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| 內容簡介： |
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本书对计算流行病学进行了全面且深入的介绍，着重阐述了该领域发展中的主要方法论范式，并强调了对向系统流行病学转变的急迫需求，以便最有效地应对疾病防控所面临的日益严峻的现实挑战。本书详细介绍了计算流行病学中的基本概念、计算模型及相关工具，并展示了如何利用以上概念、模型与工具对异构宿主人群间的疾病传播动态进行刻画，以及如何有针对性的开发与利用计算方法来应对群组实施干预措施所面临的挑战（例如疫苗分配策略的优化）。
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| 關於作者： |
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刘泱，香港浸会大学计算机科学系助理教授，博士生导师；香港浸会大学健康信息学研究中心副主任；以及香港浸会大学深圳研究院副研究员。研究方向包括机器学习、高维异构数据处理、计算流行病学等，目前已在相关领域的国际权威期刊及国际知名会议上发表学术论文70余篇；并担任多个顶级国际会议与期刊的审稿专家
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| 目錄：
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1 流行病学范式/ 1
1. 1 方法论范式 / 2
1. 2 近期研究进展与动态 / 4
1. 3 传染病与疫苗接种 / 5
1. 4 本书的目标与任务 / 7
1. 4. 1 传染病动态过程建模 / 7
1. 4. 2 疫苗分配策略建模 / 8
1. 4. 3 疫苗接种决策建模 / 9
1. 4. 4 主观认识建模 / 10
1. 5 总结 / 11
1. 6 思考题 / 12
2 计算建模方法 / 14
2. 1 传染病动态建模 / 14
2. 1. 1 传染病模型 / 15
2. 1. 2 不同年龄段人群的疾病传播 / 18
2. 2 接触关系建模 / 19
2. 2. 1 经验方法 / 20
2. 2. 2 计算方法 / 21
2. 3 案例研究 / 22
2. 3. 1 H1N1 流感大流行/ 22
2. 3. 2 不同年龄段人群的接触矩阵 / 23
2. 3. 3 模型参数化及验证 / 26
2. 4 补充说明 / 27
2. 5 总结 / 28
2. 6 思考题 / 29
3 疫苗接种优化 / 30
3. 1 疫苗接种 / 30
3. 1. 1 群体免疫 / 30
3. 1. 2 疫苗分配策略 / 31
3. 2 疫苗接种优先级 / 32
3. 3 不同年龄段人群的干预优先级 / 33
3. 3. 1 优先干预建模 / 34
3. 3. 2 疫苗接种的影响 / 35
3. 3. 3 减少社交接触的效果 / 36
3. 3. 4 综合措施 / 36
3. 4 案例分析 / 37
3. 4. 1 HSI 疫苗接种计划/ 37
3. 4. 2 优先干预的效果 / 39
3. 5 补充说明 / 41
3. 6 总结 / 41
3. 7 思考题 / 42
4 疫苗接种决策———个体博弈 / 43
4. 1 决策的代价和收益 / 44
4. 2 疫苗接种决策的博弈论建模 / 44
4. 3 案例研究 / 46
4. 3. 1 HSI 疫苗接种计划/ 46
4. 3. 2 疫苗接种覆盖率 / 46
4. 4 补充说明 / 48
4. 5 总结 / 48
4. 6 思考题 / 49
5 疫苗接种决策———群体行为 / 50
5. 1 疫苗接种决策所受到的社会影响 / 50
5. 2 案例研究 / 54
5. 2. 1 疫苗接种覆盖率 / 54
5. 3 补充说明 / 59
5. 4 总结 / 61
5. 5 思考题 / 61
6 疫苗接种决策———媒体效应 / 63
6. 1 主观认识建模 / 63
6. 2 疫苗接种决策中的主观认识 / 66
6. 2. 1 Dempster-Shafer 理论(DST) / 66
6. 2. 2 社会认识的传播 / 67
6. 3 案例研究 / 69
6. 3. 1 在线社区中的疫苗接种决策 / 70
6. 3. 2 两种动态的相互作用 / 70
6. 4 补充说明 / 76
6. 5 总结 / 77
6. 6 思考题 / 78
7 系统流行病学框架 / 79
7. 1 流行病学中的系统思维 / 79
7. 2 系统建模原理 / 80
7. 3 系统建模四步法 / 81
7. 4 系统流行病学前瞻 / 84
7. 5 思考题 / 84
参考文献 / 85
中英文名词对照索引 / 95
英中文名词对照索引 / 100
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| 內容試閱：
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人类之光明未来:COVID-19 疫情的警世意义
一沙一世界，一花一天堂。
无限掌中置，刹那成永恒。
威廉·布莱克(1757—1827 年)《天真的预言》
(徐志摩译)
此前言的标题看起来似乎有些与众不同。然而这确实是我们在写作本书时一直浮现在脑海中的问题。
本书诞生于一个特殊的时期:在撰写和出版的过程中，全球正面临着几十年甚至几个世纪以来最大的挑战之一。一种突发的新型冠状(新冠)病毒(SARS-CoV-2)在几个月的时间内迅速传播到6 大洲(除南极洲外)的约200 个国家和地区，导致500 多万人感染，30 多万人死亡(截至2020 年5 月)。所有的人，无论身处何方，无论种族、地位及身份，都无可避免地陷入了这场前所未有的全球危机之中，随之而来的是国家封锁、各种服务业停止运转、经济濒临崩溃以及灾难性感染死亡人数。
整个世界满怀焦灼，呈现出一片茫然及对未来束手无策的景象。
然而，纵观人类文明发展史，我们应该充满希望:人类善于不断学习和进步，并最终赢得胜利。这次也不例外，在这场全球抗击新冠肺炎疫情的战役中，大自然给我们上了生动的一课:人类只有团结一致，共同排除各种因种族、国家、政治意识形态、宗教或特殊利益的不同所产生的分歧与偏见，在日益紧密联系和相互依存的世界中和睦共处，才能齐心协力共同走出疫情并最终战胜疾病。与此同时，科学家们也应该重新思考并定位其角色和社会责任，重新探索认识世界，并跨越学科界限推动未来科学发展。在这样一个特殊的时期，本书的主题则显得尤为恰当:我们在书中尝试向大家展示如何融合计算机科学(computer science)、系统科学(systems science)和流行病学(epidemiology)等学科，并用以解决在根除疾病方面的一些最为紧迫且和社会紧密相关的问题。
本书内容描述了我们在香港浸会大学(Hong Kong Baptist University，HKBU)的一些研究工作，旨在通过所开发的计算模型、方法、工具和案例研究，以系统化的方式解决传染病流行病学中的几个重要问题:
? 流行病学领域是如何发展的(第1 章)? 如何在流行病学研究中融合以数据为中心的技术? (第1 章和第7 章)
? 如何对疾病传播的差异性/ 异质性(heterogeneous nature)进行建模和刻画? (第2 章)
? 我们如何战略性地规划和实现疾病干预措施? (第3 章)
? 在疾病防控决策中，我们如何将人(个人层面和社会层面)的因素考虑在内? (第4 章至第6 章)
? 如何从系统论的角度出发更好地应对流行病学挑战? (第7 章)
? 系统流行病学能为我们带来什么启示? 从事该方向研究的最佳途径是什么? (第7 章)
解决好以上问题可以有效地帮助政府、公共卫生政策制定者、科学家和一线从业人员从系统的、数据驱动的计算模型角度看待当前和未来的全球健康挑战，如新冠肺炎疫情，从而有效地制订相应的防控策略及方案。例如，本书所提供的方法可以帮助解决应对新冠肺炎疫情中的几个关键问题:一旦我们研制出新型冠状病毒疫苗，分发有限疫苗的最佳(有科学依据且切实可行)方案是什么? 谁应该优先接种? 是否有足够的人接种疫苗，从而达到目标覆盖率(群体免疫)? 人们是如何做出疫苗接种决策的?
本书可以用作计算机科学和流行病学研究人员以及相关从业人员的参考书。我们建议大家可以先阅读本书的第1 章和第7 章来了解计算流行病学领域的整体概念与框架，第2 章至第6 章则可用于对具体研究问题的进一步学习。
与此同时，本书也可以用作本科生和研究生计算流行病学和系统流行病学课程的教材或者作为相关从业者和实地工作者的培训材料。本书还提供了关键概念、方法与示例的相关参考资料/ 文献。我们建议读者按顺序对第1 章至第7 章进行阅读，然后再深入学习与研究第2章至第6 章中的一些具体议题。
刘际明 夏 尚
2020 年5 月
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