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用基于android和odk的数据收集框架分析流行病
摘要：定期收集，分析，解释数据对于好的医疗服务很重要。这些数据随后被决策者用来认识预防措施，对他们的干预措施的影响提供支持和判断。而良好的疾病监测和主动医疗所需要的资源在发达国家更容易获得。发展中国家可能因为缺乏这些资源而降低医疗服务的质量。这种结合了一些疾病的关键特性,使得这个重要的问题得到解决。在发展中国家和发达国家，随着手机的使用和相关基础设施的快速增长，目前已经建立了多个系统来解决数据收集的差距。安卓是一个开放的平台，这令安卓很受欢迎。开放数据设备就是基于安卓的数据收集设备。本文的目的在于提出一个用现有的技术和工具来解决季节性流感（猪流感）的原型框架。
关键词：安卓；开放数据设备；流感；数据收集和监测
介绍
公共医疗服务依赖于精准高效的公共健康监测来提供积极及时的措施，预防和控制疾病。这些信息不仅仅用于一些疾病的开始调查和目标干预，而且用于提醒公众有可能的疾病的爆发和通过必要的预防措施来引导公众。这样的双向通讯让我们有更好的机会来控制疾病。
在过去的几年里，数据收集和分析的方法发生了变化。基于纸张的数据收集模式正在慢慢被更好的新型技术所取代。由于较低的金融风险和它提供的灵活性，卫生保健业务分析对云计算的使用越来越多。使用传统的方法，比如纸张和个人数字助理的信息收集方式不仅耗费时间而且增加额外的成本来整理收集的数据。这些任务的广泛性使得他们在经济上征税。配送，维护，易用等是需要处理的其他因素。
许多卫生部门认识到适应新型技术来提高法定报告(又被称为个案报告,从医疗机构到公共卫生机构的个案报告)和公共卫生警报的需要。近年来，美国疾病控制和预防中心(CDC)与国家和州的流行病学家委员会合作（CSTE）提出了一种从电子健康记录上交流，共享和法定条件检索报告的模式。这表明电子法定条件申报可能很快就会在更大的尺度上可行。
使用手机进行数据收集也有了相当大的增长。在卫生保健领域适应移动数据收集工作的标准可能是未来一种很好的案例报告。
移动电话，包括智能手机在全世界大部分地区都十分流行。从IHS(纽约证劵交易所代码：IHS)提供的无线通讯市场跟踪报告提供的信息知道，2013年的智能手机的出货量将占手机市场的百分之54（2011年百分之35，2012百分之46）。如下图一所示，预计到2016年，智能手机占手机市场总额的67.4%。随着手机行业的快速发展，手机的功能也极大的增强。目前手机已经拥有获取媒体，GPS,无缝共享信息等特点，而且还将蓝牙,SMS,WI-FI和网络集成在一起。手机的设备容量和处理能力也显著增强。和笔记本电脑相比，智能手机另一个巨大的优势就是比笔记本电脑更便宜。安卓作为一个开源代码项目使不同开发人员使用不同的设计需要。在数据监测和分析领域，不同的应用例如潘德拉贡，ODK，Epicollect已经在讨论和探索了。开源数据设备暴露出了一些可以独自或者一起使用的开源通用工具。这在框架中被详细提到。开源数据工具的优点是工具是开源的，并且是基于开放的标准接口，它允许我们根据需求来使用。在这个报告中我们谈论REACap。REACap是一个框架的一部分。它旨在使用智能手机的计算能力在进行信息收集的过程中对流行病进行建模和分析。提供简单的表单设计，形成检索和存储，分析和建模的能力。在这个报告中我们关注REACap，监视应用程序。
图一 智能手机市场
为了构建一个原型应用程序显示这个框架的优势，我么选择流感和季节性流感疾病的演示应用程序。流感，是一种传染性呼吸道疾病，通过空气传播。疾病的严重程度通常取决季节和病毒的类型。通常与感冒混淆，因为他们之间的症状相似。这种疾病每年影响成千上万的人。2012年，仅在美国的亚利桑那州流感实验室的报告病例数量是10304。
这个报告的第一部分包含了应用于这个项目的框架技术。第二部分是应用程序的描述。他讲的是设计应用和随后的各种流程的实现。第三部分讨论的是优点和缺点。第四部分介绍了摘要和结论。
框架技术
本节描述REACap中使用的核心技术。如前所述，REACap是数据采集接口框架组成的具有监测，分析，预测的作用。这里描述的技术是REACap组成的基础。下面将详细介绍这些技术。
图二 转换编码
XML成为一个既定的标准已经很多年了，已经达到了成熟的水平，大大提高了软件的兼容性。事实上，XML的强大之处在于他能增强不同软件应用程序之间的互操作性。即使没有XML作为最终目标，它也可以作为一个最终立场。没有XML，任何应用程序仍然可以与另一个程序通过编写一个特殊的转换代码，读取源的输出格式并生成一个等效的输入格式目的地应用程序。对于双向通信来说，另一组转换代码需要支持的反方向通道（从目的源）。对大量的软件应用程序标准，所需要的转换类的数量也非常大。假设我们有N个软件编写的应用程序，都有不同的标准。双向通信所需要的转换类的数目是2*（N（N-1））。
XML是作为其他软件之间的中间地带标准，是唯一的标准格式。如果任何应用程序能够使用XML作为中间通信立场，我们可以减少的转换编码的数量是2n。这可以显著减少大量软件标准的复杂性。此外，任何新的软件标准只需要使用XML作为共同点，而不必对所有现有标准编写转换代码。
图三 XML作为共同基础
处于这个原因，我们选择XML作为我们我们方法的基础。移动通信有广泛的多功能性,XML允许我们兼容任何其中一个。在后端,，数据收集时所需要的存储将被写成XML数据。
XML空间
XML是一种基于文本的的格式，是可读得，不需要任何其他专门的软件。我们通常称他为面向文档的XML。然而，除此之外，他还有可以被完全结构化这一优点。XML还可以由软件工具处理后作为正式文档。不同于HTML，XML编写使用 正式的结构和文档描述（如XML Schema，数据对象模型）来描述一个严格的软件工具所需要的文档结构。XML文档本身就是根据这些规则进行验证，确保文档可以通过软件工具解析正确的语义。这允许开发人员编写一些基于XML工具来解析和处理有不同需求的XML文档。因此，在XML领域，有大量的应用程序用不同的方法，被写入XML转换文档。使其适用于编译和运行基于XML的应用程序。
XML可以作为基础，运载所有必须的信息和结构。它可以通过使用XSL转换，然后在右边显示任何格式。编组和解组允许线性格式（HTML,PDF和XML本身）和并行格式的高级编程语言(如Java,C/C )之间的兼容性。
XFORMS
XFORMS是基于模型-视图控制器的XML格式。它是由万维网联盟用来克服早起HTML表单的限制发展而来的。传统的HTMLweb并不区分内容和表现形式。另一方面XFORMS由XFORMS模型（描述表单的目的，逻辑和初始数据）和XFORMS用户界面组成的。
XFORMS模型和用户界面之间的关系被称为绑定。他们使用一个共同的W3C XPath技术。XPath使用路径表达式来识别XML文档中的节点。在XFORMS中是通过ref和bind属性来实现的。XFORMS能够处理多种标准或者专有的用户界面来呈现形式。演示的图形变换可以通过不同的接口做出不同的解释。例如，基于浏览器所使用的样式表不同，对XFORMS移动浏览器和web浏览器的解释将会不同。列表和菜单在手机中更容易控制，而不是传统的弹出式选择框。XFORMS还允许表单验证和数据约束。一个特定得字段被定义为只读或者有数据输入的限制时会防止数据错误的输入。这种行为是在数据发送到数据管理器或者数据库之前验证的。下面图四介绍了XFORMS的主要组成部分。
图 四 XFORMS的组成
XFORMS已经演示了在不同设置中的使用。XFORMS服务器甚至链接形式在保险业数据模型。在医疗领域，虽然没有规范，但具有许多被认可的优点。澳大利亚的研究人员使用XFORMS决策支持系统的发展。在德国开发商实施信息系统保持细节的处方。OpenMRS是XFORMS使用在临床和公共卫生系统的例子。
XFORMS账户用来读取XFORMS和呈现给用户。在这个项目中，我们使用的是XFORMS客户单javaosa.。Javaosa是基于移动客户。和电脑相比，手机只有有限的能力，javaosa只支持XFORMS的子集。附加的自定义，具体到移动使用将会在下面介绍。
Javaosa
Javaosa客户端是开发手机应用，它使用J2ME。它基本是一个移动应用程序平台，由开发人员来满足他们的需要。它包含XFROMS发动机的核心。XFORMS负责阅读表单元素，使用XFORMS指定来解释元素并展示给用户。逻辑背后的自然元素是如何呈现给用户的取决于SFORMS的发动机。
移动设备和传统的台式机在计算能力和用户界面有很大的不同。移动设备只有有限的能力和增强的用户界面。这促使javeosa适应定制XFORMS支持的移动市场。他们支持XFORMS规范的一个子集。某些情况下只以特定的方式支持一个功能。javaosa还推出了一些额外的形态特征，从而提高XFORMS经验手机，这包括原有的功能和重新定义的原有的XFORMS特性。
一个核心部件上reacap建立开放数据包采集，利用javaosa形式逻辑和形式处理。设计一个表单需要对javaosa基础有很好的理解。
Open data kit (ODK)
开放数据包是一个开源的工具套件，旨在帮助用户建立信息服务。ODK开始是作为一个Google.org赞助项目,后来在西雅图华盛顿大学继续发展。它目前支持各种工具，最显著的是ODK建立和收集。这些工具被设计用来单独或一起使用，他们建立在现有的开放标准，是用户建立服务，收集和分发信息的地方，用户的限制或基础设施的限制长期构成问题。
对于reacap的设计，我们评估了几个ODK 工具的兼容性。ODK建立是基于web窗体设计器的拖和下降。即使ODK建设是一个发展中的应用，它是最适合设计的简答的形式。为了我们流感调查形式的灵活性，我们决定使用ODK建设表单，让设计有更复杂的形式。
ODK收集是一个基于Android移动客户端作为用户和基础形式之间的接口。收集XFORMS逻辑形式并将之以时间格式展现给用户。Jacaosa提供表格的处理和使用ODK的形式逻辑。在离线模式下,ODK收集存储在手机上的应用程序逻辑和表单数据的xml格式,作为媒体的二进制文件。用户可以根据需要选择与服务器同步。文件使用标准的HTTP发送给任何开放罗莎兼容的服务器。
因为reacap是一个用来帮助流感数据采集的应用，使用odk收集设计Android客户端似乎是适当的。简单，易于浏览，理解和完全缓解的一些特点,ODK也由开源社区贡献了培训文档的支持，本地化支持以及额外的工具。
EpiCollect
Epicollect是一个免费的，开源的数据收集工具。它允许移动用户提交地理标记或无图像中央服务器。服务器允许映射和可视化和数据分析。数据也可以在手机下载和查看谷歌地图。下面的图5是epicollect一个用例。把注册用户收集的数据发送到中央数据库。数据可以在谷歌地图/地球或手机上观看。epicollect还允许用户过滤数据，如图所示。
图 五 利用epicollect进行数据收集、整理、利用框架
Epicollect提供一个一般框架来进行点数据的采集和分析。尽管这个应用程序可以广泛的适用于简单的数据收集和查看，但他缺乏引擎处理出现在odk上的复杂的形式。这些因素导致了对odk的偏好。
Dropbox
中央服务器或数据库，具有在多客户应用程序中安全可靠地存储信息的能力。这使得客户端可以更容易的同步信息，并提供一个存储空间。这有助于更好的分析和决策在一个地方的所有客户的数据的可用性。基于特权的访问也是一个很好的特点。
图 六 一个集中的全局服务器及各种设备
一个独立的私有服务器的缺点之一是维护服务器的成本。这个成本在运营成本中占了很大一部分。可靠性和安全性问题也存在。由于云计算的普及呈上升趋势，需要不断更新的技术，不断更新，安全检查，保持用户之间的同步。云计算在需求上能方便的访问共享池的计算资源。
他们要求最小的管理工作或服务供应商信息。在大型组织中，云计算的使用会带来更低的财务风险。下面的表格说明了云计算的优点和缺点。
表 一
Dropbox是一个提供存储和共享您的数据在许多应用的云存储服务。它提供了内置的加密的安全性和访问限制。该API允许用户建立Dropbox的功能直接进入移动应用程序或桌面应用程序。它兼容Windows，Linux，Mac，iPhone，iPad，黑莓和Android设备。该API从Dropbox的安全提供了读写方法，所做的任何更改都可以同步到共享设备。其他显着的特点包括简单的共享，搜索和恢复文件，以过去的修订。
在这个项目的范围，Dropbox的目的有两个。它作为用户使用reacap收集的信息存储介质。所有的信息都存储在一个格式，这将使数据更高效的检索和分析。它也用于存储它的倒车后视发动机的输出信息，使从多个用户reacap收集数据。Dropbox的同步功能保证网络的可用性，所有的用户都将可以收到新信息。
EpiMI
epiml是一个基于文件交换协议为区域项目开发的XML。epiml被设计为允许在应用程序和移动设备之间交换数据。epiml也上传/下载数据reacloud协议。数据网关可以将epiml数据健康水平7（HL7）协议允许与MHS如海军陆战队的数据中心和其他健康数据库的数据交换
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