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根据世界卫生组织(世卫组织)的数据,南非约80%的人口患有隐性结核病,仅在2013年就有45万结核病阳性患者。去年,结核病的死亡率超过了艾滋病,成为世界上最致命的传染病。
世界上约有37.5%的结核病患者尚未确诊,这意味着没有治疗计划。可以说,这是检测或治疗中的一个缺陷。这些患者将继续感染新患者,导致疾病在人群中传播的恶性循环。对这些患者的诊断将有助于促进结核病治疗的进展,这也是ibm支持世卫组织结核病终止策略的原因。Ibm为世卫组织提供了一个数据驱动的物联网系统,用于诊断和预测结核病,并最终遏制结核病的蔓延。
追踪传染病的最大困难是疾病监测信息报告管理系统由不同的卫生机构监管。然而,调查结果仍然需要手工输入系统,这将不可避免地导致遗漏、输入错误等问题。此外,在南非,结核病患者会被打上社会偏见的烙印,因此许多结核病患者不愿提供相关信息。
研究员Toby kurien拿着一个小型无线电肺结核跟踪器。
由ibm研究所的非洲制造实验室开发
在不久前投入使用的约翰内斯堡实验室中,ibm的研究人员正试图解决数据驱动方法所遇到的问题,并希望设计一种更有效的结核病预防和控制策略。通过使用廉价的无线电标签,研究小组计划在约翰内斯堡的特定区域放置几十个无线电标签,以匿名方式追踪结核病的传播途径。
研究人员托比·库里恩和达林顿·辛吉里莱在布拉姆方丹总部的实验室工作。他们试图将无线电标签商业化,将其应用于医院、诊所和其他地方,最后应用于社区。当地制造业的著名工程师Kurien也参与了这款跟踪器的开发过程。达林顿是生物信息学博士,八个月前加入了ibm非洲研究所。他对医疗健康(爱情、净资产、信息)的研究无异于锦上添花。
如何更有效地追踪结核病
一般来说,射频跟踪器只能在某个区域工作,比如购物中心。然而,由于射频跟踪器的发射和接收距离有限,监视器很难判断谁在监视范围内以及谁刚刚进入监视范围。因此,在类似的商场或其他特殊场所,射频跟踪器的效果会大大降低。
然而,kurien和shingirirai的无线电标签解决了跟踪器的发射和接收距离问题。
Kurien说:“我们的无线电标签可以相互通信,所以当两个无线电标签相互连接时,它们的交互记录就会被记录下来。”例如,一个有标签的病人可以与另外十个有标签的病人进入通信范围,每两个标签将一个接一个地进行通信(八个人在公共汽车上,三个人在家)。如果每个病人都携带这个无线电标签,那么每两个标签之间的通信将被一个接一个地记录下来。
三维数据可视化有助于研究人员和世卫组织确定“超级联络点”,
因此,可以设计有针对性的免疫策略
从无线电标签收集的数据将显示在三维动态监测屏幕上,科学家和研究人员可以利用这些数据分析疾病的分布,甚至追踪疾病的传播途径。同时,由于接种疫苗的成本太高,这些数据也可以帮助医务人员确定接种疫苗病人的优先顺序。
Kurien说:“这些标签负责收集数据,我们将收集的数据可视化,以确定疾病的分布。当我们发现一个疾病密集的地方,就意味着一个有标签的病人已经进入了这个密集地方大多数人的交流范围。我们称这样的人为“超级联络员”或高度集中和中立的人。这些数据表明,如果我们选择超级联络进行疫苗接种治疗,这意味着我们可以打破这一密集的网络,防止疾病的进一步传播。”
Shingirirai说:“通过使用这些标签,我们可以分析疾病在不同人群中的传播方式。这些信息不仅在预防疾病传播方面发挥着重要作用,而且在分析不同环境中疾病传播的机制和易感人群方面也发挥着重要作用。这使我们能够制定更有效的干预措施,例如有针对性的免疫接种(异烟肼预防性治疗)、加强结核病患者的检测方法、控制感染以及防止疾病传播的其他措施。”
除了调查数据提取操作不当之外,另一个导致结核病追踪困难的原因是传统工具如全球定位系统传感器不仅昂贵,更重要的是,患者不愿意携带它们。这些用于医疗数据收集的追踪器通常被认为侵犯了个人隐私。另一个更敏感的问题是,佩戴追踪器相当于向别人宣布你是肺结核患者。
知道了这些问题,技术团队设计了第三代跟踪器,这是最小的版本。Kurien告诉我们:“每个芯片都包含一个小型传感器、存储设备和电池。我们把芯片做成手镯大小,然后把它和一个时尚的外壳搭配起来,这样别人就看不出佩戴者是肺结核患者。Shingirirai指出,为了降低追踪器的可识别性,他们还可以将追踪器做成头带(女性患者)或腕带(男性患者)。
有了这些设计理念,技术团队与当地的初创科技公司signl合作制造了这些追踪器。他们计划在可控环境中(比如医院)测试这些追踪器,然后在满足要求后将其投入大规模使用。这种追踪器也可以用来追踪其他类型的传染病。
“我们学到的知识越多,我们对事物的理解就越深刻。当我们对事物的理解开始加深时,我们的行动自然会变得更加积极。在这种情况下,我们在抗击结核病方面产生了巨大影响。”
为了支持世卫组织的结核病终止战略,ibm开发的传染病追踪系统不仅是一项创新发明,也是一个实用工具。它不仅为改善人类健康和安全提供了有价值的数据,而且消除了现有追踪器在社会层面的缺点,解决了成本问题。
viaibm
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