传染病自动预警系统李红蕾

传染病自动预警信息系统 陕西省疾病预防控制中心 2011-7 基本概念 预警原理 操作流程 基本概念 传染病预警 指在传染病发病异常增加时，及时发出警报， 以便相关责任部门和机构及可能受事件影响 的人群据此及时做出反应。 传染病预警是指根据医疗机构报告的传染病 信息，利用数学模型和计算机信息技术，自 动探测发现可能的传染病 时间 聚集信号，从 而发出预警信号。 基本概念 预警阈值： 系统设置的预警界值。 该系统通过特定的算法确定预警阈值，当 现时的病例数高于该阈值时，可自动发出预警 信号，以便疫情监测与相应专业人员及时采取 相应分析、核实、调查与防控措施。 预警信号： 当前观察周期内病例数达到预警阈 值时预警系统发出的提示信息。 疑似事件： 对预警信号提示的事件进行数据分 析与核实，结合当地实际不能排除疫情异常升 高可能，需要进行现场调查的事件 预警原理 发出预警信号 （手机短信） 发生一例即时 预警 当前 数据 1 . 单病例 2 . 移动百分位 数法预警模型 历史 数据 预警算法 达到预警阈值 预警原理 1单病例自动预警 指针对某些特殊传染病，一旦发生 1例，系统 即实时发出预警信号 单病例预警的特殊病种（ 11种） 鼠疫、霍乱、传染性非典型肺炎、脊髓灰质炎、 人感染高致病性禽流感、肺炭疽、白喉、丝虫病、 不明原因肺炎病例以及手足口病重症和死亡病例 、 麻疹 。 以县为单位，建立当地传染病报告病例历史数据库，采用 移动百分位数法动态计算传染病发病数历史基线，建立将 当地当前观察周期（ 7天）内病例数与其相应历史基线实 时进行比较的预警模型。当观察周期内发生的病例数达到 预警阈值时，系统将在 24小时内自动发出预警信号。 移动百分位数法预警病种（ 17种） 斑疹伤寒、流行性脑脊髓膜炎、钩端螺旋体病、登革热 的预警阈值不做调整，仍然为 P50。 甲型肝炎的预警阈值从 P50调整为 P70。 其它感染性腹泻病、流行性腮腺炎、痢疾、流行性感冒、 猩红热、伤寒和副伤寒、戊型肝炎、急性出血性结膜炎、 流行性乙型脑炎、疟疾、流行性出血热、风疹的预警阈 值从第 50百分位数（ P50）调整为 P80 。 丙肝不再进行预警探测 2移动百分位数法自动预警 预警病种及设置 各地可根据本地区实际情况，对其它感染性腹 泻、风疹、甲型肝炎等 13种预警病种的预警阈 值在 P50-P80之间进行灵活设置，阈值越低， 预警灵敏度越高。 市、县级疾控机构如需对默认预警阈值进行调 整，可向省疾控中心提出书面申请，省疾控中 心审核同意后对预警系统中预警阈值进行相应 的调整，且调整后的预警阈值不得高于预警系 统当前默认的预警阈值。 预警工作流程 预 警 信 息 分 析 与 核 实 是 否 为 疑 似 事 件 按 照 突 发 公 共 卫 生 事 件 有 关 规 定 开 展 相 应 防 控 工 作 现 场 调 查 排 除 系 统 发 出 预 警 信 号 是 否 是 否 为 暴 发 或 流 行 否 是 填 报 异 常 信 息 卡 填 报 现 场 调 查 表 操作流程演示 一、产生预警信号 预警系统每晚 24点开始对当日全国报告的 法定传染病进行自动运算，将探测到的异 常结果于次日早上 8点，向相应的县级疾控 机构负责预警工作的值班人员发出预警信 号（手机短信）； 发现特殊病种单个病例时，系统将实时向 各级疾控机构预警值班人员发出预警信号 （手机短信） 。 二、 登陆系统查看预警信号 查询和查看预警信号 1.查看病例报告卡 查看、导出并详细分析预警信号关联的传染病报告卡。 统计表 时间 当前值 50% 60% 70% 80% 90% 2011-6-25 10 18 18 21 23 25 2011-6-26 11 17 20 21 22 27 2011-6-27 7 18 20 22 24 27 2011-6-28 7 18 19 23 25 29 2011-6-29 9 18 19 23 24 28 2011-6-30 8 20 21 23 25 26 2011-7-1 7 20 20 22 24 25 2011-7-2 6 18 20 21 23 25 2011-7-3 5 18 21 21 24 29 2011-7-4 8 20 21 24 26 30 2011-7-5 12 18 19 22 24 29 2011-7-6 13 18 19 22 25 28 2011-7-7 18 20 21 23 25 26 2011-7-8 23 21 21 22 24 25 2011-7-9 24 21 21 22 24 30 查看预警控制图，直观展示预警百分位数变化情况。 预警信息分析与核实 对相关病例信息进行以下分析： （ 1）地区分布：根据患者的现住址或者工作 （学习）单位等信息，分析病例的空间聚集性。 （ 2）时间分布：根据病例的发病时间和疾病的 潜伏期等信息，分析病例的时间聚集性。 （ 3）人群分布：根据病例的年龄、性别和职业 等信息，分析病例的人群聚集性。 （ 4）当地罕见 /少见病种：判断依据为当地从未 发生过或近 5年来从未报告的病种。 核实： 对预警信息进行初步分析后仍不能排除 异常增加情况时，应立即通过电话等方 式做进一步核实。 核实内容包括疾病诊断的准确性、病例 的相关信息以及疫情发展趋势等。 填报 核实卡 填写 异常信息卡 根据监测数据分析和核实的信息，及时填报 异常信息卡 。 填写 现场调查表 对于初步判断为疑似事件的情况， 要及时开展现场调查，并于现场调 查结束后 24小时内，登录预警系统， 填报 现场调查表 填写现场调查表 现场调查表管理 添加现场调查表 填写现场调查表 上传现场调查报告 以附件上传现场调查报告 采取相应处置措施 在对预警信息进行分析、核实、现 场调查的同时，要根据具体情况， 按照国家有关法律法规采取相应的 处置措施。 统计分析 统计分析辖区内传染病预警 情况 ， 并关注处理进展 预警信号响应情况分析 分地区统计表 分病种统计表 按病种排序统计表 热点地区统计分析表 预警用户管理 分配用户： 国家、省、市级 CDC分配下级 CDC 系统操作用户。 预警用户管理 查询与添加预警短信接收用户 同一单位可设置两个短信接收用户 添加预警接收用户 用户只有订阅主题，选择关注的病种才能收到对应的预警短信 时间序列预警方法简介 陕西省疾病预防控制中心 2011.7 1.移动百分位数预警 百分位数： 位置指标，用 PX来表示，读作第 x 百分位分数。 （中位数实际上是第 50百分位数） 。 移动百分位数预警： 以县为单位，建立当地传染病报告病例历史 数据库，采用移动百分位数法动态计算传染病 发病数历史基线，建立将当地当前观察周期 （ 7天）内病例数与其相应历史基线实时进行 比较的预警模型。当观察周期内发生的病例数 达到预警阈值时，系统将在 24小时内自动发出 预警信号。 参数设置 周期类型： 数据类型： 回溯年数： 周期大小： 偏移数： 预警百分位数： 移动百分位数法预警模型举例解释 回溯历史年数为 3年； 计算周期为 7天，按天移动 历史同期前后偏移 2个参比周期 假设某传染病暴发的预警阈值为 P80 日期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 2008 3 5 2 4 1 1 1 3 5 1 3 1 1 1 11 12 5 5 7 5 2 2 3 5 2 4 3 1 3 3 2 1 3 2 1 2009 4 6 5 7 3 2 2 10 2 5 1 4 8 6 5 7 1 1 3 5 5 1 3 1 1 1 2 1 3 3 5 4 4 2 2 2010 5 7 2 2 3 5 3 4 6 5 7 3 2 2 4 4 3 1 3 4 6 5 3 2 4 5 3 5 5 3 5 2 2 1 1 2011 3 2 3 5 2 3 4 3 4 3 2 3 1 3 5 5 3 5 2 2 5 移动百分位数法预警模型 以天为单位滚动 日期 1 - 7 8 - 1 4 1 5 - 2 1 2 2 - 2 8 2 9 - 5 2008 17 15 47 20 15 2009 29 36 27 10 23 2010 27 29 25 27 19 2011 27 日期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 2008 3 5 2 4 1 1 1 3 5 1 3 1 1 1 11 12 5 5 7 5 2 2 3 5 2 4 3 1 3 3 2 1 3 2 1 2 3 10 2009 4 6 5 7 3 2 2 10 2 5 1 4 8 6 5 7 1 1 3 5 5 1 3 1 1 1 2 1 3 3 5 4 4 2 2 3 3 20 2010 5 7 2 2 3 5 3 4 6 5 7 3 2 2 4 4 3 1 3 4 6 5 3 2 4 5 3 5 5 3 5 2 2 1 1 5 5 15 2011 3 2 3 5 2 3 4 3 4 3 2 3 1 3 5 5 3 5 2 2 5 预警控制图 0 5 10 15 20 25 30 35 40 例 当前值 P50 P60 P70 P80 P90 P50 P60 P70 P80 P90 25 27 27 29 33 22日 23日 24日 25日 移动百分位数法预警模型 以天为单 位滚 P50 P60 P70 P80 P90 23 26 27 30 36 日期 2 - 8 9 - 1 5 1 6 - 2 2 2 3 - 2 9 3 0 - 6 2008 17 23 38 21 14 2009 35 31 23 12 23 2010 26 29 26 27 19 2011 25 日期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 2008 3 5 2 4 1 1 1 3 5 1 3 1 1 1 11 12 5 5 7 5 2 2 3 5 2 4 3 1 3 3 2 1 3 2 1 2 3 10 2009 4 6 5 7 3 2 2 10 2 5 1 4 8 6 5 7 1 1 3 5 5 1 3 1 1 1 2 1 3 3 5 4 4 2 2 3 3 20 2010 5 7 2 2 3 5 3 4 6 5 7 3 2 2 4 4 3 1 3 4 6 5 3 2 4 5 3 5 5 3 5 2 2 1 1 5 5 15 2011 3 2 3 5 2 3 4 3 4 3 2 3 1 3 5 5 3 5 2 2 5 3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 22日 23日 24日 25日 P50 P60 P70 P80 P90 当前值 0 10 20 30 40 50 22日 23日 24日 25日 P50 P60 P70 P80 P90 当前值 预 警 时间序列结果查询 2.累积和控制图（ CUSUM） 传统休哈特控制图： 对过程的小偏移反 应不灵敏。当样本均值对其目标值的偏 移大于 1.5个标准差时，传统的休哈特控 制图检出力效果很好，但是当样本均值 对其目标值的偏移小于 1.5个标准差时， 其检出效果不是特别显著。 1954年佩基（ E.S.Page）提出的，控制 均值变化比较有效地控制图。 为了解决过程小偏移的质量控制问题。 其设计思想是对信息加以累积，将过程 的小偏移累加起来，达到放大的效果， 提高检测小偏移的灵敏度。 比较适用于历史数据缺乏或者历史数据 变动较大的疾病数据。 概念 CUSUM控制图：把依照顺序的样本值偏离目标 值（靶值）的偏差（ deviations）累计和点绘制 包含全部信息的一幅控制图。 累积和：假设 n1， 表示第 j个样本的均值， 表示过程均值的目标值，则 CUSUM统计量为： jX 0 i 1j 0ji xs ）（ 预警系统 -CUSUM值 借鉴美国 CDC研发的早期异常报告系统（ Early Aberration Reporting System， EARS） ，对于 7 天到 3年的短期历史数据，将累积和分为 C1、 C2 和 C3三种方法 。 C1： C2： C3： 11 t 1 xm a x 0 ,S 33 t 3 xm a x 0 ,S 0 33 t da y 2 3 xm a x 0 ,S 滞后 3天的 7天 平均值 滞后 1天的 7 天标准差 滞后 1天的 7天 平均值 滞后 3天的 7 天标准差 C3，其当天累积和值是 3天 C2累积和值相加 C1 C2观察值和基线数据选取方式： 在借鉴 EARS经验的基础上，结合我国手足口病监 测数据的特点，经过数据测试分析，确定了预警 方法为 C3，阈值为 1.3。当天 C3的累积和值大于 1.3时，发出预警。 图 1 C1、 C2数据读取示意图（ 红色 为当前观察值， 黄色 为基线数据块）