概述

　　1976年，世界卫生组织 (WHO) 利用 IBM System/370 在联合国位于日内瓦的国际计算中心精确地确定天花的趋势和暴发情况，从而能够向最急需的地区分配有限的人力和资源。这一工作在几年后消除了这种疾病在普通人群中的流行。

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　　来自IBM 档案

　　1970年6月推出的 System/370 销售宣传册中的图片。

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　　从此以后，IBM 在利用技术改善医疗水平方面逐步发展成为领导者—从通过识别趋势和人口统计特征而帮助阻止疾病传播到提高政府机构应对流行榜的能力。IBM 通过投资开展跨学科研究，开创了医疗与生物无机化学的新时代，这—与系统化思考和分析方面的机构优势相结合—帮助研究人员更好地了解信息系统的有机、突发特性，无论是在业务、城市或疾病领域。

　　如今，IBM 研究人员正与 EuResist Network —德国、意大利和瑞典大学领导的一个科研协作项目—合作，专心创建针对具有特定病毒特征的患者的 HIV 复方药物治疗的预测模式。基于 Web 的分析工具允许医生输入患者数据，之后就可接收到非常好的药物处方的建议。经过证明，这些建议的准确率超过 76%，在 90% 的情况下都战胜了人类专家。

　　2008年，IBM 与核威胁倡议组织的全球健康与安全组织及中东传染病监测联盟合作开发了一项独特的技术，实现了健康信息共享方法的标准化，并自动分析传染病的暴发，从而帮助控制疾病，最大限度控制其影响。基于 Web 的门户系统——公共健康信息联合体 (PHIAD) 为公共健康组织提供了正确的决策工具，用于快速有效地应对传染病暴发—即使是跨地区和政治边界。PHIAD 采用准实时信息帮助实现快速响应，并帮助在全国和国际范围内以适当的隐私保护措施实现数据的安全交换。

　　IBM 还创建了全球网格大同盟，这是一个慈善组织，允许来自世界各地的志愿者捐助自己的电脑处理能力，以帮助解决大型的分析挑战。IBM 为全球网格大同盟提供免费托管、维护和支持，并提供硬件、软件、技术服务和基础设施专业知识。截止到目前，全球网格大同盟已经帮助解决了 HIV/AIDS 药物、肌肉萎缩症、人类基因组和蛋白质折叠的开发、清洁能源研究，以及专门改进全球高营养水稻适应性的项目。

　　2006年，IBM 和全球 20多个著名的公共健康机构(包括世界卫生组织和美国疾病控制与预防中心)宣布推出全球流行病防御计划——这项共同推出的计划旨在帮助阻止传染病的传播。IBM 科学家在公司位于全球的研究实验室中成立了医疗“创新中心”，与全球医疗团体一同开展这一计划。

　　在开发出用于帮助预测传染病传播的 IBM Spatiotemporal Epidemiological Modeler (STEM) 工具后，IBM 将 STEM 作为一种开源工具捐赠给 Eclipse 项目。Eclipse 由 IBM 在 2001年 11月创立，由软件供应商以供应商中立的开放、透明社区的形式组成的联盟提供支持。

　　STEM 是一个与平台无关的应用系统，允许用户创建新传染病的模型利用 STEM，研究人员和公共健康官员能够了解疾病在一段时间内的传播情况，并制订出预防措施，以帮助阻止疾病的传播。

　　在 2009年到 2010年，墨西哥城发现自身是 H1N1 流感传播的中心。由于大约一半的墨西哥人口都居住在该市，墨西哥城政府官员担心这次流行会像 1918年的西班牙流感那样导致 5000万至 1亿人死亡。

　　由于已经有 6000-7000 确诊病例，政府与 IBM 联系，希望 STEM 可以帮助计算疾病的传播情况。在与联邦地区政府 (GDF) 开展的一个免费合作项目中，IBM 带领 GDF 举行了一次关于 STEM 和 PHIAD 的讨论会——这是一个随需应变的公共健康行业系统，用于共享临床和公共健康数据。

　　在官员采取预防措施关闭学校和饭店7到9天后，IBM与GDF合作，采用STEM衡量疾病的影响。研究表明，他们的政策帮助将传播速度降低了22%。

　　STEM 目前用在许多领域中。IBM 与以色列疾病控制中心合作，预测并追踪季节性流感的传播。来自泰国的动物传染病研究人员在参观美国时听说了 STEM，并且考察了使用这一工具创建蚊子密度的模型。

　　在佛蒙特州，IBM 研究人员使用 STEM 制作该州的疾病暴发模型。他们创建了镇/城市的模型，并使用运输途径—洲际铁路和公路—作为疾病传播的通道。他们正在调查流行性感冒在多种场合中的潜在传播情况，并考察多个干预措施如何控制疾病的传播。

　　从世界领先的研究项目到国际合作，IBM 持续规划世界利用技术控制疾病暴发、改善医疗水平和挽救生命的方式。

　　促进世界转型

　　IBM 在流行病学领域的多项创新实现了更成功的疾病预防和更好地全面患者治疗。公司努力进一步了解传染病的历史可追溯到 20世纪 50年代，当时，IBM 打孔卡对检测美国医学研究员的脊髓灰质炎疫苗起到了支持作用。

　　注射脊髓灰质炎疫苗

　　当时，脊髓灰质炎—一种入侵神经系统的高传染性、无药可治的疾病—是工业国家中最让人恐惧的疾病之一，每年导致几千名儿童瘫痪。在历史上最大规模的一次医学试验中，Salk 疫苗在全美国 180名儿童身上进行了试验—产生了1.44亿条数据，而这些数据都是用IBM 打孔卡获取的。Salk 的疫苗最终证明是有效的，并且在开发出来之后的两年内，美国每年的脊髓灰质炎病例从1953年的35,000例缩减到 1957年的 5600例。今天，通过预测建模、公共健康信息交换和超级计算技术的发展，IBM 继续帮助全球各地的政府、研究人员和公共健康机构准备应对疾病暴发。

　　利用STEM 实现开源疾病建模

　　Spatiotemporal Epidemiological Modeler (STEM) 是 IBM 阿尔马登、海法和沃森实验室共同开发的，作为一个开源工具，它有能力预测和分析传染疾病的可能暴发情况，例如禽流感、登革热、H5N1病毒等。它允许用户创建新型传染病的空间和时间模型，帮助研究人员和公共健康官员模拟疾病在时间和空间内的传播，并允许他们评估预防措施可能产生的影响。例如，STEM 可以估计新型流感的第一个病例在加州出现后多久会在墨西哥城达到高峰，并且估计出数据点，例如潜在疾病暴发病例的总数。

　　STEM 用户可以评估工具的主要组件—核心代表性框架、图形用户界面、模拟引擎、疾病模型计算和多个数据集—作为独立的插件，用于构建现有模型，或者创建新模型。数据集描述全球 244个国家和大部分国家相关的二级行政区域的地理、交通系统和人口—相当于美国的郡。它与 IBM 开发的基于标准的互操作健康基础设施——健康信息交换 (HIE) 兼容，使其能够查询门诊部、医院、实验室和其它公共健康信息源，获得关于人口健康状况的实时数据。

　　流感暴发

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　　STEM 动画模拟了流感通过乘飞机出行而传播的路线。STEM 根据出行路线和机场位置等数据创建了疾病传播的地理图。它采用根据美国联邦航空管理局数据而调整的全球空中旅行数据。2007年，IBM 将 STEM 捐赠给 Eclipse 开放医疗框架项目，后来，这个项目升级为较高级的 Eclipse 技术项目。IBM 阿尔马登研究中心的 STEM 团队每星期举行开放的电话会议，为免费下载该工具的用户提供支持。

　　与PHIAD共享临床监测数据

　　作为采用健康信息交换 (HIE) 技术和公共健康信息交换标准的可扩展的网络，公共健康信息联合体 (PHIAD) 使客户和实验室能够以电子方式与公共健康官员共享临床监测数据，以获得最新的传染疾病暴发监测数据。PHIAD 由 IBM 研究人员在阿尔马登研究中心和海法研究实验室共同开发，提供了一个基于 Web 的最终用户应用系统，而且它经过编码，可以跨专用系统和地理政治界限而运行，是一个真正无国界的应用系统。

　　PHIAD架构

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　　PHIAD数据流

　　PHIAD 支持不同域中的分层数据流，每个地区 PHIAD 从本地数据源收集数据—例如医院、兽医门诊部和实验室。然后，地区 PHIAD 将适当的信息转发给国家 PHIAD，由疾病控制组织管理，例如美国疾病控制中心 (CDC)。PHIAD 可以将这种数据共享层次扩展到全球合作项目中。在每一级，可以实施与变量相关的不同数据隐私政策，例如人的身份和位置识别信息。

　　在中东推动协同的疾病监测

　　PHIAD 的开发从 2008年开始，是由核威胁倡议组织和中东传染病监测联盟(MECIDS) 合作开发的一个计划。该计划旨在促进以色列、约旦和巴勒斯坦的协作，共同预防和应对传染病的暴发。通过以基于标准的公共健康信息交换网络作为基础，IBM 与 MECIDS 共同定制了一种解决方案，允许联盟成员以电子形式共享信息、统计数据和新闻，并共同实时分析数据。该项目依赖于高度合作，克服了巨大的政治压力，并证明了地区疾病监测—和所有方面通用的疾病预防工具—如何在具有根深蒂固的政治异见的地区成为可能。

　　在墨西哥控制H1N1

　　2009年和2010年，在墨西哥城的禽流感病例达到传染病级别时，IBM 与墨西哥卫生部共同使用STEM 和PHIAD 开发了H1N1 传播的新模型。墨西哥卫生官员和IBM 研究人员能够确定流感的“复制速度”—每个感染病例在无免疫力的人群中传染的二级病例人数—以及健康政策决策的可能影响。例如，STEM 表明了该市的社会隔离措施(包括在暴发高峰时关闭餐馆和学校)将流感的复制速度降低了22%。该项目是墨西哥政府通过IBM 提供的先进建模工具而改善公共健康的一个里程碑。