深圳市智能化信息技术在新冠肺炎疫情防控中的应用

赵敏捷，郑 静，王 爽，王 坤，胡志民，王 曦，樊江波，杜海平，黄瑞梅，邱五七，靳淑雁

(1.中国医学科学院医学信息研究所，北京 100020；
2.深圳市卫生健康发展研究与数据管理中心，广东 深圳 518028；
3.北京协和医学院，北京 100730；
4.南方医科大学附属深圳妇幼保健院，广东 深圳 518028)

深圳市经过40年的发展，从一个边陲小城发展成为常驻人口超过1700万的超大城市[1]，很大程度得益于深圳市对信息技术发展的高度重视，因此，深圳市被称为科技之城、创新之都，是国内最具有创新能力的互联网城市。深圳市在信息传输、软件和信息技术服务业的投资额由2017年的91.83亿元增长至2020年的164.18亿元，投资增长率占基础设施投资总额的比例由2017年的7.89%增长至2020年8.08%[1]，旨在加快建设健康中国“深圳样版”。新冠肺炎疫情期间，深圳市依托“互联网+”、大数据、5G、人工智能、物联网、智能机器人等科技手段，助力疫情防控工作，居民足不出户即可享受医疗卫生服务，解决日常生活服务问题等，让中国乃至全球看到“深圳速度”。此外，坐落于深圳市的互联网企业、信息技术企业展现出高度责任感，大疆、华大基因等企业均纷纷响应疫情防控需求，增加疫情防控科技发展资金，依托大数据、物联网等信息技术，研发出各类实用、便捷的技术，助力新冠肺炎疫情防控。

基于此，本研究以深圳市为典型地区，采用文献研究法在CNKI、万方等数据库及政府官方网站了解深圳市新冠肺炎疫情防控相关的政策文件及防控经验。开展线上个人深入访谈，对深圳市卫健委、深圳市疾控中心、深圳南山区和宝安区卫健局和社康中心、深圳市南山区医院等实际真正参与一线疫情防控工作部门的主要负责人进行访谈，内容涉及深圳市新冠肺炎疫情防控中研发和应用的各类信息技术及其发挥的作用，旨在为未来信息技术的深入发展提供借鉴。

1.1 精准管控

1.1.1 信息技术助力疫情监测预警与研判分析

为做好新冠肺炎疫情监测，深圳市疾控中心建设了新冠肺炎症状监测预警系统，通过收集全市医疗机构门诊和住院的诊疗数据、检验检查及影像学检查结果、新冠疫苗接种数据、核酸检测数据、药店购药数据、学生健康监测数据等，构建新冠肺炎健康行为数据库，将数据标准化和结构化处理后，基于异常健康行为触发预警规则、协和专家疾病知识库、模型库及机器学习算法等技术，监测管理重点人群健康状况、开展群体时空聚集分析、及早识别新冠早筛个体风险，旨在形成多渠道多点触发主动监测预警机制，实现“四早”防控要求，将疫情控制在萌芽状态，从而大幅降低疫情防控成本。

为提升流调效率，深圳市疾控中心牵头与腾讯公司联合研发深圳市现场流行病学调查处置系统，该系统配备语音识别技术和自然处理技术，共集成9种语言，有效解决了外籍旅客语言不同难以流调的困难，该技术能将流调对话内容自动生成文本信息并识别关键信息，智能化填写至流调表单内，系统基于标准化模板，自动生成个案核心信息表、重点场所一览表、密接/次密一览表等，无需个人填写，极大地提高了一线流调员信息流转速度，为后续流行病学调查现场处置提供了信息化、智能化支撑。

1.1.2 依托信息系统，提升疫情应急指挥效率

2021年深圳市新冠肺炎疫情指挥部按照国家、省、市疫情防控工作部署建立深圳市新冠肺炎疫情防控指挥系统[2]，重点围绕深圳口岸城市、移民城市、超大城市疫情防控实际需求，组织建立了4个功能模块：①可对普通入境人员、跨境货车司机实行全流程、可视化闭环管理。当香港跨境货车司机入境核酸初筛疑似阳性时，深圳市防疫指挥部可立即通过系统掌握该车辆司机所在位置，协调有关地市部门开展流调工作等。②可对重点人员进行疫情防控排查。收集中高风险地区来深人员、本地高风险人群流动轨迹、核酸检测结果等数据，将待核查人员信息汇总后下发给社区“三人小组”，对其名单逐一上门核查，确保不漏查一人。③设立进口冻品集中监管仓，对深圳全市进口冻品实现预约入库、全面消杀、核酸检测、储存转运的全链条信息化管控。④完善哨点响应管控流程。依据多点监测、智能防控的原则，在深圳全市各大药店、农贸市场等人流密集场所进行智能体温监测，组建发现、分析、排查构成的哨点闭环工作机制。总体而言，该系统整合了多类疫情防控信息数据，在疫情展示、风险预警、辅助决策等方面提供信息支撑服务，强化了深圳市疫情风险预警、分析研判和组织处置能力。

此外，深圳市统筹建设了以疫情防控为重点的业务应用系统，即“突发公卫指挥系统”，共构建1个全市疫情防控数据底座，1个“市、区、街道、社区”四级统一工作平台和“监测预警、防控处置、指挥调度、辅助分析”4个涉疫业务子系统，为深圳市领导疫情防控提供信息支撑服务。

1.1.3 智能机器人，提升疫情防控效果

深圳市多家公司基于疫情防控需求研发了不同功能和类型的机器人，包括消毒机器人、测温机器人、运输及配送机器人。广泛应用在酒店、机场、医院等人员密集场所，其中，消毒机器人相比传统人工消杀，实现24小时不间断、全覆盖式、立体式消毒，消毒效率及效果显著提升。智能测温机器人利用红外测温传感器技术实现了无接触、远距离、大规模人群测温，有效避免人员聚集。无人配送车依托定位导航及自动驾驶技术实现了疫情期间三餐无接触配送。总之，智能机器人极大降低了人员交叉感染风险，也节约了人力资源。各类机器人基于各自优势应用于不同场景，共同助力疫情防控，详见表1。

1.2 人群筛查

1.2.1 依托信息技术实现核酸采样闭环管理

为提升核酸检测能力，深圳市卫生健康发展研究和数据管理中心建立了深圳市新冠核酸采样检测信息管理系统。该系统共设立以下模块：①新冠肺炎疫情核酸数据中心模块，采集的是深圳市疾控中心、各级各类医疗机构、第三方检测机构、临时采样点等所有核酸检测机构涉及的采样信息；
②核酸采样与检测人员/机构模块，将深圳全市范围内核酸采样和检测人员及其所属机构全部纳入系统，实现科学动态管理；
③统计分析模块，通过统计图、表等方式展现全市核酸采样点、各区采样工作量、采样人群、样本报告发布、采样趋势等数据；
④手机移动端和检测大屏，可方便疫情监管人员动态掌握核酸采样情况；
⑤权限管理开发模块。在此基础上，该系统通过接口设置，对接深圳市新冠核酸采样登记服务管理系统、广东省新冠肺炎疫情监测信息系统、深圳市疫情防控指挥部相关系统，实现了各系统间数据共享，支撑广东省及深圳市疫情防控指挥部掌握核酸检测情况。为保障核酸采样信息的安全性，按照各级各类医疗卫生机构、检测机构、卫生行政人员实际需求，个性化定制用户访问级别和访问权限。该系统已于2022年1月建成，并在深圳市“5.21”和“6.14”等多次本土肺炎疫情防控期间投入使用。

深圳市新冠核酸采样检测信息管理系统在居民端的落地应用主要是对接了“粤核酸”“深i您”小程序。以“粤核酸”小程序为例，先将市民身份信息与核酸检测试管条码关联，选择常规采样模式或大规模筛查模式，前者适用于采样机构移动采样检测，每位受检人对应一支采样管及编号。后者适用于大规模核酸筛查“五合一”和“十合一”混采混检模式。该小程序还可在网络异常等特殊情况下应急使用，在网络连接正常时再把离线数据一键上传至深圳市新冠病毒检测系统，实现了居民端从采样、检测、结果报送的全流程信息化管理，提高了核酸检测及管理效率。

此外，居民还可下载“健康深圳APP”“i深圳”应用软件或登录“健康深圳云平台”小程序以及“深圳卫健委”“深圳健康研究和数据管理”公众号等多条途径保障居民核酸检测需求。

1.2.2 借助新冠病毒检测技术，提高筛查效果

当前检测病毒是否入侵人体主要有抗原、抗体和核酸检测3种方法。深圳市多家公司已研发出相应检测试剂盒并投入使用。

表1 深圳市研发应用于疫情防控的智能机器人类型及特点

1.2.2.1 核酸检测

2020年1月底，国家药监局批准7款新冠病毒检测产品上市，包括深圳华大基因公司和华大智造公司研发的新冠病毒核酸检测试剂盒和DNBSEQ-T7测序系统。华大智造公司推出超高通量全自动核酸提取纯化仪、高通量自动化液体处理系统、全自动分杯处理系统，从而建立了完整的核酸检测技术链条，将最限制时间的“核酸提取”环节，由过去人工提取变为自动化提取。2020年2月，华大基因和武汉市政府等单位联合建立国内第一所火眼实验室，作为临建的高通量核酸检测实验室，分为试剂配制舱、扫码取样舱、核酸提取舱、核酸扩增舱。其中，取样舱和提取舱配备华大自主研发的全自动化分杯系统，每40分钟处理192例样本；
配备了高通量自动化核酸提取仪，每日最高可处理1万例样本。“火眼”实验室每日可检测6万份，10混1每日最高检测60万人。同年6月北京建立了16个气模版“火眼”实验室，日检测通量已达到10万人份。2022年2月，香港马鞍山体育馆建立了临时气膜实验室，保证了香港核酸检测需求。不仅如此，华大智造公司的设备也伴随“火眼”实验室支援了瑞典、阿联酋、加拿大等国家，为全球战“疫”提供坚实的工具保障。

1.2.2.2 抗原检测

2022年3月，国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组，推出“抗原筛查、核酸诊断”检测模式，提高病毒“早发现”能力。深圳华大因源医药科技有限公司作为国内首批获批抗原检测试剂盒的公司之一推出新型冠状病毒抗原检测试剂盒采用免疫层析夹心法，结合荧光微球作为示踪标记物，检测疑似新冠病毒感染人群的口咽、鼻咽拭子样本中新冠病毒N抗原，检测结果通过手持式荧光免疫分析仪判断，比胶体金法灵敏度高，检测性能更好。此外，深圳亚辉龙公司研发的家用自测版胶体金新冠病毒抗原检测试剂盒无需插电、无需专业技术人员进行维护，操作简单、使用便捷。该试剂盒已在欧盟27个成员国及其他认可欧盟CE认证的国家上市。该试剂盒也分多批次运往香港，支援香港疫情。深圳市新产业生物医学工程股份有限公司也研发新型冠状病毒核酸检测试剂盒，并取得欧盟CE认证，在欧洲多国上市销售。

1.2.2.3 抗体检测

抗体检测最大优势在于方便快捷，能有效突破现有检测技术对人员、场所的限制，缩短检测用时。深圳市新产业生物公司是全球首家成功研发出全自动化学发光新型冠状病毒IgG抗体和IgM抗体检测试剂盒的中国生物公司。该试剂盒最快可25分钟获得第一份检测结果，每小时可做300个测试，可全天候24小时全自动连续检测。2020年2月该公司已将10万人份试剂盒分发到北京协和医院、解放军总医院等多家疫情防控一线医院合作试用。同期，深圳大学和深圳市第三人民医院、深圳市天深医疗器械有限公司共同研发的全球首家单人份新型冠状病毒IgM和IgG抗体化学发光检测试剂盒可在22分钟出结果。

1.3 疾病诊疗与疫苗接种

1.3.1 智能信息平台，保障疫情期间居民就医需求

十三五期间，深圳市政府投资建设深圳市人口健康信息化项目，也称“12361”工程，即重点建设“一个区域全民健康信息平台、两大保障体系、三大健康核心库、六大业务应用系统、一项健康惠民云服务”，实现深圳全域“广覆盖、立体协同、智慧应用”。

深圳市区域全民健康信息平台整合了全市各级各类医疗卫生机构，实现了市区一体化、医疗与公共卫生一体化、基本医疗与公共卫生一体化。该平台整合构建了居民健康档案、电子病历、全员人口信息三大核心数据库，搭建了深圳市全民健康医疗大数据中心。考虑到机构和使用对象的实际需求设立综合管理类、业务协同类、医疗类、公共卫生类、基层医疗卫生类、与市卫生健康委管理职能相关的6大应用系统。在居民端，基于全市统一门户建立了“深圳健康网”和“健康深圳”APP，居民手机下载安装“健康深圳”APP，实名申领与绑定电子健康卡后可在线完成预约挂号、就诊、签约家庭医生、查询公共卫生服务包、购药、支付、检验检查结果查询、满意度评价、双向转诊等线上线下一体化服务。同时，该APP整合了医疗保险、医药保障、金融商保等多领域接口，实现了一人一码、一次认证、一键诊疗、一卡通行[7]。疫情暴发期间，居民可在线咨询预约所需的医疗卫生服务。此外，依据疫情防控需求，该APP增设了核酸检测、疫苗接种模块，居民可在线查询预约最近的检测点和疫苗接种点，有效降低了居民感染风险。

1.3.2 智能信息系统，实现新冠疫苗全链条高效管理

2021年8月，深圳市建立新冠病毒疫苗接种专题指挥系统，该系统共包括基础台账、购进分发、疫苗运输、疫苗仓储、疫苗接种点、预防接种对象宣传与发动、疫苗接种、预警与指挥管理、数据推送、统计分析、接种点绩效管理、重点指标-接种任务模块、重点指标人群覆盖模块、核酸检测、移动端应用模块、后台管理16个功能模块，建立了人员、地图、房屋楼栋、企业、行业、疫苗数据管理底板，实现了疫苗从购进、仓储、分发、预约、接种的全闭环信息化管理，不仅为疫苗接种计划精准管理、疫苗接种点资源精准调配、疫苗仓储和流通全程监控、疫苗接种现场实时监控等提供信息化支撑和科技赋能，同时为疫苗接种全社会动员、多部门多层级联合协作、激励约束机制完善及实时指挥管理提供大数据决策依据。目前该系统已基本建成并投入使用。

1.4 社会治理与复工复产

1.4.1 依托新媒体技术，开展宣教疏导舆情

深圳市卫健委推出“深圳卫健委”微信公众号，自新冠肺炎疫情暴发以来，该公众号每天定时通报全市疫情最新概况，成为深圳人民了解疫情进展的第一平台。2020年1月30日，在不泄露患者隐私的前提下，该公众号公布确诊病例行动轨迹，成为中国内地公共卫生史上的重大突破。随后，广州、北京、上海各地接连效仿跟进，形成全国效应。该微信公众号还重点推出新冠疫苗接种服务，提供疫苗分人群预约、接种地图、疫苗指南等服务，居民可按实际需求选择接种点。

深圳市12345政务服务热线根据新冠肺炎疫情防控需要，紧急设置了“疫情防控专席”，24小时为市民服务。“疫情防控专席”可以受理情况包括但不限于疫情发展情况、疫情防疫防控措施、防控政府行为、稳定市场行为、疫情防控专席舆情管控等问题。

1.4.2 政务平台与应用软件双合力，让市民足不出户办实事

深圳政府在线网由深圳市人民政府主办，各区、市政府协办，提供涵盖护照、驾照、社保、租房购房置业、就业创业、教育等在内的个人服务以及企业注册、办税、企业日常管理、福利补贴、社会团体、慈善组织等企业或是群体服务等。新冠肺炎疫情期间，开设“抗击新冠肺炎深圳在行动”专区，设立了发热门诊查询和疫情动态发布入口，满足广大市民对抗击疫情的权威信息需求。此外，居民可通过手机安装“i深圳”APP，作为深圳政府在线网的移动端，可提供相同的线上办事服务。

新冠肺炎疫情暴发以来，深圳市积极探索智慧抗疫新模式，利用智能机器人、互联网、5G、人工智能等新一代信息技术，建立了抗击新冠肺炎疫情全链条智能化防疫技术手段，展现了深圳的“数字政府”和“智慧城市”的建设成效，也向全国乃至全球展现了科技抗疫的优势。在此次应对新冠肺炎疫情防控进程中，深圳市主要是通过建立囊括所有哨点在内的监测预警平台、现场流行病学调查处置系统、集合各类数据和功能的疫情防控指挥系统，研发应用各类智能机器人实现了疫情的精准防控；
同时，搭建核酸检测及疫苗接种信息平台，充分利用深圳市医药企业研发的病毒检测技术开展全方面的人群筛查与接种工作，利用健康信息平台集合的线上服务功能保障疫情期间居民基本的医疗卫生服务需求，此外，依托新媒体开展舆情管理和健康教育，利用政府服务平台，保障企业和个体各项服务线上办理。

未来我国应该继续重视智能技术的发展，充分发挥信息技术的科技力量，从以下几方面提升我国传染病防控、疾病诊断与治疗、社区治理、政务服务等方面的能力。

3.1 建立监测预警平台

建立传染病智慧化预警多点触发机制和多渠道监测预警平台，降低传染病感染风险。及时有效的监测预警能够为保证人民生命财产安全，科学应对重大风险[8]。今后，可通过设置科学的监测预警策略，保证监测的灵敏度和及时性。打破部门间、机构间的信息壁垒，保证监测数据来源通畅且有效共享。要建立囊括医疗卫生机构、学校、机场等公共场所以及卫生、交通、气象、农业等部门在内的监测预警平台，从而提供预警关口，降低暴发风险[9]。

3.2 提升疾病诊治效率

利用大数据、人工智能技术加快疫苗新药研发、病毒检测诊断、防控救治等速度，提高抗疫效率。人工智能算法能够快速从万亿份基因序列中识别并设计出能量更低、稳定性更强的基因序列。利用药物重定位知识图谱缩短新冠药物研发周期。深圳市研发了高通量核酸检测技术链条，极大地提高了核酸检测效率。未来，随着人工智能技术的发展，充分发挥其在药物和疫苗的研发进程中的特征匹配、分子对接功能，将有更多针对传染病、罕见病等新适应症的药物研发而出。此外，利用人工智能技术发展核酸采样机器人，满足常态化核酸检测需求。将深圳市华大智造公司研发的由移动式超高通量全自动核酸提取纯化仪、高通量自动化液体处理系统、全自动分杯处理系统建立的核酸检测技术链条推广应用至各大超大城市，充分保证核酸检测需求。

3.3 依托智能技术大力发展各类线上服务，提升企业和个体生活办公便捷度

疫情暴发后，各类线上服务基于现实需求涌现而出。未来可继续发展上述服务，重视智能机器人的研发与落地，加大对智能插管、智能吸痰等治疗机器人的研发，完善配药机器人、饮食护理机器人、消毒及测温机器人、无人配送车的定位精准度，提高实际应用效果。依托现有研发的各类手机应用软件及平台，开展线上办公、线上会议、在线教育、无接触配送等服务，但要重视信息安全问题，加大个人信息安全的相关标准和规范的出台。

3.4 科学高效的规划建设各类信息技术平台或系统，减少不必要的重复投资建设

各类智能信息技术在新冠疫情防控中的快速研发和应用极大地提高了疫情防控效果。但各类信息系统和平台的建立、智能机器人的引进、病毒检测技术的配备等均需投入大量资金，投资建设成本相对较高。因此，需要项目建设方科学衡量各类信息平台建设的成本效益，考虑现实工作实际需求，综合考量做出最终决定。同时，避免同类型、同功能的信息系统的建立，对于新功能模块的提出，可尝试在现有系统上不断迭代提升，实现功能优化。此外，不同系统平台间可以考虑端口对接，实现系统间信息的互联互通。

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