醫學蚊媒信息服務程序研發

時間:2022-05-29 10:01:00

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醫學蚊媒信息服務程序研發

蚊蟲屬于昆蟲綱、雙翅目、蚊科,是重要的醫學媒介昆蟲[1]。其種類多,分布廣,可傳播黃熱病、瘧疾、乙型腦炎、登革熱等多種疾病[2-3]。由于蚊蟲個體細小,種類繁多,對其準確鑒別需要較強的專業知識,且不同地域的蚊種傳播疾病的情況也有差異,這給口岸檢疫、防治危險蚊種傳入帶來極大困難[4]。同時,由于近年來經濟的發展,出入境人員與貨物交往日趨頻繁,為確保檢疫的工作效率和質量,有效防止蚊蟲擴散,對醫學蚊媒的相關信息快速查找的需求已越來越明顯[5-8]。在計算機及網絡技術迅速發展的現代社會,利用網絡技術建立蚊媒信息平臺,不僅可以提高檢疫工作效率,也有利于蚊蟲疾病的防控[9-10]。建立蚊媒網絡信息平臺,可解決傳統上一直沿用的分散的、手工的、重復的查詢與管理模式[11-12],對已有的信息和標本資料進行科學系統的分析,通過數字化、網絡信息化技術來監測口岸生物的種群分布、密度消長,監測結果將作為傳染病流行趨勢的預測、預警和制定防控措施的重要依據。同時,信息資源的網絡共享,可使口岸衛生檢疫人員在網上快捷、準確地查詢口岸醫學媒介生物信息資源及相關信息,加強信息交流與合作[13-14]。因此,本研究開發了蚊媒信息服務系統,為口岸衛生檢疫工作提供一個專業的醫學蚊媒信息服務平臺,同時促進媒介生物科學的發展。

1需求分析

1.1信息服務信息系統的重要作用是提供信息服務。目前,我國口岸衛生檢疫部門缺乏能夠提供準確、專業的醫學蚊媒信息服務系統[15,16],亟需建立一個可實時收集世界范圍內醫學蚊媒及其傳播疾病的信息系統,并及時與各口岸交換相關區域發生流行性醫學蚊媒傳播疾病的信息平臺,使得各口岸可隨時查看本口岸的優勢生物物種,及時進行監控,發出預警預告。

1.2監測數據分析醫學蚊媒數據是信息系統的重要實質內容,這些數據信息主要包括:對相關蚊媒的生物學特征及疾病傳播特性等的文字描述信息,蚊媒的圖片和分類特征圖片信息,各口岸截獲的蚊種及數量,截獲時間及地點等。需要針對口岸蚊媒生物信息數據的特點,開發新的功能,進一步提高口岸蚊媒檢測與疾病預防的能力。如利用已有的數據,通過程序分析某一段時間某口岸截獲的具體蚊種的數量,得出該蚊種的截獲率,或是通過分析相關數據并結合本底調查的數據以達到蚊媒監測的目的。

2系統平臺設計與主要功能

該系統針對檢疫工作的需求,運用java開發技術,基于開放的國際化標準,采用典型的模型視圖控制器軟件設計模式(MVC架構),各層采用最流行且應用效果較好的B/S主體C/S配套結構技術作為支撐,從而實現上下層之間分離,并且保證下層對上層提供足夠的支撐。客戶端通過瀏覽器的統一界面,完成內部的信息處理和外部的信息查詢,充分實現信息共享與交流,為管理信息和收集各地的疾病信息等工作提供技術支持。系統根據服務內容進行了前后臺的功能劃分,后臺做為前臺所有功能模塊的支持服務,而前臺以功能模塊的形式設計實現蚊媒信息系統的每項功能,各功能模塊共同構成蚊媒信息系統。按功能需求設計為5個模塊:標本管理系統、疾病管理系統、信息預警系統、信息管理系統和信息服務客戶端。標本管理系統、疾病管理系統和信息預警系統共同構成醫學蚊媒信息服務體系的主體,管理員在后臺按照管理權限通過信息管理系統更新及維護標本和疾病的相關數據信息,設置預警級別。普通用戶通過信息服務客戶端查詢信息,上傳數據。系統各模塊的具體組織形式如圖1所示。

2.1標本管理系統醫學蚊媒標本管理系統主要功能是為館藏標本建立電子檔案,對標本進行分類管理,同時提供標本信息查詢服務。該系統內包含庫蚊、按蚊、伊蚊、阿蚊、巨蚊、藍帶蚊、脈毛蚊等百余種蚊蟲的鑒別特征、形態描述、生活習性、分類討論、醫學重要性和地理分布等信息,以及形態學圖像和視頻資料,使用者可以根據需要在系統中輸入欲查詢的關鍵詞,對采集的標本進行鑒定。對采集的標本按采集信息在標本庫中查詢,鑒定此標本是否屬于標本分類庫中的一類,否則劃分新類別或經過鑒定后歸屬某一類別中。并且在錄入標本信息的同時設置標本所帶疾病和標本關聯區域。這一功能的執行需進行用戶注冊,由數據庫執行管理的人員對其審核確定身份后,給予相應的權限,之后可以對口岸采集的蚊蟲標本進行信息錄入,包括編號、中文學名、拉丁學名、截獲口岸、截獲時間、鑒定地點等,也可以上傳采集標本的圖片。此上傳信息在該系統內的一項功能頁面上可由專家鑒定后再顯示在系統首頁上,也可由系統的短息和郵件的形式通知送檢人員。

2.2疾病管理系統疾病管理主要包括自然疫源性病毒病管理、自然疫源性細菌病管理和自然疫源性寄生蟲病管理等功能。參照《自然疫源性疾病》中蚊媒傳染病種類,對重要蚊媒傳染病的病原體按照病原學、疾病癥狀、流行病學、預防與控制、發病機制與病理學、臨床表現及診斷、實驗診斷、治療等內容進行劃分,研究人員可以對流行性乙型腦炎、登革熱等蚊媒傳染病的上述信息進行查詢。同時,也可以在該系統的后臺對其進行維護,如添加新發自然疫源性病毒病的種類等信息,修改、刪除等操作,并且后臺還可以在維護疾病信息的同時,添加設置媒介生物疾病的分布區域和疾病的傳播媒介信息,同時此信息也相應的被展示在前臺疾病管理系統頁面上。

2.3信息預警系統該模塊功能多樣,主要包括口岸標本信息上報、風險評估、監測信息統計報表和利用地理信息系統(GIS)展現生物信息分布4個子模塊。各口岸以普通用戶身份上傳蚊媒的本底調查、監測和口岸截獲的數據。風險評估子模塊以系統積累的監測數據為基礎,根據預警對象的危害因素和可能性因素,對采集信息中的預警數據進行過濾,按照“關鍵詞”分辨采集的信息,提取出有價值的信息,自動計算風險等級并做出風險預警報告,將報告以消息窗口的形式自動彈出,提示用戶。此外,還可根據要求自動群發郵件或短信等方式通知相關人員。對于上傳的大量監測數據,可在監測信息統計報表子模塊中選擇相應的菜單命令,按監測時間、地點等方式生成圖、表等分析報告,簡化了統計工作。同時,還可根據統計結果以地圖的形式顯示各口岸的蚊媒監測情況。地理信息系統(GIS)在蚊媒監測工作中有廣泛的應用前景[17],利用GIS可展現我國35個直屬局及主要口岸,以及世界其他國家的基本情況、蚊媒及其傳播疾病的種類、分布和出入境國家及主要交通工具等信息。

2.4系統管理對系統數據的管理,除了用管理員和非管理員的角色加以區分用戶數據操作權限外,還針對口岸檢疫工作的特點,以“行政管理人員”、“研究人員”和“口岸檢疫人員”的角色進一步細化權限分配,使系統的服務更具有針對性。各口岸工作人員可以通過注冊,經后臺認證之后,分配權限,在該系統內進行相應權限的操作。

2.5信息服務端口岸醫學蚊媒生物信息服務客戶端用于提供蚊媒信息的查詢和預警信息的接收服務。普通用戶通過信息服務端,可訪問標本管理系統和疾病管理系統的數據,可以查詢口岸蚊媒的標本圖片、本底調查與監測數據、口岸截獲等詳細信息。通過個人注冊賬戶,可以接收預警分析系統的預警報告,或對口岸監測數據進行統計分析。

3系統特點

3.1蚊媒信息實時共享各口岸工作人員可隨時錄入檢疫截獲的媒介相關信息數據,并上傳到數據庫,在數據庫中建立該口岸的媒介相關信息,其他口岸通過數據查詢也可方便獲得該口岸蚊媒的截獲信息。

3.2全面的蚊媒信息服務與數據統計系統數據庫除記錄用戶信息的系統權限管理模塊的數據庫外,主要由標本管理系統、疾病管理系統和信息預警系統3個主體模塊的數據庫組成,這些數據庫不僅存儲了蚊媒標本的圖像,供分類鑒定參考的特征圖片和文本信息,以及相關的視頻數據,還有口岸截獲具體蚊媒的詳細數據,包括截獲的時間、種類、監測地點、監測口岸、攜帶病原物等。信息的查詢方式靈活,模糊查詢的方式也更有利于找出全面的蚊媒信息,還可以通過疾病查詢相關傳播媒介,并進而獲取各口岸的截獲信息,反之亦然。該系統針對口岸監測數據的統計需要,提供了自動統計分析并生成統計圖表的功能,或是以地圖標注的方式,形象的展示出預警范圍。這些功能簡化了蚊媒監測繁瑣的數據統計,也提高了工作效率,極大的方便了用戶。

3.3實時預警與多渠道信息系統最大的特點就是能夠實現實時預警。系統根據不斷積累和更新的監測數據,做出實時的預警分析,一旦分析結果超過設置的預警級別,系統將以彈出窗口的形式及時發出風險警告。同時,系統還可以郵件、短信的形式通知相關人員,進一步確保了預警信息的有效性。

3.4系統擴展性隨著系統的應用和推廣,對系統的服務需求也會隨之增多,這就要求對系統的功能進行升級。該數據庫設計的系統具備可擴展性,為后續功能的擴展預留軟件接口,在后續的系統改進與升級中,可以方便添加新的功能模塊,或是單獨修改某個功能模塊而不影響其他模塊的使用,不僅節約了系統升級成本,也提高了升級效率,從而減少系統維護和升級的成本。鑒于此,該系統在疾病管理系統中還預留了立克次體衣原體管理、自然疫源性螺旋體病管理的相關內容;在標本管理系統中預留了鼠、蠓、蠅、螨、蟑、虱、蜱的標本數據庫接口。

4結論

建立口岸醫學蚊媒信息服務系統有助于分析統計我國蚊媒的分布與傳入情況,通過網絡軟件第一時間的實時或定時的在指定網站上設定關鍵詞通過互聯網收集世界范圍內蚊媒及蚊傳疾病的發生發展形勢,促使各口岸間有效快速的信息溝通,對口岸蚊傳疾病的監測與防護和應對各國家出入我國港口所攜帶的媒介及傳染病起到重要的監測作用。此外,系統積累的蚊媒及疾病資料數據不僅能夠為研究蚊蟲的生物學特性和分布、危害等提供第一手資料,也是向公眾宣傳普及醫學蚊媒知識的素材。蚊媒信息系統的建立與應用需要數據庫的支持,但系統涉及的內容不僅是蚊蟲分類的知識,還包括疾病傳播、風險預警等多項工作,且不斷積累和豐富蚊媒相關數據也是一項長期而繁重的任務,需要各口岸檢疫工作人員不斷的努力與支持,系統才能真正發揮其重要作用,服務于檢疫事業。