大数据分析助力传染病防控 科学技术推动生态文明建设

近二十年来，传染病不仅传播速度快，其新病种出现的速度也超过历史上任何时期。典型的有2003年的SARS、2005年的高致病性禽流感、2009年的甲型流感H1N1、2013年的禽流感H7N9、2014年的埃博拉和广东登革热、2015年中东呼吸综合症MERS和寨卡以及2019年暴发的新型冠状病毒肺炎等，给全球各地带来了严重的经济损失和公共卫生安全问题。疾病防控的数学技术与大数据分析山西省重点实验室一直从事传播动力学的研究工作，注重传染病的数学建模及理论分析和传染病的传播机制、预测及防控措施评估等研究工作，针对流感、狂犬病、禽流感、埃博拉、新型冠状病毒肺炎等重大传染病模型及相关数学问题进行了系统而深入的研究，丰富了传染病传播动力学的建模理论，并为提出传染病的传播防控措施提供了有力的理论依据。

自20世纪80年代以来，气候变化异常导致全球多地“干更干，湿更湿”的极端现象频繁发生，生态系统已无法适应这些变化而遭受着破坏，特别是干旱半干旱地区的生态系统面临着前所未有的威胁，其暴露度、脆弱性和承载力等发生了一系列恶化的现象。因此，气候变化对生态系统的影响已然成为当前的热点科学问题，也是关乎生态环境保护和可持续发展的重大社会问题。而生态文明建设在我国已上升到国家战略层面。为此，疾病防控的数学技术与大数据分析山西省重点实验室聚焦干旱半干旱区域植被形成以及荒漠化机制，开展了系列攻关研究工作。

截至目前，该项目已取得如下成果：(1) 构建了中国西北典型气候区域及生态区域的多种气候要素数据集，分析了几十年的不同气候要素的时空演变规律；(2) 提出了植被斑图演化新机制，为荒漠化防治提供了早期信号；建立了新疆阿勒泰地区气候-植被动力学模型，分析了温度、降水和二氧化碳排放对植被斑图的影响；(3) 气候变暖激活了冰川冻土，加速了局地水循环，促进植被生长，但其可持续性依赖于冰川消融之前植被功能恢复的程度。

慢性非传染性疾病（简称“慢病”或“慢性病”）是目前威胁我国民众健康最主要的一大类疾病。其中，癌症、糖尿病、脑卒中、帕金森和阿尔兹海默症等重大慢病为主要死因，且增长迅猛。更为严峻的是，由于生活方式改变及人口老龄化的影响，预计未来10-15年，我国慢病仍呈快速增长态势。随着循证医学的发展，数学、计算机和临床医学等学科交叉结合已成为主流的研究途径。

疾病防控的数学技术与大数据分析山西省重点实验室一直致力于面向脑卒中患者的集日常健康管理、术后康复与随访等于一体的远程智慧康复云平台系统。重点解决在缺乏临床医生参与情况下的患者肢体运动功能量化评定关键问题。通过构建"医院-社区-家庭"三级康复服务体系，真正意义上实现患者的"足不出户"零距离康复。目前，该系统已在多家医院开展示范应用，累计服务了500余名脑卒中患者。

 远程智慧康复云平台系统

另一方面，在2018年8月，实验室与山西医科大学第一医院神经内科李阳团队依托“136兴医工程”项目联合成立了“认知运动感知、评定与调控联合实验室”，重点围绕认知和运动两大功能的诊疗及科研需求，充分发挥双方的各自优势，紧跟国际前沿动态，利用人工智能、大数据分析、物联网和穿戴式设备等技术，研究认知障碍疾病的早期诊断与筛查，定量感知、评定与调控，以及覆盖“医院-社区-家庭”的远程示范应用与效果评价等。合作开发的“认知功能评测云平台系统”已上线运行一年左右，累计服务患者5000余人。

认知功能评测云平台系统

疾病防控的数学技术与大数据分析山西省重点实验室近年发表论文300余篇(其中ESI高被引论文10篇)，出版专著2部，获得省部级科技奖一等奖2项和二等奖1项；承担项目61项，其中国家级项目34项，包括国家基金重点项目、国家重点研发项目和国家优秀青年基金等；开发了新冠疫情预测预警大数据平台、脑卒中远程智慧康复云平台系统和认知功能评测云平台系统等，成果被农村农业部推广应用，我校新冠研究受到国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组感谢。