签署)且不向未授权者转传;
- 已记录下载版本(1.0.0)与日期;
- 已声明使用的是 all 表还是 all_true 表(诊断口径);
- 已按 subject_id 切分或明确说明按 hadm_id 切分的泄漏风险处理;
- 已做 per-class 或 macro 评测,并附 20 类样本量表;
- 尾类(n<30)已单独标注,未混入显著性检验;
- 已披露骨干模型、T_max、检索实现与提示词模板;
- 检验检索按 examination_group 整组返回(或声明自定义粒度);
- 已处理或声明 heart_procedures.csv 的操作码泄漏风险;
- 错误分析含 I30/I21 混淆对与编码粒度错位占比;
- 引用含本集 DOI/RRID、MIMIC-IV 母库、MIMIC-IV-ECG(如用 reports 字段);
- 发布物仅含脚本与指标,无任何数据内容或模型可复述叙事的记忆残留(§33.3)。
附录 F:与本库其他条目的写作口径对齐说明
- 本条目 rid 未定,正文互链与 schema_org URL 一律占位 /0,待发布后由主会话统一回填;
- 库内 MIMIC 系条目丰富,本条目在 §2.2 以四类对照表完成独立性声明,检索/合并决策依据齐备;
- 访问级别双口径(Credentialed/Restricted)在 §17.1 存照,正文统一按凭证访问口径表述;
- 发布后建议在条目页首屏提示「需 CITI 认证」,避免用户误以为可直链下载。
附录 G:提示词模板参考(官方框架兼容)
以下为多轮交互评测的系统提示骨架(示意,实际提示词应随协议披露):
[系统]
你是一名心内科接诊医生。患者刚入院,你已知以下信息:
- 主诉:{chief_complaint}
- 现病史:{hpi}
- 入院查体:{physical_exam}
你可以使用的检查项目由检验科/影像科/心电图室提供。
每一轮你只能做一件事:
1) REQUEST <检查组名或检查名> —— 请求一项检查
2) ANSWER <诊断列表> —— 给出最终诊断并结束
预算:最多 {T_max} 轮。请优先选择病种特异性检查,
不要一次请求全部检查;每轮请求后依据回报更新你的鉴别诊断。
三条工程注解:
- REQUEST 的合法词表应从 examination_group 枚举值 + 影像检查名集合生成,非法词表请求记为无效开单;
- ANSWER 的诊断列表格式应约定与 ICD 大类或自由文本二选一,评分前统一映射(自由文本需 ICD 归一化步骤,误差来源要披露);
- 模型若在 T_max 内未 ANSWER,按超时失败计,不要自动补全——超时本身就是「引导能力不足」的证据。
附录 H:错误分析工作示例(方法演示)
以「模型把 I30(急性心包炎)判为 I21(急性心梗)」的假想错误为例,演示 §30 类型学的落账方法:
- 归类:查 ECG 报告文本——若报告含「广泛 ST 抬高」且无「PR 压低」描述,此错属「临床性混淆」(证据本身难分);若报告含 PR 压低而模型忽略,属「文本细读失败」;
- 溯源:查检验组——心包炎的炎症指标(CRP/血沉组)与心梗的心肌标志物组回报是否都已请求?若模型未请求心肌标志物即下判,追加「开单不足」标签;
- 量化:统计全集内 I30→I21 方向混淆次数与反向次数,形成混淆对页(confusion-pair page),并区分「编码粒度错位」子类(如 I25.2 旧心梗判成 I21);
- 归因结论表述:区分三层——证据不可分(数据集局限)、模型文本理解失败(可改进)、协议检索失败(工程 bug)。只有第二层算模型的错。
这个流程的价值在于:把笼统的「准确率不够高」拆成可分别归因的数据、模型、工程三层,是真实数据基准区别于考试基准的核心分析纪律。
附录 I:MIMIC 生态时间线(与本条目相关节点)
| 年份 | 事件 |
|---|---|
| 2008-2022 | BIDMC 重症住院数据持续采集(母库覆盖时段) |
| 2023-2024 | MIMIC-IV 各组件陆续发布至 v3.1(2024-10-11);MIMIC-IV-ECG、MIMIC-IV-Note 等组件齐备 |
| 2025-05-06 | MIMIC-IV-Ext Cardiac Disease v1.0.0 发布(本条目) |
| 2025 上半年 | MIMIC-IV-Ext 家族其余条目(CDM、Triage、Apixaban 等)密集发布 |
| 2026-04 | DxChain(arXiv:2604.23605)将本集确立为临床推理 agent 双基准之一 |
| 2026-10 | 本库(千方病案医数集)收录本条目 |
时间线读法:本数据集出现在「MIMIC-IV 组件生态成熟之后、临床 agent 评测爆发之前」的窗口期——组件(Note/ECG)齐备是其得以重组证据链的前提,而 agent 评测浪潮则是其发布后一年内即被第三方选中的需求背景。
附录 J:与库内同族条目的深度对照
本集 vs mimic-iv-ext-pe(rid 618,肺栓塞)
- 共同点:MIMIC-IV 前缀、诊断任务、检查证据链思路;
- 不同点:疾病域(心血管 vs 肺栓塞)、病种数、文件结构(本集有 examination_group 分组与 ECG 引入,机制更重); Wells 评分式的临床决策路径在肺栓塞域更结构化,两者评测面不同构。
本集 vs mimic-iv-ext-ecg-glucose(rid 998)
- 共同点:MIMIC-IV-Ext 前缀;
- 不同点:后者是模态组合(心电+血糖)衍生集,前者是疾病域诊断基准——前缀下的任务哲学不同,勿因 slug 相似而互当别名(R019 教训的主动防患)。
本集 vs mimic-iv-echo(超声心动)
- 互补而非竞争:本集的影像字段以报告文本承载超声信息,mimic-iv-echo 以影像承载;联合使用可构建「报告文本 ↔ 影像」跨模态对齐任务。
本集 vs mimiciv(母库)
- 一切字段异常的最终解释权在母库文档:单位、缺失模式、编码习惯、时间戳语义。用本集遇到数据疑惑时,第一动作是回母库查 schema,而不是猜测。
附录 K:撰写者工作存照(编辑透明度)
- 本条目由写手代理 agent-d-mimicivext 于 2026-10-17 单实例完成,私有分片区
.parts_agent-d-mimicivext_1792198745_1094467(10 分片显式 cat 拼接); - 网络预算:WebSearch ×2、WebFetch ×0,三源互证(PhysioNet 条目页/1.0.0 版页/arXiv 2604.23605)后停手;
- 因无法取得 PhysioNet 凭证,本环境未能对 CSV 原始数据做实数复核——凡直接引自官方页的数字均在附录 C 列明来源与位置,凡推断口径(作者机构、时间覆盖)均在 §17.1 存照;
- frontmatter 引号纪律自查:title/subtitle/description 双引号行均为偶数引号,中文强调全部使用「」。
附录 L:二十病种 × 证据类型矩阵
下表横轴为证据类型(HPI 叙事/查体/检验组/影像/ECG 报告/微生物/操作),纵轴为 20 病种,●为该病种的主要诊断证据、○为辅助证据。它回答的问题是「这个病种的诊断主要靠证据链里的哪一节」——多轮评测的病种特异性开单分析与错误归因都以它为底稿。
| ICD | 病种 | HPI | 查体 | 检验 | 影像 | ECG | 微生物 | 操作 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I50 | 心衰 | ● | ● | ●(BNP/肾功) | ●(胸片) | ○ | — | ○ |
| I21 | 急性心梗 | ● | ○ | ●(肌钙蛋白) | ○(冠脉) | ● | — | ○(PCI) |
| I25 | 慢性缺血 | ● | ○ | ○ | ●(负荷/冠脉) | ● | — | ○ |
| I20 | 心绞痛 | ● | ○ | ○ | ● | ○ | — | ○ |
| I22 | 后续性心梗 | ● | ○ | ● | ○ | ● | — | ○ |
| I24 | 其他急性缺血 | ● | ○ | ○ | ● | ○ | — | — |
| I48 | 房颤/扑动 | ●(心悸) | ○ | ○(凝血) | ○ | ● | — | ○(消融) |
| I47 | 阵发性心动过速 | ● | ○ | — | ○ | ● | — | ○ |
| I49 | 其他心律失常 | ● | ○ | — | ○ | ● | — | — |
| I44 | 传导阻滞 | ○ | ○ | ○(电解质) | — | ● | — | ○(起搏) |
| I45 | 其他传导障碍 | ○ | — | — | — | ● | — | — |
| I35 | 主动脉瓣病变 | ○ | ●(杂音) | — | ●(超声) | ○ | — | ○(换瓣) |
| I34 | 二尖瓣病变 | ○ | ● | — | ● | ○ | — | ○ |
| I36 | 三尖瓣病变 | ○ | ● | — | ● | — | — | — |
| I30 | 急性心包炎 | ●(胸痛) | ●(摩擦音) | ○(炎症) | ○ | ● | — | ○(引流) |
| I31 | 心包其他疾病 | ○ | ○ | — | ●(超声/CT) | ○ | ○ | ○ |
| I33 | 心内膜炎 | ● | ●(杂音/栓塞征) | ○(炎症) | ●(超声) | — | ●(血培养) | ○(手术) |
| I42 | 心肌病 | ● | ○ | ○ | ●(超声/CMR) | ○ | — | ○(移植/装置) |
| I40 | 急性心肌炎 | ●(前驱感染) | ○ | ●(心肌标志物) | ●(CMR) | ● | ○(病毒学) | ○(活检) |
| I46 | 心脏骤停 | ● | ● | ● | — | ● | — | — |
矩阵读法三则:
- ECG 列覆盖 11/20 病种——解释了为何 ECG 机器报告(引自 MIMIC-IV-ECG)是本集信息密度最高的字段;
- 微生物列只有 I31/I33/I40 有值——若评测管线省略微生物表,受影响面看似小,但 I33 几乎不可诊断;这提醒 per-class 分析必须检查「该病种的关键证据是否被管线接通」;
- 查体列的权重分布(心衰/瓣膜/心包/内膜炎高权重)提示:叙事字段不只是上下文铺垫,对部分病种是主证据——抽取质量(§11.1 第 3 条)对这些病种的评测结果影响最大。
附录 M:检验组与临床意义对照(examination_group 释义)
| 检验组(示例) | 典型临床问题 | 高关联病种 |
|---|---|---|
| 全血细胞计数(CBC) | 感染/贫血/出血倾向 | I33/I30/I31 |
| 肝功能 | 淤血性肝损/药物安全 | I50/I42 |
| 肾功能 | 利尿安全/造影前评估/CKD 合并症 | I50/I21/I25 |
| 电解质 | 心律失常诱因/利尿监测 | I47-I49/I44 |
| 心肌标志物 | 肌钙蛋白动态/BNP | I21/I40/I50 |
| 凝血 | 抗凝决策(房颤) | I48 |
| 炎症指标(CRP/ESR) | 心包/心内膜炎症 | I30/I31/I33 |
| 血气 | 呼吸窘迫/酸碱 | I50/I46 |
| 尿常规 | 容量评估/合并症 | I50 |
| 胸/腹穿液检查 | 鉴别积液性质 | I31/I50 |
(组名为按官方描述整理的示例集合,实际组名全集以数据集 examination_group 字段枚举为准。)
附录 N:三个可执行的下游任务设计示例
任务一:20 类主诊断分类(静态)
输入:首次表特征(heart_labevents_first_lab + first_micro)+ ECG 报告文本 + HPI;输出:20 类 softmax;基线:逻辑回归(表特征)vs TF-IDF+线性(文本)vs 微调编码器(混合);指标:macro F1(分层报告)。
任务二:合并症列表预测(集合预测)
输入:完整证据链;输出:heart_diagnoses_all_true.csv 全列表的多标签集合;指标:集合级 P/R 与平均诊断数对真值 14.21 的校准;这是 DxChain 结果显示的未解短板(Recall<55%),改进空间最大。
任务三:检验推荐(序列决策)
输入:已得证据前缀;输出:下一组 examination_group 推荐或「停止并诊断」;指标:最小开单数达成诊断的样本占比、无效开单率;与本集原生多轮任务最贴近,可直接接入官方框架。
三个任务共用同一数据集但考察面递进:分类考「读」,集合预测考「全」,检验推荐考「策」——一篇完整的方法论文建议三面一起报。
附录 O:版本与维护说明
- 本条目基于 PhysioNet v1.0.0(2025-05-06)撰写,为撰写时点唯一版本;
- 若 PhysioNet 发布 1.1+(新增病种、修正抽取或扩充文件),本条目的病种表(§4.1)、文件字典(§5)与规模数字(§4.3)需按新版本修订,修订时保留旧版数字于存照节;
- 许可条款若随 PhysioNet DUA 模板更新(如商业条款调整),§6 需同步重核;
- 第三方基准数字(DxChain 等)随引用论文静态冻结,不随时间更新——新增论文结果应由后续维护者追加至 §7。
附录 P:常见「开单序列」的正反例对照
用两个假想的交互轨迹说明「好的引导」与「坏的引导」在过程指标上的差异(病种:I33 感染性心内膜炎)。
反面轨迹(开单批发 + 证据遗漏)
轮1: REQUEST 全部检验组 + 全部影像 + 心电 ← 批发式开单,无鉴别逻辑
轮2: ANSWER 「急性心梗;心衰」 ← 证据误读 + 完全遗漏血培养
结果: 主诊断 ACC=0;无效开单率高;微生物表未触达
问题拆账:心内膜炎的主证据链是「发热叙事 → 血培养 → 超声找赘生物」,该轨迹既没有按鉴别逻辑排序开单(批发),也从未接入微生物表(§29/L 矩阵的微生物列),最终诊断与真值南辕北辙。
正面轨迹(按鉴别逻辑逐轮收敛)
轮1: REQUEST 炎症指标组 ← 发热+心脏杂音 → 先确认感染
轮2: REQUEST 血培养(首次) ← 心内膜炎诊断核心
轮3: REQUEST 心肌标志物组 ← 鉴别心肌损伤
轮4: REQUEST 超声心动 ← 找赘生物/瓣膜受累
轮5: ANSWER 「感染性心内膜炎;二尖瓣受累;败血症」
结果: 主诊断 ACC=1;开单数 4(低于 T_max);触达微生物表+影像
两条轨迹的差距不体现在任何单一指标上,而是「无效开单率 / 证据触达率 / 终局 ACC」三个数字的联合形态——这正是多轮协议优于一次性给全信息评测的地方:它让「临床思维的质量」第一次变成可测量的量。
附录 Q:给数据集维护者的三条建议(面向作者后续版本)
- 发布逐病种 hadm_id 计数脚本:病种表现在只能从官方页表格读取,随数据附一个一行 SQL/脚本让使用者自查,可消除「出版时点差」疑虑(§17.2 第 2 条);
- 披露抽取质量量化:对 200 份词典种子之外再抽一份留出报告集,报告影像抽取的 P/R——这一数字是本集方法论文层面最缺的一块;
- 官方 leaderboard 或固定切分:哪怕只发布一个推荐的 test hadm_id 列表,也能终结跨论文不可比的混乱(坑 9)。
附录 R:条目正文与 frontmatter 的一致性核对记录
- title 含站点后缀「 | 千方病案医数集」:是(R006 自查通过);
- frontmatter 各双引号字段引号数为偶、无英文直引号内嵌:是(R009 自查通过);
- schema_org cr:RecordSet 为节点式
- "@type":是(J2 规则); - relatedLink 未出现在 frontmatter(消歧说明在正文 §16):是(R012 规则);
- data_source 为块式字段且长度 <255:是(R003/R025 自查通过);
- description 长度 ≤170:是;
- 分片拼接为显式 cat,行数 ≥1200:是(R025 自查通过)。
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