基于大数据传染病监测预警研究进展

近年来,传染病监测预警已成为传染病防控的重点和热点研究问题,传统传染病监测系统在一定程度上对于传染病防控起到了很好的预警作用,但存在监测范围局限、预警时间滞后等不足之处。随着信息技术的发展,以及传染病数据的大量增长,以大数据分析为基础的传染病监测预警研究正逐步成为研究焦点。本文详细介绍基于网络、社会和自然因素、医疗、病原监测等不同大数据来源的传染病监测预警系统,综述各系统优势和不足及未来发展趋势。     

传染病监测和预警系统研究进展

应对SARS、禽流感、甲H1N1流感和其他传染病暴发的经验显示,灵敏、高效的传染病监测预警体系是控制传染病蔓延的关键,是降低疾病危害的基础。有效控制不断涌现的新发传染病,除需建立传染病监测预警系统外,还要不断地提高系统的综合能力以适应疾病流行的新特征和新形势。本文从全球传染病流行趋势入手,综述了世界部分国家传染病监测与预警系统的建设状况及职能分布情况,以期为建立适合我国传染病流行特征的传染病监测和预警体系提供信息与参考。     

医院传染病管理信息系统现状与未来建设策略研究

医院作为传染病疫情防控的前哨,是传染病防控工作中的关键环节之一。充分利用并完善医院信息系统将提高传染病管理工作的质量。本研究通过问卷调查了解医院传染病管理信息系统使用的现状,分析现存不足,探讨采用人工智能等高新技术建立整合患者诊疗信息、传染病病例监测、预警信息推送为一体的医院传染病实时监测预警系统,实现传染病信息自助上报,自动捕捉疑似聚集性传染病疫情信息,提高传染病疫情的监测预警能力,为医院传染病管理信息系统建设发展提供参考。     

我国传染病监测预警系统的发展与应用

本文综述了我国国家、省级/区域、医疗机构三个层面的传染病监测预警系统的特点与发展现状,介绍了三个层面传染病监测预警系统的应用效果与存在问题。各系统均存在预警信息来源单一,预警模型设计简单,以不具有学习能力的固定性模型为主;预警系统的有效性与准确性均不高的特点。医疗机构的传染病监测预警功能应包括已知传染病的个案预警和暴发预警、新发/突发传染病个案预警与暴发疫情预警。已知传染病个案预警系统较好地解决了已知传染病的漏报问题,但传染病暴发及新发/突发传染病的预警研究仍需进一步加强。提出采用大数据等技术拓宽整合传染病监测预警系统数据信息来源,收集医疗机构内和社会相关传染病暴发流行异动信息;应实现预警数据的多元化与集成化,预警模型设计应引入机器学习、人工智能等新技术,提高预警系统的有效性与准确性。最终建立我国国家、省级/区域、医疗机构三层面的传染病智慧化预警多点触发机制和多渠道监测预警平台。     

利用综合医院门诊病例数据开展腹泻病症候群监测的探讨

目的了解综合医院门诊腹泻病症候群信息的来源与构成,描述不同腹泻病症候群的分布特征与相互关系;探讨腹泻病症候群数据应用于肠道传染病预警监测的可行性。方法收集监测医院腹泻病相关门(急)诊(肠道门诊、内科、儿科、传染科等)、辅助检查科室(大便常规)急性腹泻病症候群相关资料,分析综合医院门诊病例急性腹泻症候群的分类、来源和时间分布特征,选择与肠道相关传染病有相似趋势的数据,通过相关分析探讨急性腹泻症候群数据应用于肠道传染病预警监测的可行性。结果门诊腹泻病症候群症状信息主要包括稀便(81.88%)、黏液便(8.54%)、水样便(7.73%)、血便(1.85%)。门诊病例症状信息、大便常规检查阳性信息与肠道相关传染病的时间分布趋势类似。对三者进行相关分析,结果显示门诊病例症状信息中的稀便与大便常规检查阳性结果信息和该医院报告的细菌性痢疾有较好的相关性(r=0.690,P﹤0.01;r=0.623,P﹤0.01);大便常规检查阳性结果与细菌性痢疾和其他感染性腹泻病均有较好的相关性(r=0.607,P﹤0.01;r=0.612,P﹤0.01)。结论综合医院门诊的腹泻病症候群信息可应用于肠道传染病预警监测。     

利用综合医院门诊病例数据开展呼吸道疾病症候群监测的探讨

目的 了解综合医院门诊呼吸道症候群信息的来源与构成,描述不同呼吸道症候群的分布特征与相互关系;探讨呼吸道症候群数据应用于呼吸道疾病暴发、流行预警监测的可行性.方法 回顾性调查广州市某综合医院的信息系统(HIS)资料,对门诊病例信息进行症候群分类;比较不同呼吸道症候群数据的时间分布,选择与流感样病例(ILI)有相似趋势的数据,通过交叉相关分析探讨其应用于呼吸道疾病预警监测的意义.结果 门诊主要呼吸道症候群包括上呼吸道感染(51.20%)、气管/支气管感染(18.80%)、哮喘(17.52%)等,肺部感染仅占2.26%.上呼吸道感染、气管/支气管炎、肺部感染、咳嗽、哮喘等症候群以及门诊X线检查例数、肺炎/急性呼吸窘迫综合征(ARDS)表现病例数的时间分布趋势类似,均存在两个季节高峰.对1～28周数据进行时间交叉相关分析,显示肺部感染与前移4周的ILI相关性最佳(r=0.739,P＜0.01),上呼吸道感染与前移5周的ILI相关性最佳(r=0.714,P＜0.01);X线检查例数及肺炎/ARDS表现病例数均与前移1周的ILI相关性最佳(r=0.858,P＜0.001;r=0.821,P＜0.001).结论 HIS中的门诊病例信息可应用于流感等呼吸道传染病的症候群预警监测.门诊肺部感染数据具有良好的特异性与及时性,可作为首选预警症候群资料;上呼吸道感染、咳嗽数据的意义次之;X线检查及肺炎/ARDS表现病例数据的监测及时性稍差,但特异性较好,可辅助预警监测.     

泉州市传染病自动预警系统运行效果评价

本研究旨在评价泉州市传染病自动预警系统(预警系统)的运行效果,为推进其应用提供依据。以泉州市2008年4月21日至2012年12月31日预警系统中的预警信号、现场调查结果和突发公共卫生事件报告系统报告结果作为研究对象,以灵敏度和阳性预测值评价预警系统的有效性。结果显示,预警系统共发出预警信号6 286条,涉及24种传染病,平均每县每天预警0.3次。响应信号6 105条,响应率为97.12%,预警信号经过初步核实后,被判断为疑似事件111条(1.81%),经过现场调查共确认暴发25起;预警系统的灵敏度为28.74%,阳性预测值为22.52%。由此可见,预警系统可初步实现传染病暴发的早期自动预警,但预警效率仍须提高。通过合理设置阈值,提高暴发探测来源数据的质量,可提高预警效率。     

传染病疫情现场预测预警系统的构建

目的:在突发传染病疫情现场,实现疫情的发展趋势预测及重要流行病参数估计。方法:基于SIR、SIS及SEIR动力学模型,实现疫情发展趋势预测,基于退火算法实现疫情重要参数估计,并基于JAVA语言建立重要呼吸道传染病疫情现场预测预警系统。结果:该系统不仅可以根据已知的流行病学特征参数预测传染病疫情发展趋势,还可以根据每天的新增发病人数,精确估计重要的流行病学特征参数,从而进行疫情的发展趋势预测。结论:该系统的建立能够实现疫情的现场快速有效预测预警,从而提高了疫情处置的时效性和科学性。     

基于网络直报下的传染病自动预警系统运行情况分析

目的 通过对预警信息的分析,为预警系统的推广和预警结果的合理利用提供参考.方法 通过传染病自动预警系统导出2010年河南省传染病预警信息,利用Excel2003完成数据计算与分析.结果 2010年共收到预警信号20 035次,响应率达100％.有102当地判断为疑似事件,疑似率0.51％.现场调查率73.53％,确定为暴发流行的有24起,预警信号阳性率为0.12％.预警病种17种,预警次数前3位的病种是丙肝、其他感染性腹泻和流行性腮腺炎.结论 预警过于敏感,预警阈值偏低,现场调查率偏低.建议可以适当提高预警阈值,适时调整预警病种,同时规范传染病报告质量.     

传染病预警多点触发系统的设计与实现

目的 以新发突发传染病、不明原因疾病为重点,通过重点监测场所和重点人群,实现传染病多点触发监测。方法 运用人工智能、深度学习、大数据等信息技术,建设以患者疾病档案为核心的传染病智能信息中枢,构建传染病监测预警与态势推演核心能力,进行传染病预警信号重要性预测评估。结果 系统覆盖全市1 425家基层医疗机构、18家等级医院、2 580+学校、4 134家药店、4家实验室以及医保购药和民政部门,检测覆盖55种传染病,6大症候群监测信号,自上线以来,主动报卡提醒12.1万次,新增报卡5.4万余例,多源监测3 525.6万次,疾病建档1 444.2万份等。结论 通过扩宽监测内容和渠道范围,实现对传染病早期监测、辅助排查及多模态可视化预警,构建多点触发机制,将监测关口前移。     

分析传染病预警信息在急性传染病突发事件防控中的作用

目的探讨分析传染病预警信息在急性传染病突发事件防控中的作用,尽早发现传染性疾病疫情,采用相应的处理措施控制疾病蔓延。方法使用专业统计学软件对传染病预警信息进行汇总,采用描述流行病学方法分析资料数据。结果揭西县于2005年开始应用公共卫生事件信息管理系统,共报告9起公共卫生事件,其中有77.78%为疫情暴发。共报告5种病类,涉及到151例患者,其中有86.09%为学校。100.00%为法定传染病疫情暴发。病情集中时间为2009年至2011年,共涉及到77.78%疫情。在2008年应用传染病预警信息系统之后,到2018年共收到1157起预警信息,涉及病种19类,有1154起预警信息及时处理。在应用传染病自动预警信息后,共报告9起疫情,暴发疫情持续时间为0~21 d。结论通过传染病预警信息能够尽早发现地区传染病疫情,并且及时采用有效措施处理,降低疫情暴发蔓延与传播。     

新发传染病疑似预警特征的指标筛选及建立

目的应用德尔菲法构建新发传染病疑似预警特征的指标。方法通过词云分析,依据已知传染病资料初步构建新发传染病疑似预警特征的指标池,在此基础上采用德尔菲法,通过20名专家2轮咨询来确定指标。结果确定新发传染病疑似预警特征的指标,包括头痛、发热等15个症状和肝/脾肿大、淋巴结肿大等15个体征及辅助检查指标。2轮咨询专家积极系数为100%,专家平均权威程度为0.84,协调系数为0.19。结论专家代表性强、权威程度高、协调性好,初步构建的新发传染病疑似预警特征指标较为科学合理。     

传染病预警模式的应用探讨

目的联合应用时间序列ARIMA模型以及控制图原理对传染病监测数据进行分析,探讨切实可行的传染病预警模式,实现对传染病的流行趋势进行预测,以期指导传染病的预防控制工作。方法收集筛选传染病的历史数据,利用时间序列ARIMA模型以及控制图原理,绘制控制图曲线,计算预警界值,预测疾病的流行趋势。结果利用建立的ARIMA模型初步确定疾病的年发病趋势后,可进一步根据绘制的控制图来确定实际疫情的流行趋势,综合传染病的严重性、危害性及可控制性及时作出反应。结论ARIMA模型与控制图法的联合应用,预警精度较高,是较好的传染病疫情预警模式。     

上海市嘉定区传染病自动预警系统运行现状分析

目的了解嘉定区传染病自动预警系统运行现状,探索完善传染病预警工作模式,切实提高区域预警工作质量和实效。方法收集嘉定区2008年4月21日～2009年4月20日《中国疾病预防控制信息系统》子系统《传染病自动预警信息系统》数据资料,应用描述性分析。结果嘉定区2008年4月21日～2009年4月20日传染病自动预警系统共发送预警信号670次,平均1.74次/日,涉及9个病种,预警时间分布以6、7月份高发;预警类型中时空探测占58.21%,时间序列占41.71%,无单病例预警;所有异常信息均以监测数据分析方式及时进行核实、判定排除。结论目前嘉定区传染病自动预警系统运行平稳,灵敏度较高,能及时发现异常疫情预警提示防控,提高了疾病预防控制机构早期发现和识别传染病暴发与流行的能力。     

传染病病原监测网络研究现状及对策建议

通过介绍国内外传染病病原监测网络情况,分析我军监测网络建设有效做法、取得的成绩及存在问题,提出完善网络体系布局、优化信息技术手段、强化监测规范管理、加强监测人员培训的建议,为进一步提升军队病原监测网络预警水平奠定坚实的基础。     

上海市徐汇区传染病自动预警信息系统运行评价

目的通过对2011年徐汇区疫情预警现状分析与探讨,评价传染病自动预警信息系统的预警方法、模式与效果,为进一步提升传染病预警信息系统运行能力提供实践依据。方法传染病自动预警信息系统采用移动百分位数法和单病例预警方法进行预警预测,利用流行病学统计方法对预警系统中的数据信息进行归纳分析和评价。结果 2011年该系统对徐汇区共发出有效预警信息212次,预警信号阳性率为0.94%。病例报告数与预警信号数比为7.10:1,呈正相关变化趋势(r=0.714,P=0.009)。结论系统具有高度敏感性,但阳性预测值较低。     

基于医疗机构的突发呼吸道传染病症状监测预警机制研究

目的构建基于医疗机构的突发呼吸道传染病症状监测预警机制,实现突发呼吸道传染病目标症状的实时监测、快速预警、迅速鉴别以及闭环管理。方法通过文献查阅和专家咨询确认目标疾病和症状,采用统计学方法建立基于时间序列数学模型的症状预测预警模型,通过大数据等信息技术搭建症状监测预警信息综合管理平台。结果以突发呼吸道传染病为目标,通过科学选取目标疾病和症状,以复旦大学附属华山医院各院区2013—2019年的门急诊患者就诊信息为数据来源,构建了基于医疗机构的突发呼吸道传染病症状监测预警模型和信息综合管理平台,可实现目标症状的实时监测预警、可视化展示和患者核心数据快速获取和异常数据的及时甄别。结论华山医院突发呼吸道传染病症状监测预警系统及闭环管理机制的建立是一次成功的探索和实践,为未来症状监测系统在传染病等突发公共卫生事件早期预警方面的进一步推广应用奠定了一定基础。     

Infectious disease surveillance in North Rhine-Westphalia: first steps in the development of an early warning system

It is often difficult to detect warning signals on infectious disease outbreaks from raw surveillance data. Data need to be used for a timely generation and distribution of information on the current state of infectious diseases. This offers the opportunity to detect outbreaks and to initiate preventive measures. To improve the surveillance system in North Rhine-Westphalia we have introduced an infectious disease barometer, a simple tool based on weekly notification data. The aim of this tool is not to provide in depth data analysis, but to help to detect clusters or outbreaks. This can be the first step in the development of an early warning system and can support epidemiological investigation and policy making.     

疾病预防控制体系可持续发展的首要问题与形成机制研究

  目的  比较我国传染病监测系统有效利用的现状与发展趋势,分析其对于传染病防制工作的支撑程度,探讨区域差异。  方法  收集2004 — 2019年我国31省（直辖市、自治区）运用监测系统发布的传染病风险监测预警相关文献和报告,计算传染病监测系统的有效利用程度,使用Spearman相关、线性回归等方法探索监测系统有效利用程度与发病率之间的关系。  结果  2019年我国平均传染病监测系统有效利用程度为9.64 %,较2004年提升1338.81 %;东部地区传染病监测系统有效利用的能力较强,为11.73 %。由相关、回归分析可知,我国传染病监测系统有效利用程度与发病率之间呈负相关关系,相关系数为 − 0.88（P < 0.01）,标化回归系数为 − 6.87（P < 0.001）。  结论  2004年 — 2019年,我国传染病监测系统有效利用程度稳步提升,但区域差异尚存。提升传染病监测系统的有效利用使其发挥疾病预防控制的支柱作用仍然任重而道远。