JMU JMIR Mhealth Uhealth JMIR mHealth和uHealth 2291 - 5222 卡塔尔世界杯8强波胆分析 加拿大多伦多 v7i10e14276 31625946 10.2196/14276 原始论文 原始论文 参与儿童流感监测的发烧教练移动应用程序:可用性研究 Eysenbach 冈瑟 Paolotti 丹妮拉 林肯 Myeongchan 医学博士 1 https://orcid.org/0000-0003-3940-9850 Yune Sehyo 医学博士,mph, mba 1 https://orcid.org/0000-0002-9223-3586 Seyun 废话 1 https://orcid.org/0000-0002-0397-587X 荣格 Yuseob 废话 2 3. https://orcid.org/0000-0002-9070-3433 Sa 很快就好了 女士 2 3. https://orcid.org/0000-0002-5736-8813 Hyun钟旭 医学博士 2 3.
生物医学信息系 CHA大学医学院“, 盆唐区板桥路335号 京畿道城南市,13488 大韩民国 82 31 881 7109 stepano7@gmail.com
4 https://orcid.org/0000-0002-6918-5694
移动医生有限公司 首尔 大韩民国 基础医学研究所 CHA大学医学院“, Seongnam-si,京畿道 大韩民国 生物医学信息系 CHA大学医学院“, Seongnam-si,京畿道 大韩民国 盆唐CHA总医院医疗大数据中心 Seongnam-si 大韩民国 通讯作者:Hyun Wook Han stepano7@gmail.com 9 2019 17 10 2019 7 10 e14276 6 4 2019 28 5 2019 14 7 2019 9 8 2019 ©Myeongchan Kim, Sehyo Yune, Seyun Chang, Yuseob Jung, Soon Ok Sa, Hyun Wook Han。最初发表在JMIR Mhealth和Uhealth (http://mhealth.www.mybigtv.com), 17.10.2019。 2019

这是一篇根据创作共用署名许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)发布的开放获取文章,允许在任何媒介上不受限制地使用、分发和复制,前提是正确引用了首次发表在JMIR mhealth和uhealth上的原创作品。必须包括完整的书目信息,http://mhealth.www.mybigtv.com/上的原始出版物的链接,以及此版权和许可信息。

背景

有效监测流感需要一个广泛的卫生保健提供者网络,积极报告流感样疾病病例和阳性实验室结果。这种传统的监测系统不仅建立和维护成本高昂,而且在流感活动的变化和检测之间也存在时间差。一个既可靠又及时的新监测系统将有助于公共卫生官员有效控制疫情,减轻疾病负担。

客观的

本研究旨在评估家长通过Fever Coach应用程序提交的儿童发热疾病报告数据在实时监测流感活动中的使用情况。

方法

Fever Coach是一款移动应用,旨在帮助父母和护理人员控制幼儿发烧,目前主要在韩国提供服务。该应用程序分析照顾者输入的数据,根据孩子的年龄、性别、体重、体温和伴随症状,提供量身定制的护理信息。使用2016-2017年流感季节提交给该应用程序的数据,我们建立了一个回归模型,监测2017-2018年流感季节的发病率,并通过将预测与韩国疾病控制和预防中心(KCDC)的公共流感监测数据进行比较,验证了该模型。

结果

在2年的研究期间,共提交了70203份诊断数据,包括7702份流感报告。Fever Coach预测的流感活动与KCDC报告的流感活动之间存在显著相关性(Spearman ρ=0.878; P<措施)。利用该模型,在韩国疾控中心发布疫情警报的10天前发现了2017-2018年流感疫情。

结论

发热教练app通过对发热儿童的护理指导,成功收集了目标人群7.73%(207,699/2,686,580)的数据。这些数据被用于开发一个模型,该模型利用国家监测网络中哨点设施的报告准确估计中央政府机构测量的流感活动。

数据收集 检测流行 手机应用程序 健康护理app 流感流行 儿童流感
简介

季节性流感影响世界人口的5%至15%,估计每年造成300万至500万例重症病例和多达50万人死亡[ 1].5岁以下儿童、65岁或以上成人及孕妇均极有可能出现严重的流感相关并发症[ 2].2008年,这一人群中估计有9000万新病例、100万至200万重症病例和2.8万至111,500人死亡可归因于流感感染[ 3.].

监测流感活动对于了解流行病学、实施适当的预防战略和充分分配公共卫生资源以减轻流行病负担至关重要。目前,大多数发达国家都有基于哨点设施和初级保健从业人员网络的监测系统,他们报告每周就诊的流感样疾病或急性呼吸道感染患者数量。包括美国和韩国在内的许多国家也收集病毒学信息、住院和死亡率的数据。在全球一级,由111个国家143个国家流感中心组成的世界卫生组织全球流感监测和反应系统提供了用于选择流感疫苗制剂毒株的病毒学信息[ 4 5].

尽管流感监测提供的信息非常宝贵,但传统监测系统需要大量资源,包括训练有素的工作人员、实验室能力和信息基础设施。在资源有限的国家建立可持续监测系统取决于外部来源的财政和技术支持以及国家卫生主管部门的积极参与[ 6].此外,尽管及时性是感染监测的一个关键因素,但传统系统存在时间滞后问题,因为从事件到报告、从报告到分析、从分析到传播需要几天时间[ 7].

为了克服传统监测系统的挑战,开发了利用互联网和移动技术进行流感监测的新方法。从网络搜索查询、社交媒体和电子健康记录中提取的大数据的使用已经引起了公共卫生研究人员和政策制定者的广泛关注。其中谷歌流感趋势(GFT) [ 8是公共卫生大数据炒作的主要推手之一。尽管GFT经常高估流感流行率,导致服务终止,但它揭示了互联网大数据在疾病监测和临近预测中的使用[ 9 10].一些研究人员还评估了搜索查询和社交媒体作为流感监测工具[ 11- 15].然而,大数据方法面临着严峻的挑战,包括 大数据狂妄隐私问题,以及缺乏准确的算法模型[ 9 10].

最近出现的另一种基于互联网的监督方法是参与式监督[ 16].参与式疾病监测系统要求目标人群通过各种形式的调查工具提交与疾病相关的数据。虽然参与式监测是一种潜在的有价值的数据源,但其特异性较低,因为许多此类系统只收集疾病的主观症状,而没有临床诊断信息[ 16 17].此外,由于这些系统完全依赖于社区的志愿者,参与度很低,很难长期保持[ 18].

在本文中,我们描述了一种收集参与性数据的新方法,包括发热疾病的症状和临床诊断,并通过提供发热护理指导来鼓励参与。除了分析个人数据并提供定制建议外,大量的汇总信息还可以生成人口级别的数据。我们研究了这些数据是否可以用于流感监测,同时解决上述参与式疾病监测系统的挑战。

方法 探索性数据分析 参与性数据:Fever Coach

所有自述数据均来自Fever Coach。发烧教练(是一款移动应用程序,旨在为5岁以下儿童的发烧管理提供可操作的、量身定制的信息。在注册这项服务时,用户需要输入孩子的出生日期、体重、性别和发热惊厥史。如果一个用户有一个以上的孩子,那么他们可以管理多个帐户。 图1注册后,用户可输入儿童的各种发烧相关信息,包括体温、其他症状、退烧药的剂量和时间、疫苗和抗生素史,以及如果儿童因当前疾病而就诊,医生的诊断。在这些输入的基础上,该应用程序提供了发烧控制的说明,并建议就医的时间。如果提交了医生的诊断,还会提供有关疾病的详细信息。用户也可以选择不提交任何数据,只阅读发烧护理说明。该服务由2名委员会认证的家庭医生和1名委员会认证的儿科医生设计和审查。Fever Coach于2015年7月在韩国推出。该应用程序目前在韩国、日本和中国的谷歌Play和苹果应用程序商店免费提供。截至2018年6月,下载量已达40万次,其中99%来自韩国。

Fever Coach app截图。(a)体温页面,(b)发烧管理页面,(c)诊断页面。该服务没有提供英语,以下截图是由韩语翻译而成的。(选项列表:支气管炎、细支气管炎、肺炎、腺病毒感染、喉炎、咽炎/扁桃体炎、普通感冒、流感、口腔溃疡、疱疹性咽炎、手足口病、小肠结肠炎、脑膜炎、中耳炎、尿路感染、腮腺炎、猩红热、水痘、麻疹、玫瑰疹、未确诊等)。

研究数据仅从2016年9月至2018年8月期间同意将未识别信息用于研究目的的用户处回顾性收集。使用2016年9月至2017年8月(开发期,52周)提交的数据建立预测模型,并使用2017年9月至2018年8月(验证期,52周)提交的数据对模型进行验证。

所有用户报告的数据都实时存储在Fever Coach数据库中,每天的元数据(提交数量和位置信息)都会被处理并保存。为了与现有参考人群进行比较,本研究只纳入了韩国提交的1岁(365天)至6岁(2554天)儿童的数据。为了过滤虚假提交的数据,我们只使用了基于2017年韩国儿童生长曲线的5%新生儿(2.5 kg)到95% 18岁儿童(79.8 kg)的体重值[ 19].由于儿童的年龄随着时间的推移而变化,如果数据多次提交,我们计算每个时期的年龄平均值。对于体重,我们只考虑了每个孩子最后提交的数据。这些数据被用来了解用户人口统计、临床特征和发烧相关行为。该研究方案得到CHA大学机构审查委员会(IRB)的批准(IRB编号1044308-201804-HR-022-03)。

应用程序用户的总活跃度是通过每周向应用程序提交的体温数量来衡量的。由于Fever Coach通常只在孩子生病时使用,作者认为通过数据提交数量来衡量用户活动比根据每日或每周活跃用户来衡量更合适。流感诊断占提交给应用程序的任何诊断总数的比例被用作流感活动的指标。

参考资料:韩国疾病控制与预防中心监测系统

KCDC流感病毒感染监测系统每周更新流感监测数据,数据显示与流感病毒感染有关的就诊人数占门诊总就诊人数的比例[ 20.].ILI的定义是发烧等于或大于38.0°C(100.4°F),并伴有咳嗽或喉咙痛。监测数据来自拥有36个哨点初级保健设施的韩国流感监测计划。韩国疾病控制中心还报告了1岁至6岁儿童在一周内与ili相关的就诊人数占同一年龄段门诊总人数的比例,以及整个年龄段的就诊人数。

流感活动预测 预测模型

根据Fever Coach的数据,建立了一个线性回归模型来预测儿童的流感活动:

P t) =β01 F t+ ε

P t)为KCDC报告的1 - 6岁儿童il相关就诊占同年龄人群门诊总人次的比例, F t),为流感诊断报告占Fever Coach应用程序所有诊断报告的比例 P t), F t)包括日期前7天内的累积数据 t拦截β0斜率是β1由回归得到,ε为误差项。我们还建立了另一个线性回归模型 F t),以预测所有年龄组别的流感流感病案人次所占的比例,以监察流感流行警报。KCDC 2017年流感季节流感流行预警阈值设置为每1000次就诊6.6次ILI,为过去3年(2014-2016年)非流感季节ILI平均值+ 2 SD。

统计分析

为了比较开发期和验证期之间的用户特征和行为,对类别值Student使用了Pearson卡方检验 t正态分布的连续值采用Mann-Whitney U检验,非正态分布的连续值采用Mann-Whitney U检验。采用Shapiro-Wilk检验来确定数据分布的正态性。

预测模型的准确性采用斯皮尔曼秩相关系数(Spearman ρ)和均方根误差(RMSE)进行比较 P t)及其预测值。所有统计分析均使用 Scikit-learn 0.19.1 21].

结果 探索性数据分析

在整个研究期间,收集了10,002,512份与发烧相关的健康数据。从开发期到验证期,总记录数量减少了18.5%,而提交数据的儿童数量减少了44.2% ( 表1).

在开发和验证期间提交的用户特征和数据点数量。

单位、类别 统计项目 开发期(2016年9月1日- 2017年8月31日) 验证期(2017年9月1日- 2018年8月31日)
数据点 总记录 5322827年 4679685年
体温 记录数(%) 4228606 (79.44) 3446488 (73.65)
中位数(位差一个 38.0 (37.5 - -38.6) 38.0 (37.5 - -38.6)b
退烧药 记录数(%) 856210 (16.08) 1096443 (23.43)
其他症状 记录数(%) 125338 (2.35) 62024 (1.33)
抗生素 记录数(%) 38122 (0.71) 27841 (0.59)
疫苗接种 记录数(%) 24243 (4.55) 10828 (2.31)
诊断 总数 41578年 26848年
流感,n (%) 2965 (7.13) 5800 (21.60)b
非流感,n (%) 38613 (92.97) 21048 (78.37)b
孩子 总数 209270年 116804年
提交数据的数量(每个孩子) 中位数(差) 12 (4-32) 21 (7-52)b
年龄(年) 中位数(差) 2.0 (1.4 - -3.1) 2.2 (1.5 - -3.3)b
女性,% 49.22 49.26c
体重(公斤) 中位数(差) 12.0 (10.7 - -14.6) 13.3 (11.5 - -16.0)b
诊断提交 总数 27736年 18128年
流感,n (%) 2455 (8.85) 5324 (29.37)
非流感,n (%) 25281 (91.15) 12804 (70.63)

一个IQR:四分位间距。

b数据显示,两期间差异显著 P<措施。发育期未收集发热性惊厥病史。

c P= .807。

在开发期间,149329人至少使用过一次该服务,其中115,674人(77.5%)在1年的开发期间使用该服务超过2天。在149329名用户中,有209270名儿童记录了发烧相关信息,其中49.2%(103083)为女性。在韩国,这一年龄段的人占总人口的7.7% [ 22].他们提交了41578份诊断,包括2965份流感报告。的最小值和最大值 F t)分别为0和0.495 P t)为0.0037至0.0862。研究期间的流感活动在一个名为 发烧教练流感可视化 23].这个可视化的视频记录可以在 多媒体附件1

在验证期间,记录了116,804名儿童的发烧相关信息,收集了26,848份诊断,包括5800份流感报告。 F t), P t)分别介乎0至0.495及0.0023至0.0928之间。我们将所有的诊断记录分为三类:流感、咽炎/普通感冒和疱疹性咽炎/口腔炎。诊断和应用程序用户活动随时间的变化如图所示 图2

在研究期间,诊断提交和应用程序用户活动的变化。y轴表示每周提交的数量。发烧记录(左y轴)是通过向应用程序提交体温的数量来衡量的,并显示为粉红色的线。每个诊断类别的数量(右y轴)用不同颜色表示。咽炎或普通感冒(绿线)为咽炎或扁桃体炎和普通感冒的总和,疱疹或口腔炎(橙线)为口腔溃疡和疱疹的总和。

流感活动预测

由ILI访视之间的线性回归得出的预测模型[ P t)] 1岁至6岁儿童的流感诊断比例及提交发烧教练[ F t)],其斜率为β1)为0.1316,截距(β0)为0.0063,和 R2As 0.930 ( 图3). P t)为KCDC的参考值。斯皮尔曼ρ为0.895 ( P<.001), RMSE为0.0083 P t)和验证期的预测值(的最大值 P t)为0.0928,最小值为0.0023)。 图4的图形图 P t)和研究期间的预测值以及预测模型的误差。从各个年龄段的模型中 F t),proportion of ILI visits in all age ranges, the was 0.924 ( P<.001), RMSE为0.0135。该模型预测值在2017年11月21日超过疫情阈值。韩国疾病控制中心于2017年12月1日发布了流感流行警报。

一个对数比例的图。F(t)与7岁以下儿童发育期流感样疾病(ILI)就诊比例的线性回归黑点为实际值,红线为线性回归结果。

韩国疾病控制和预防中心(KCDC)流感样疾病(ILI)数据与Fever Coach数据的比较:蓝线表示KCDC报告的每1000次门诊就诊的ILI病例数,红线表示Fever Coach数据预测的ILI病例数,粉线表示一周内与发烧相关的记录总数。P (t)与预测值之间的误差以黑线显示在图的底部。开发阶段使用白色背景颜色,验证阶段使用绿色背景。

讨论 主要研究结果

Fever Coach应用程序在一年内成功收集了目标人群7.7%的数据,这明显高于先前报告的基于Web或移动的参与性监测系统的参与率,后者报告的参与率为0.02% [ 24]及0.13% [ 25].基于通过app提交的自愿数据的流感活动监测模型显示,与政府报告的大规模流感活动密切相关。参与性数据每天更新,而不是每周更新,基于这些数据的预测模型比韩国疾病控制与预防中心的疫情警报更敏感地检测出流感疫情。

这项研究的结果揭示了移动应用程序在收集公共卫生监测数据方面的潜力,并强调了用户自愿提交数据的重要性。以往的流感监测参与式系统依赖于个人的社会责任来招募和保留参与者,这导致了低参与率和对目标人群的有偏见的代表。

与以前工作招聘和保留的比较

还有其他几个基于网络或移动电话的调查平台,用于流行性感冒和其他传染病的参与性监测[ 17 26 24 27].有些只收集有关症状的信息[ 24]和与健康有关的行为,而其他人也会询问医疗服务的结果[ 17].这些平台依靠志愿者宣传自我报告数据在疾病监测中的好处,而不激励个人参与者。因此,招募和留住用户已被确定为他们面临的主要挑战[ 24].他们利用社交媒体、国家电视台、机构网络、专业协会、传播活动和口口相传来招募参与者。使用这种策略,美国的Flu Near You (FNY)在其第二个流感季节(2012-2013年)招募了61,000名参与者,约为每10万13岁及以上人口中的24人。流感网于2009年在5个欧洲国家建立,在2015-2016流感季节期间,欧洲10个国家的参与者为36192人,参与率为每10万人中有13人。

在韩国,在线社区非常活跃,韩国人通过这些社区和博客来寻求信息,并与同龄人交流关于学习、职业、爱好和育儿的信息。 28].Fever Coach利用这些社区来推广这款应用,为随机选择的下载应用并分享经验的用户提供免费咖啡券,并提供免费的在线健康咨询。2016年5月下载量达到10万次后,并没有积极的营销活动,但使用该应用程序的家长们自愿在互联网和当地社区宣传。2017年2月,Fever Coach已被下载30万次,超过20万用户至少提交了一次数据。采用这一策略,每10万名1岁至6岁人口的参与率约为7700人,他们是流感感染的高危人群之一。Fever Coach应用程序主要是为了让父母在孩子发烧时照顾他们,但它能够收集专门用于流感监测的数据。我们认为,通过提供即时利益和针对弱势群体,招募和保留参与性监测比依靠志愿者要有效得多。这一策略可适用于其他高危人群,如孕妇、老年人或免疫功能低下者。

与以前的工作-用户特征比较

当Fever Coach的用户代表他们的孩子提交数据时,我们收集的关于用户的唯一信息是电子邮件地址和设备位置。但是,由于该服务是为5岁以下儿童的照顾者设计的,我们可以假设用户的年龄范围大约在20岁后期到40岁出头之间,这比其他系统报告的用户年龄范围要小。由于该应用程序只能通过智能手机访问,因此假定每个用户都是智能手机用户。据报道,韩国智能手机的拥有率高达89.5%。 29 30.],而在20至50岁年龄组中,智能手机使用率超过99% [ 29].考虑到智能手机的高普及率,智能手机用户代表了韩国这个年龄段的普通人群。虽然没有关于用户性别的数据,但基于韩国对母亲的育儿依赖程度较高,预计女性用户比男性用户更多。这与其他报告女性参与者占大多数的研究一致。在一项分析FNY数据的研究中,代表家庭成员报告的参与者显示出更高的参与率。这一发现可以部分解释Fever Coach成功招募和留存用户的原因,因为这款游戏的用户主要是父母。由于该服务本身是针对儿童的,从应用程序收集的数据只能代表儿科人群。然而,我们基于这些数据的模型能够预测总人口以及儿科人群中的流感活动。这是因为儿童中的流感活动与青少年和成人中的流感活动密切相关,但它可能不适用于监测其他疾病。另一个值得注意的发现是,尽管用户群体发生了一些变化,但使用前一年开发的预测模型对流感活动进行了密切预测。 Compared with the development period, the number of users decreased and the median number of data submission per child increased. This finding suggests that retention of active users can make up for the loss of inactive users for participatory surveillance.

限制

这项研究有许多局限性需要解决。首先,提交给Fever Coach的大部分数据来自患有发热疾病的儿童,用户一般不会在孩子身体健康时使用这款应用。因此,应用程序使用率的增加可能表明一种传染病的爆发,也可能表明在全国媒体报道后,人们对应用程序本身的兴趣激增。为了克服这一限制,我们只使用 诊断报告与其他参与式监测系统相反,这些系统询问用户的症状并使用数据进行症状监测。虽然这一策略可以很好地近似流感活动,但它引入了有限的泛化。在韩国大部分地区,医生密度为2.3‰[ 31],初级保健被认为是负担得起和容易获得的。然而,在卫生保健不太容易获得的地区,使用医生诊断可能会导致对一小部分人的偏见,这些人比一般人群更容易获得卫生保健。为了克服这第二个限制,正在进行一项额外的研究,以开发包括症状和人口统计数据在内的更复杂的预测模型。

结论

发热教练app通过对发热儿童的护理指导,成功收集了目标人群7.73%(207,699/2,686,580)的数据。这些数据被用于开发一个模型,该模型利用国家监测网络中哨点设施的报告准确估计中央政府机构测量的流感活动。

一个可视化的视频。可视化显示随时间推移在地图上提交诊断报告。

缩写 FNY

流感就在你身边

GFT

谷歌流感趋势

伊犁

流感样疾病

IRB

机构检讨委员会

KCDC

韩国疾病控制和预防中心

NRF

国家研究财团

RMSE

均方根误差

移动医生首席执行官Namsoo Oh和移动医生首席执行官Jaewon Shin提供了本研究使用的数据。本研究由韩国科学信息通信技术部未来计划资助的韩国国家研究基金(NRF)基础科学研究计划(NRF- 2017r1e1a1a03070934)支持。本研究使用了韩国疾控中心传染病监测科和移动医生的数据。

HWH主导了这项研究以及整个研究的讨论和回顾。MK开发和设计了这项研究,分析了数据,并撰写了手稿。SY查阅文献,设计研究,并撰写手稿。YJ和SOS负责项目并审阅手稿。SC设计了研究并分析了数据。最终的手稿得到了所有作者的认可。HWH为担保人。

MK是移动医生的CMIO,提供Fever Coach服务(他在Mobile Doctor的股权不到5%。SC是Mobile Doctor的CTO,他拥有Mobile Doctor不到5%的股权。没有其他作者报告过与本研究相关的任何其他利益冲突。

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