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兽医信息学研究进展兽医信息学研究进展王靖飞王靖飞中国农业科学院哈尔滨兽医研究所0451-85935090The advances in veterinary informaticsThe advances in veterinary informatics报告的主要内容兽医信息学概念兽医信息学发展简史兽医信息学主要研究内容我国兽医信息学发展建议我们所做的工作兽医信息学简介兽医信息学（veterinaryinformatics)兽医信息学是一门应用信息科学、工程学和计算机技术来支持兽医学教学、研究和实践的学科。其概念来源于对医学信息学（medicalinformatics）的拓展。兽医信息学和医学信息学一起经常被称为保健信息学/生物医学信息学，是生物信息学中最为活跃的分支之一。兽医信息学的发展起始于20世纪60年代在最初的20年内，发展比较缓慢20世纪90年代以后，呈现出高速发展的势头1970s有学校开始设置兽医信息学课程（The Royal(Dick)School of Veterinary Studies）20世纪90年代出现专门期刊（JOURNALOFVETERINARYINFORMATICSANDCOMPUTING(JVIC)）兽医信息学相关文章发表情况Yearly and cumulative number of veterinary informatics published eachyearoverthethirty-yearperiodfromJanuary1,1966,throughDecember31,1995（RonaldD.SmithApplications of informatics in veterinary medicine.BullMedLibrAssoc.2000January;88(1):4951.)Percentage of all medical informatics and veterinary-related articles thatincludedaveterinaryinformaticscomponentoverthethirty-yearperiodfromJanuary1,1966,throughDecember31,1995兽医信息学相关文章发表情况兽医信息学相关文章发表情况兽医医学决策支持47信息系统/数据库146放射线学/图像40诊断/计算机辅助决策49临床/流行病学研究40图像46计算机辅助教育21数据统计分析/算法42医学记录系统12计算机辅助教育23患者监护8术语12医院管理系统5监护8实验室信息系统1办公自动化5实验室信息系统1相关资源数据标准化不同计算机系统间信息交流的需要实验室到临床之间数据传递实验室到政府决策部门，临床到政府部门疫情数据报告电子身份识别及健康追踪手持电子病历记录系统语音病历输入系统哪些方面需要标准化?词汇实验室检测异常/症状发病过程解剖，组织，器官，等。数据结构消息标准化与非标准化实验室运作过程比较参考实验室 A参考实验室B调配机构 A调配机构B注册A注册B系统 A系统 B有标准:13词汇技术,13种传输形式有标准:2 词汇技术,1 传输形式标准化过程常用方法元数据建模方法：DublinCoreMetadataElementSet,Version1.1:ReferenceDescription数据管理：-ACCESS-SQL-ORACAL-XML：优势在于可以管理非结构化的数据；数据存储和显示分离。电子病历系统EMRs解决了传统病历记录方式带来的困难减少了投入，节约了成本便于查看和检索便于进行流行病学分析和控制决策实现信息便捷共享满足用户实时查阅自己病畜或宠物病历的需求疾病诊断专家系统 专家系统：能利用知识和推理解决领域难题的计算机程序系统。牛病诊断系统CaDDiS、禽寄生虫病专家系统PPES、家畜寄生虫专家系统LPES、牛福利信息/专家系统OxWISE等。我国也开发出一些动物疾病诊断专家系统，如北京佑格公司的系列动物疾病诊断专家系统、江苏农科院的鸡病诊断专家系统和东北农业大学的牛、猪和犬病诊断专家系统等。疾病控制决策支持系统主要用途：治疗方案制订健康状况分析流行病学分析控制和扑灭计划制订GDSSLDCGDSSLDCCareEngineCareEngine EpiMAN-TBEpiMAN-TB 特征：具有比较强大的数据分析和处理能力，集成了多种信息技术，如RS、GIS、GPS等。专家系统同决策支持系统比较图像获取及分析技术最近在图像处理技术上的进展不但可以显示机体的解剖结构，而且可以在活体上对生物学过程和事件进行评价。X线计算机体层成像(X-raycomputedtomography,X-rayCT或CT)磁共振成 像(magnetic resonance image，MRI)和 发 射 体 层 成 像(emissioncomputed tomography，ECT)，如单光子发射体层成像(single photonemissioncomputedtomography，SPECT)与正电子发射体层成像(positronemission tomography，PET)、计算机放射摄影（computed radiography,CR）或直接数字化摄影（directradiography,DR）等。生物统计分析生物统计分析生物统计是兽医实践及研究的必须过程，统计软件是科学研究的必备工具。数据统计工具：MS-EXEL、SAS、S-PLUS、MATLAB和SPSS等。空间分析与统计是流行病学为流行病学研究提供了新视角。我国兽医信息学发展建议建立数据标准培养专门人才确定方向，重点突破提高宣传力度充分利用生物信息学研究的成果我们的工作简介应用GIS进行动物疫病流行病学研究实验室信息标准及系统研究疾病诊断专家系统研究风险分析模型研究应用GIS进行动物流行病学分析SARS疫情监测2 2月月2424日世界禽流感疫情分布图日世界禽流感疫情分布图我国禽流感疫情分布图我国禽流感疫情分布图以气候因素作为风险因子评以气候因素作为风险因子评估我国禽流感传播风险估我国禽流感传播风险绘制以月平均气温为禽流感传播风险因子的专题地图绘制以月平均气温为禽流感传播风险因子的专题地图 温度风险评估标准：温度风险评估标准：高风险：高风险：1010月平均温度月平均温度2020中度风险：中度风险：2020月平均温度月平均温度3030或或 00月平均温度月平均温度1010低风险：低风险：月平均温度月平均温度3030或月平均温度或月平均温度00绘制以月平均日照时数为禽流感传播风险因子的专题地图绘制以月平均日照时数为禽流感传播风险因子的专题地图 日照时数风险评估标准：日照时数风险评估标准：禽流感病毒存活时间长：月平均日照时数禽流感病毒存活时间长：月平均日照时数100100小时小时禽流感病毒存活时间较长：禽流感病毒存活时间较长：100100小时小时月平均日照时数月平均日照时数200200小时小时禽流感病毒存活时间短：月平均日照时数禽流感病毒存活时间短：月平均日照时数 200200小时小时以月平均气温为禽流感传播风险以月平均气温为禽流感传播风险因子的专题地图（因子的专题地图（1 16 6月）月）以月平均气温为禽流感传播风险以月平均气温为禽流感传播风险因子的专题地图（因子的专题地图（7 71212月）月）以月平均日照时数为禽流感传播以月平均日照时数为禽流感传播风险因子的专题地图（风险因子的专题地图（1 16 6月）月）阳光直射2448h可以杀死环境中裸露的AIV以月平均日照时数为禽流感传播以月平均日照时数为禽流感传播风险因子的专题地图（风险因子的专题地图（7 71212月）月）中国禽流感病毒毒株信息管理系统系统界面信息录入信息查询及统计分析动物疾病诊断专家系统高致病性禽流感传播风险评估框架的建立评估内容与适用范围评估内容HPAI疫情及预防控制能力家禽饲养管理及免疫情况生态环境(候鸟、气候)活动(屠宰加工、交通贸易)评估适用范围某一区域某一时间内HPAI发生与传播的风险评估 建立评估框架的技术路线专家咨询法建立HPAI传播风险评估指标体系制定与规范采集方法信息采集经验知识、回归分析制定指标评价标准AHP、专家问卷调查指标权重各指标等级评价结果定量化、数值化综合评分实现风险分析与管理 HPAI传播风险评估框架组成评估指标体系指标评价标准指标权重综合评分数据采集确定高致病性禽流感传播风险因素的基本原则科学性原则重要性原则相对稳定原则相对独立原则可比性原则可行性和可操作性原则HPAI传播的风险评估指标体系用专家咨询确定9个风险因素，21个子风险因素 运运输输路路线线的的数数量量与与距距离离卫卫生生状状况况与与消消毒毒情情况况活活禽禽贸贸易易市市场场的的检检疫疫力力度度活活禽禽贸贸易易的的规规模模与与数数量量家家禽禽的的养养殖殖密密度度日日照照时时间间与与辐辐射射强强度度温温度度废废弃弃物物的的处处理理屠屠宰宰场场所所与与工工艺艺流流程程目目前前的的疫疫情情以以前前的的疫疫情情家家禽禽粪粪便便的的处处理理方方式式饲饲养养与与管管理理方方式式家家禽禽与与候候鸟鸟接接触触情情况况该该地地区区候候鸟鸟资资源源湿湿地地与与自自然然保保护护区区情情况况水水系系的的数数量量是是否否处处于于候候鸟鸟迁迁徙徙路路线线处处理理控控制制突突发发疫疫情情的的能能力力禽禽流流感感免免疫疫情情况况早早期期发发现现与与诊诊断断能能力力监监测测预预防防控控制制措措施施 贸贸易易交交通通方方面面 屠屠宰宰加加工工方方面面 候候鸟鸟方方面面 气气象象方方面面 饲饲养养管管理理方方面面 疫疫情情情情况况 生生态态环环境境方方面面 家家禽禽方方面面 禽流感传播风险因素禽流感传播风险因素指标评价标准对数量指标应用经验知识和回归分析等方法建立数量划分标准；对于非数量指标应用经验知识建立定量化分级标准，设立高风险、较高风险、中度风险、较低风险与低风险五个等级，每级评价结果分别赋予分值1、0.7、0.4、0.2和0。指标权重评价方法采用层次分析法（AHP）确定各因子的权重。具体步骤：建立层次结构模型构造判断矩阵层次单排序及其一致性检验层次总排序及其一致性检验风险分析综合评估方法综合评价函数为：Y：风险评估最终得分 Xi：子风险因素赋值结果 Ri：子风险指标的绝对权值 n ：子风险因素的数量风险结果可用数值排序，也可用区间划分的方法将风险划分为不同的优先等级。数据采集信息采集内容：据HPAI风险评估指标体系确定数据来源：相关部门的统计资料与实地调查采集方法：建立规范、统一的方法高致病性禽流感免疫预防风险评估模型风险管理风险因子识别风险评估风险交流风险分析风险分析可以是数量型的，提供数字化的可能性估计结果和大量后果数据；或者是质量型的，应用描述的方法进行。尽管数量型的评估方法可以提供更加详细的信息，但是两种分析方法都是同样重要和有价值，能经得住置疑，因为它们都是建立在高质量的数据和对整个既定的处理过程全面分析之上的。风险分析过程风险分析过程风 险跟 踪风 险识 别风 险计 划众多复杂不确定性因素分 析风 险风险列表风 险策 略可接受风险问题防范相应策略高致病性禽流感免疫预防风险评估和管理的步骤技术路线技术路线通过网络、书籍、专家等收集相关风险因素信息确定风险因素构造层次分析模型建立判断矩阵列出专家打分表(由专家对风险因素打分)对风险因素排序划分风险等级范围针对风险因素进行科学管理，制定相应措施风险评估流程风险评估流程高致病性禽流感免疫预防风险评估层次结构模型高致病性禽流感免疫预防风险评估层次结构模型侯鸟携带病毒侯鸟携带病毒B3免疫技术方面风险免疫技术方面风险B4疫苗方面风险疫苗方面风险B1饲养管理方面风险饲养管理方面风险B2禽群机体状况方面风险禽群机体状况方面风险B5疫苗产品质量C2失效或减效疫苗C3药物大量使用C6应激频繁C9饲料营养不良C8未严格按接种规范进行C15免疫质量C12免疫程序C13免疫器具消毒不严C14免疫抑制病C17健康状态 C18滥用疫苗C4再评估再评估实施风险管理风险评估是是否 风险是否接受环境致病微生物污染C7免疫前后饲养管理C10实验室抗体水平监测C11禽舍管理不良C5家禽免疫活性不足C16疫苗选择不当C1高致病性禽流感免疫预防风险评估高致病性禽流感免疫预防风险评估A应用层次分析法构建评估模型应用层次分析法构建评估模型单层一致性检验单层一致性检验CR0.1建立递阶层次结构建立递阶层次结构构造判断矩阵构造判断矩阵专家打分专家打分计算单层因素权重计算单层因素权重总组合权重总组合权重总层次一致性检验总层次一致性检验构建高致病性禽流感免疫预防风险评估模型结构构建高致病性禽流感免疫预防风险评估模型结构CR0.1CR0.1CR0.1设某层有n个因素，构造判断矩阵构造判断矩阵要比较它们对上一层某一准则（或目标）的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所占的比重。（即把n个因素对上层某一目标的影响程度排序）A则称判断矩阵判断矩阵。设A1，2，n为评价因素集，A表示总目标。本次调查的准则层评价因素有5个即(B1B5)1疫苗方面风险2饲养管理方面风险3侯鸟传播病毒4免疫技术方面风险5禽群机体状况风险子准则层评价因素有18个即(C1C18)目标层风险目标层风险A A的判断矩阵的判断矩阵 高致病性禽流感免疫高致病性禽流感免疫预预防防风险风险AB1B2B3B4B5W疫苗方面风险B111/71/51/330.0636饲养管理方面风险B2713590.5099侯鸟传播病毒B351/31370.2637免疫技术方面风险B431/51/3150.1295禽群机体状况风险B51/31/91/71/510.0329一致性一致性检验检验max=5.2353 C.I.=0.0588R.I.=0.90 C.R.=0.0654 0.1注释：按照同样方法构建B1-B5判断矩阵风险评估标准风险评估标准经过风险评估将风险分为以下几个等级：u 级级 高危风险高危风险：0.10权重0.20，要进行分析，重点防范u 级级 高风险高风险：0.05权重0.10，给予足够的重视u 级级 中度风险中度风险：0.01权重0.05，予以一般管理即可u 级级 低风险低风险：0权重0.01，发生概率很小准则层风险评估结果管理不良C5实验室监测C11饲养环境中致病微生物污染C7药物大量使用C6免疫程序C13接种未严格按操作规范要求进行C15滥用疫苗C4饲料营养C8免疫抑制病C17免疫器械消毒不严C14应激频繁C9失效或减效疫苗C3疫苗生产质量C2免疫前后饲养管理C10健康状态C18免疫质量C12疫苗选择不当C1家禽免疫活性不足C16子准则层风险排序结果子准则层风险排序结果小结动物疾病诊断专家系统是我们既定的研究方向之一。动物疫病流行病学分析相关信息技术的应用与研究对阐述疫病的发生和流行规律具有重要价值，值得深入研究。生物信息学为研究为我们对病原微生物特性和疾病发病机理的认识提供了新思路，是我们已经启动的重要研究计划。合作意味着共赢，期待与国内同行牵手!