JMIR J医学网络杂志 医学互联网研究杂志 1438 - 8871 卡塔尔世界杯8强波胆分析 加拿大多伦多 v22i4e18948 32287040 10.2196/18948 原始论文 原始论文 基于云的新型冠状病毒肺炎有效监测与控制系统:来自湖北的有益经验 Eysenbach 冈瑟 巴拉米 穆罕默德·阿明 Gunasekeran 书中 布里托费尔南德斯 奥斯卡 Mircheva Iskra Mengchun 医学博士 1 https://orcid.org/0000-0001-8197-6643 医学博士 2 https://orcid.org/0000-0002-5188-2408 太阳 兴ydF4y2Ba 医学博士 3. https://orcid.org/0000-0002-6554-7088 博士学位 2 https://orcid.org/0000-0002-9825-2614 博士学位 4 https://orcid.org/0000-0001-6420-983X 在香港 博士学位 1 2
南方医院 南方医科大学 白云区广州大道北1838号 广州 中国 86 130 7687 721 zhnfyy@yeah.net
https://orcid.org/0000-0002-9969-3542
健康管理研究所 南方医科大学 广州 中国 南方医院 南方医科大学 广州 中国 中国循证医学中心 华西医院 四川大学 成都 中国 系统遗传学研究所 华西医院 四川大学 成都 中国 通讯作者:Hong Zhu zhnfyy@yeah.net 4 2020 22 4 2020 22 4 e18948 29 3. 2020 5 4 2020 9 4 2020 9 4 2020 ©龚孟春,刘丽,孙欣,杨岳,王爽,朱红。最初发表于《医疗互联网研究杂志》(//www.mybigtv.com), 2020年4月22日。 2020

这是一篇开放获取的文章,根据创作共用署名许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)发布,该协议允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是要正确引用最初发表在《医学互联网研究杂志》上的原始作品。必须包括完整的书目信息,//www.mybigtv.com/上的原始出版物链接,以及版权和许可信息。

背景

冠状病毒病(COVID-19)是对全球卫生保健系统的前所未有的挑战。能够改善监测工作重点和临床决策支持的工具是至关重要的。

客观的

这项研究的目的是通过在中国湖北省洪湖市开发并成功72小时部署COVID-19洪湖混合系统(HHS),说明新的医疗信息技术如何能够有效控制大流行。

方法

卫生与公众服务部旨在从多个来源收集、整合、标准化和分析与covid -19相关的数据,其中包括病例报告系统、诊断实验室、电子医疗记录和移动设备上的社交媒体。

结果

HHS支持移动设备综合征监测、决策决策支持、临床决策支持和资源优先化、出院患者随访四个主要功能。卫生与公众服务部的综合征监测部分覆盖了90多万人口中95%以上的人口,为控制突发流行病提供了近乎实时的证据。还提供了卫生与公众服务部的临床决策支持部分,以改善病人护理,并优先考虑有限的医疗资源。然而,统计方法仍然需要进一步的评估,以确认临床有效性和本研究分配的处置的适当性,这需要进一步的调查。

结论

讨论了云计算的促进因素和挑战,为其他城市构建基于云技术的合适解决方案提供了有用的见解。在这项现实世界的实地研究中,HHS用于COVID-19的方法被证明是可行和有效的,并具有迁移的潜力。

新型冠状病毒肺炎 云系统 症状监测 临床决策支持 利益相关者的参与 流感大流行 医学信息学
介绍

新冠肺炎疫情在中国和其他许多国家的爆发给医疗体系带来了巨大压力[ 1].控制传染病的一种方法是使用监测系统跟踪接触者和感染者及其临床结果[ 2- 6].然而,传统监控系统在实时性、空间分辨率和可扩展性等方面存在局限性[ 7].同时,这些系统的报告往往是全国性或区域性的,缺乏社区或城市层面的疾病信息,导致社会距离和隔离措施效率低下[ 2 8].在中国湖北的COVID-19监测方面尤其如此,那里的许多病例和隔离人群对人工报告和跟踪系统构成了挑战[ 9- 12].

为应对这一重大挑战,我们开发了洪湖混合系统(HHS)作为COVID-19监测和控制的试点,在72小时内成功部署在距离武汉145公里、拥有90多万人口的湖北省洪湖。卫生与公众服务部整合了病例报告系统和诊断实验室等传统来源的数据,以及结构化电子病历和移动设备上的社交媒体等非传统来源的数据。对高分辨率数字数据的实时采集和分析可提供有关症状、心理状态、接触史、社会行为和物理环境的详细信息[ 4 6 13].

方法 环境和硬件

基于云的硬件为解决新冠肺炎疫情特有的问题提供了有效的解决方案,有效缓解了本地技术支持不足、交通堵塞导致专家和物理硬件无法使用、功能需求快速变化以及不同平台的多源连接等问题。看到 多媒体附件1有关虚拟机设置的详细信息。

数据收集

该系统收集了9家医院的每日结构化电子病历数据;微信平台(中国最大的移动社交网络应用之一,月活跃用户超过10亿)提供的症状和个人联系历史实时信息;每日报告的病例诊断信息来自一个第三方聚合酶链反应实验室、一个第三方抗体实验室和一个公共卫生信息系统( 图1).在数据收集方面,我们利用了九家医院内现有的卫生信息系统,并为微信平台软件开发工具包开发了一个新的小程序,用于症状报告和空间数据收集。

洪湖混合系统冠状病毒疾病监测和控制的数据流、处理和分析示意图。CDSS:临床决策支持系统;电子病历:电子病历;IT:信息技术;自然语言处理:自然语言处理;PCR:聚合酶链反应。

数据处理

数据提要在时间和空间上进行了规范化,然后加载到为存储、管理和分析集成COVID-19数据而构建的公共数据模型中。词汇控制以《医学-临床术语系统命名法》为基础,症状和疾病的中文同义词[ 14].逻辑观察标识符名称和代码采用代码相关测试。基于中国国家卫生健康委员会发布的编码标准的疾病采用国际疾病分类(ICD)(即ICD-10临床修改)编码[ 15 16].数据模型的要素和COVID-19的推荐同义词来自54名中国专家,包括临床医生、研究人员、公共卫生专业人员和信息学家。

伦理审查,隐私保护和数据安全

南方医院伦理委员会批准了本研究。综合征监测系统上的所有用户都同意共享使用该系统所需的信息。特别强调资料保安及私隐保障,并提供行政及技术支援[ 17]在整个系统部署过程中。标准的安全设置和软件(如防火墙、数据加密)被实现。虚拟专用网络用于远程技术支持和数据分析。为了保护患者的隐私,我们设置了不同级别的数据访问权限。聚合报告是数据共享的主要形式。洪湖市新冠肺炎疫情防控指挥部专家组拥有最高级别的数据访问权限。他们利用这些数据对患者进行分诊,协调社区的社会工作者,并分配卫生保健资源。远程分析团队无法获得患者的身份。数据访问的不同级别是由数据安全和隐私保护方面的专家在项目开始时设计和设置的,这些专家已获得1996年《健康保险可携性和问责法》的安全认证。一名独立审计员负责监督任何违反规则的行为,并报告和纠正这些行为。 Written informed consent was obtained from the inhospital patients before enrollment when data were collected retrospectively. It is important to note that all authorized personnel received training on data security and privacy protection, and additionally, signed legally binding affidavits. In addition, the team worked closely with the cloud computing service provider to separate sensitive data from the rest of the data.

结果 移动设备综合征监测

从1月26日洪湖确诊1例,到2020年3月16日确诊出院,共计383例,其中13例不幸死亡。在巨大的压力下,HHS于2月14日启动,并在72小时内成功部署。截至3月16日,累计自我报告数达到1750万次,最大日活跃报告数达到90万次。

综合征监测是在一个基于手机的社交媒体平台上针对不同群体的个人实施的。包括普通人群、住院和出院患者、高感染风险人群(如有武汉旅行史、确诊病例接触史、隔离观察史)和医护人员(如医生、护士、公共卫生专家、社会工作者)。看到 文本框1了解居家隔离的一般人群的问卷细节。问卷内容由南方医院传染病专家提出。随后,当地政府工作人员、当地临床医生、公共卫生专业人员和信息专家参加了一次会议,对他们的建议进行了讨论和修改。求职支持项目是政府在3月2日评估洪湖限制生产生产工作的解除情况时,在问卷中增加的。社会工作者通过电话或家访跟进了1万多份阳性报告(例如,“我的体温超过37.3摄氏度”或“我今天咳嗽得很厉害”)。30多名患者被送往发热门诊进行进一步筛查,然后被隔离。这是城市居民通过新的信息渠道主动发起的监测机制,在COVID-19筛查中发挥了有效作用。高覆盖率(超过95%的居民)和日活跃报告(超过60万人次)证明了在COVID-19大流行期间加强监测的可行性。积极报告的稳定趋势(每日报告人数超过50万人后为0.10%-0.12%)提供了强有力的证据,证明所采取的应对措施在预防当地疫情方面是有效的。

微信上的实时问卷。

人口特征

的名字

身份证号码

性别

地址(半结构化的)

电话号码(免费文本)

空间信息

当前位置(结构化)

流行病学接触

您在过去14天内是否去过或停留在有确诊病例的社区?(是/否)

您在过去14天内是否接触过确诊病例?(是/否)

您是否接触过近14天内有病例报告或出现呼吸道症状的武汉市居民或社区居民?(是/否)

你是否参加过过去14天内报告2例以上病例的小规模集会?(是/否)

物理条件

今天的身体状况:好/咳嗽/流鼻涕/胸闷/腹泻/肌肉酸痛?(多个选择)

今天的体温是多少?

心理疾病

你今天感到紧张、害怕或焦虑吗?(是/否)

社区支持

有公共卫生官员来调查你吗?(是/否)

有没有社工给你打电话或到你家里帮忙解决报告的问题?(是/否)

求职的支持

你愿意在当地工作吗?(自由文本)

你愿意参加免费的技能培训吗?(自由文本)

决策支持

监测综合征监测数据的波动和趋势分析为政策相关决策提供了支持。由于人口规模大,趋势的稳定性和波动性为地方政府评估疾病管理的有效性并及时做出相应调整提供了有力证据。空间分析也发挥了关键作用。一个社区内受感染居民的聚集情况,由地图上患者的集中程度表示( 图2),说明本地爆发疫情的风险很高,并会自动促使社工上门探访。

洪湖健康报告热点图。

临床决策支持和资源优先排序

构建基于住院死亡率预测系统的新冠肺炎患者临床决策支持系统,以改善临床护理,降低死亡风险,优化有限的医疗资源。基于多小叶浸润、淋巴细胞减少、细菌合并感染、吸烟史、高血压和年龄(MuLBSTA) [ 18]评分系统是一种部分验证的新冠肺炎住院死亡率预测系统,383例患者中有36例为高危(MuLBSTA评分≥12)。他们要么被安置到该地区有重症监护室的唯一一家医院,要么更频繁地用重要的生化标记进行筛查[ 18 19].据作者所知,这是专门针对COVID-19患者的死亡风险预测系统的首次实际应用。

出院病人的随访

我们利用社交媒体平台对出院患者进行登记,并要求患者在出院后2个月内每天报告症状。随访系统启动后,3天内覆盖率达到100%。据报告,高烧等症状的复发与社区内社会工作者的家访和再次住院有关。

讨论

该系统加强了新冠肺炎防控整个链条的检查点,包括通过覆盖几乎所有人口的症状监测进行早期发现,通过与随访直接相连的主动信息通道进行早期报告,通过空间跟踪加强早期隔离,以及通过临床决策支持系统实现早期治疗。

美国卫生与公众服务部对COVID-19的影响

混合系统的一个强大功能是加强对COVID-19的全方位管理。第一步是部署综合症监测平台,通过移动设备覆盖大量人口,以指导和授权公共卫生对策的实施。利用地理空间数据分析潜在密切接触史,监测当地小规模疫情。第二步是利用院内死亡率预测系统指导患者的临床干预和分配有限的资源。三是对感染高危、隔离医学观察、入院、危重、出院、随访等不同阶段患者进行无缝覆盖。洪湖疫情暴发之初,由于从武汉返回的人员众多(超过5万人),加上医护人员和公共卫生专家的严重缺乏,洪湖面临着巨大的防控压力,这些管理措施有助于洪湖做出有效的防控决策。

促进采纳HHS的因素

促成HHS成功建立和采用的最重要因素是多个利益攸关方的深入参与。来自公共卫生、临床医学、医学信息学、数据分析、决策科学和其他背景的专家提供了方法学指导、临床专业知识和研究支持。这有助于说服居民对南方医科大学南方医院等国家级医学机构的专业人员有很高的信任度。在当地政府的大力协调下,包括动员社会工作者、公共媒体曝光卫生与公众服务部门户,以及连接包括交通和社会服务在内的服务,将覆盖率提高到95%以上,而对于一个接近100万人口的城市来说,这一直是一个困难的传统。居民的积极参与和参与也至关重要。在COVID-19大流行期间,愿意分享他们的健康状况数据是平台完成的基础。最后,技术公司为本地站点分配了足够的资源,并为实现提供了成熟的技术和协议。在72小时的系统建设过程中,一个由40多名专家组成的团队参与其中,他们轮流工作,以确保每小时都取得进展。它需要精细的协调和项目管理,每个团队成员的奉献精神,以及组织层面的强大支持,以确保贡献得到适当的认可。

迁移的相关问题

互联网基础设施和技术可用性是关键问题。微信在中国的高普及率为HHS的成功实施提供了基础[ 20.].基于渗透率和活跃度的评估,类似的社交媒体平台,如Line和Facebook,在不同的国家或地区也可能是合适的解决方案。在构建新系统时,成本效益分析对决策也很重要。使用现有的开放平台也有助于控制成本,包括基于云的虚拟资源、人工和其他成本在内,卫生和公众服务部的成本约为300万元人民币(约合43.1万美元)。在感染率高、保持社交距离和交通控制使传统的综合征监测无法进行的地区,这种有效性可能更为显著[ 21].执行新系统的资源,特别是与医院信息系统连接时的资源,以及进一步的数据分析也将是挑战,需要当地和外部资源之间的协调和协作。

研究的局限性

这项研究有几个局限性。疫情期间的紧急情况、伦理困境和资源有限导致了该系统缺乏内部或外部验证。由于系统范围在洪湖市范围内,样本量不够大,无法进行统计推断。美国卫生与公众服务部提出的战略可以被其他研究人员、创新者或当局改编,以制定本地化或全国性的解决方案,以应对紧急情况,并帮助确定卫生保健资源分配的优先次序,但该系统中使用的统计方法的临床有效性仍需要未来进一步的研究。卫生与公众服务部有几个不足之处。与会者的国家ID为用户手工输入,可能存在错误。收集身分证的影印本,并自动提取身分证号码,便可改正这一错误。此外,由于时间有限,如部分政府工作人员的反馈审查中提到的,系统对用户不够友好,不支持移动设备访问。进一步的开发可以帮助改善这些现有的限制。

结论

通过在洪湖市的实地研究,卫生与公众服务部对新冠肺炎疫情的监测和控制是有效和可行的。加强疫情期间“早检测、早报告、早隔离、早治疗”、疫情后长期跟踪等防控全链条检查站建设。由于我们仍处于将信息系统应用于应对新出现的COVID-19大流行的早期阶段,值得一提的是,本研究中使用的统计方法需要进一步分析,以确认其临床有效性和适用性。综合信息技术、高成本效益解决方案和快速部署为其在COVID-19暴发地区和未来类似疾病大流行的复制提供了基础。

洪湖项目信息技术基础设施配置。

本研究使用的知情同意书为中文版本,以及基于谷歌翻译的相应英文译本,供非中文读者参考。

缩写 新型冠状病毒肺炎

冠状病毒病

美国卫生和公众服务部

洪湖混合动力系统

ICD

国际疾病分类

MuLBSTA

多小叶浸润,淋巴细胞减少,细菌合并感染,吸烟史,高血压和年龄

作者感谢Douglas Fridsma博士、黄坤博士和石文钊博士对这项工作早期草稿的认真评论。感谢C19609项目公安部信息网络安全重点实验室(公安部第三研究所)神州数码健康科技有限公司和杭州诺微信息技术有限公司对本文的支持。我们感谢所有参与研究的患者和洪湖市民。

没有宣布。

明斯特 VJ 库普曼斯 范Doremalen N 范·里尔 D 德智慧 E 中国出现一种新型冠状病毒——影响评估的关键问题 N英语J医学 2020 02 20. 382 8 692 694 10.1056 / NEJMp2000929 31978293 西蒙森 l 高格 奥尔森 D Viboud C 大数据时代的传染病监测:向更快和本地相关的系统发展 J感染病 2016 12 01 214 suppl_4 S380 S385 10.1093 / infdis / jiw376 28830112 2527913 PMC5144901 胡莉 CF 惠特沃思 晶澳 暴发学:在发现和应对传染病暴发方面的最新进展 临床医学(伦敦) 2019 03 19 2 140 144 10.7861 / clinmedicine.19 - 2 - 140 30872298 19/2/140 PMC6454359 阿比 苏维埃社会主义共和国 阿比 智能健康数据分析:人工智能与大数据的融合 健康管理论坛 2019 07 32 4 178 182 10.1177 / 0840470419846134 31117831 越南盾 X 博尔顿 毫升 卡尔森 B 蒙哥马利 摩根大通 电动汽车 2013-14年中国天津市流感综合征监测 公共卫生(牛津) 2017 06 01 39 2 274 281 10.1093 / pubmed / fdw022 26968483 fdw022 邦萨尔 年代 Chowell G 西蒙森 l Vespignani 一个 Viboud C 传染病监测和建模的大数据 J感染病 2016 12 01 214 suppl_4 S375 S379 10.1093 / infdis / jiw400 28830113 2527914 PMC5181547 Salathe 数字药物警戒和疾病监测:结合传统和大数据系统,以改善公共卫生 J感染病 2016 12 01 214 suppl_4 S399 S403 10.1093 / infdis / jiw281 28830106 2527907 PMC5144898 Nelli l 弗格森 Matthiopoulos J 在传染病模型中实现解释的深度和空间宽度:整合主动和被动病例监测 统计方法 2019 06 18 962280219856380 10.1177 / 0962280219856380 31213191 C Y X l J Y l 风扇 G J X Z T J Y W X W H Y H l J G R Z J B 武汉市新型冠状病毒感染患者的临床特征 《柳叶刀》 2020 02 15 395 10223 497 506 10.1016 / s0140 - 6736 (20) 30183 - 5 31986264 s0140 - 6736 (20) 30183 - 5 R X J 妞妞 P B H W 首歌 H B N Bi Y X 张ydF4y2Ba F l T H Z W l 程ydF4y2Ba J Y J Y J Z J WJ D W 福尔摩斯 电子商务 女朋友 G 程ydF4y2Ba W W 棕褐色 W 2019新型冠状病毒的基因组特征和流行病学:对病毒起源和受体结合的影响 《柳叶刀》 2020 02 22 395 10224 565 574 10.1016 / s0140 - 6736 (20) 30251 - 8 32007145 s0140 - 6736 (20) 30251 - 8 X P X l Y R KS 司法院 X N Y C 程ydF4y2Ba D T J W 程ydF4y2Ba C l R 年代 R H Y Y G H Z Y Z B Z Y G TT JT 女朋友 整流罩 BJ B 通用汽车 Z 新型冠状病毒感染的肺炎在中国武汉的早期传播动态 N英语J医学 2020 03 26 382 13 1199 1207 10.1056 / NEJMoa2001316 31995857 PMC7121484 N D W X B 首歌 J X B W R 妞妞 P 张ydF4y2Ba F X D W G 女朋友 棕褐色 W 中国新型冠状病毒调查课题组 2019年,来自中国肺炎患者的一种新型冠状病毒 N英语J医学 2020 02 20. 382 8 727 733 10.1056 / NEJMoa2001017 31978945 PMC7092803 佩恩 西尔 Y Foraker 再保险 Embi PJ 重新思考卫生信息技术的作用和影响:信息学作为一门介入学科 BMC Med通知Decis Mak 2016 03 29 16 40 10.1186 / s12911 - 016 - 0278 - 3 27025583 10.1186 / s12911 - 016 - 0278 - 3 PMC4812636 snom) 2020-03-23 SNOMED CT冠状病毒含量2020 https://confluence.ihtsdotools.org/display/snomed/SNOMED%2BCT%2BCoronavirus%2BContent LOINC 2020 02 05 2020-03-23 冠状病毒监测:Regenstrief团队为疾病跟踪创建独特的代码 https://loinc.org/news/coronavirus-surveillance-regenstrief-team-creating-unique-codes-for-disease-tracking/ 疾病控制和预防中心 2020 02 20. 2020-03-23 ICD-10-CM官方编码指南-补充与COVID-19冠状病毒爆发相关的编码遭遇 https://www.cdc.gov/nchs/data/icd/ICD-10-CM-Official-Coding-Gudance-Interim-Advice-coronavirus-feb-20-2020.pdf 年代 l C J H K C 回族 Z 中国患者数据隐私风险评估:案例研究 JMIR Med Inform 2020 02 05 8 2 e13046 10.2196/13046 32022691 v8i2e13046 PMC7055805 l D X Y J 预测病毒性肺炎患者死亡风险的临床特征:MuLBSTA评分 前面Microbiol 2019 10 2752 10.3389 / fmicb.2019.02752 31849894 PMC6901688 程ydF4y2Ba N 越南盾 X J F Y Y J Y Y J T X l 武汉市99例新型冠状病毒肺炎流行病学和临床特征的描述性研究 《柳叶刀》 2020 02 15 395 10223 507 513 10.1016 / s0140 - 6736 (20) 30211 - 7 32007143 s0140 - 6736 (20) 30211 - 7 PMC7135076 CINIC 中国互联网络信息中心 2019 2020-03-23 网络统计信息 https://cnnic.com.cn/IDR/ 费尔德斯坦 LR 埃利斯 新兴市场 Rowhani-Rahbar 一个 亨尼西 乔丹 斯台普斯 哈洛伦 韦弗 先生 估算与美属维尔京群岛2014-2015年基孔肯雅热疫情相关的疾病成本和疾病负担 公共科学图书馆热带科学 2019 07 13 7 e0007563 10.1371 / journal.pntd.0007563 31323020 pntd - d - 19 - 00592 PMC6668848
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