數(shù)學(xué)建模可以獲得關(guān)于的已報(bào)道信息,包括明顯不足的病例數(shù)、已知因素(如某一地區(qū)的人口密度、年齡分布等),可以更真實(shí)地反映病毒的感染率。這位定量建模師說(shuō),這將有助于更好地預(yù)防和應(yīng)對(duì)這種疾病。
佐治亞醫(yī)學(xué)院傳染病系理論和數(shù)學(xué)建模實(shí)驗(yàn)室主任Arni SR Srinivasa Rao博士說(shuō):“實(shí)際的預(yù)防措施取決于是否已經(jīng)確定了人群中的真實(shí)病例?!眾W古斯塔大學(xué)?!坝辛烁玫臄?shù)字,我們可以更好地評(píng)估病毒會(huì)持續(xù)多久,會(huì)變得多糟糕。沒(méi)有這些數(shù)字,醫(yī)療保健系統(tǒng)和工作人員將如何為他們需要的東西做準(zhǔn)備?”
拉奧和他的同事、密蘇里州圣路易斯華盛頓大學(xué)的數(shù)學(xué)教授史蒂文克蘭茨博士在《感染控制與醫(yī)院流行病學(xué)》雜志上寫(xiě)道,更好的數(shù)字對(duì)于更好地保護(hù)人口和全面預(yù)防病至關(guān)重要。
相應(yīng)的作者饒說(shuō):“我們想提供問(wèn)題真正嚴(yán)重性的信息,而不僅僅是冰山一角?!?
他們使用了一個(gè)數(shù)學(xué)模型,該模型從世界衛(wèi)生組織和其他來(lái)源獲得了新冠的數(shù)字,然后使用了諸如區(qū)域人口密度、居住在人們往往住得很近的城市地區(qū)的人口比例以及三歲以下的人口等因素。以提高數(shù)字的準(zhǔn)確性。饒說(shuō),由于這種病毒具有高度傳染性,他們也將其視為“傳播的可能性”。
他們還研究了直到第一個(gè)報(bào)告高峰前每天超過(guò)10例的新病例數(shù)量,以及這些高峰的日期范圍,以指示報(bào)告病例的趨勢(shì)。饒說(shuō),關(guān)于病毒在各種表面和空氣中存活時(shí)間的新信息將進(jìn)一步改進(jìn)其模型。這項(xiàng)研究的截止日期是3月9日。
他們發(fā)現(xiàn),例如,重癥監(jiān)護(hù)室的形象是病毒影響最明顯的指標(biāo)之一。在這個(gè)地域狹小但人口密集、城市化程度較高的歐洲國(guó)家,該市表現(xiàn)相對(duì)較好——提前報(bào)告工作,拉奧和克蘭茨預(yù)計(jì)每4例報(bào)告1例。根據(jù)他們的模型,這意味著30,223例病例沒(méi)有被報(bào)告。饒指出,在3月9日截止日期前還沒(méi)有達(dá)到頂峰。
由于所有國(guó)家(特別是當(dāng)時(shí))實(shí)際檢測(cè)人口的比例非常小,韓國(guó)也報(bào)告了大約每四個(gè)可能病例中就有一個(gè)病例。在西班牙——據(jù)報(bào)道,駕車(chē)埋葬每15分鐘發(fā)生一次,有近2萬(wàn)人死亡,該病例在3月19日達(dá)到高峰,當(dāng)時(shí)活躍病例增加了27%——根據(jù)數(shù)學(xué)模型,該國(guó)在每53例可能的實(shí)際病例中報(bào)告了1例。這意味著大約87,405例病例沒(méi)有報(bào)告。饒說(shuō),兩位建模者在研究后一周內(nèi)看到了他們預(yù)測(cè)的更高的數(shù)字。
在中國(guó),其龐大的人口超過(guò)14億,數(shù)據(jù)報(bào)告普遍存在不一致。與實(shí)際病例數(shù)相比,他們預(yù)計(jì)報(bào)告的病例有兩個(gè)范圍:149例中的一例和1104例中的一例,這意味著有1200萬(wàn)至8900萬(wàn)例未報(bào)告。
3月9日美國(guó)的發(fā)病率是無(wú)法計(jì)算的,因?yàn)樗坪醪《驹诿绹?guó)出現(xiàn)的時(shí)間比較晚,報(bào)告病例剛剛達(dá)到500例,這是數(shù)學(xué)建模師的預(yù)測(cè)基準(zhǔn)。饒懷疑當(dāng)時(shí)美國(guó)的實(shí)際數(shù)字可能更像9萬(wàn)例。
4月6日,拉奧用他們的模型對(duì)美國(guó)人數(shù)進(jìn)行了快速跟蹤評(píng)估。結(jié)果顯示,當(dāng)天有超過(guò)561,000例病例,367,000人死亡,實(shí)際報(bào)告的死亡人數(shù)為8,910人。他說(shuō),在美國(guó),每三個(gè)實(shí)際病例中就有兩個(gè)被報(bào)告,這反映了追蹤陽(yáng)性病例的改進(jìn)。
在尚未報(bào)告的19.4萬(wàn)名兒童中,他預(yù)測(cè)將包括3298名14歲及以下兒童、147441名15-64歲兒童和43262名65歲以上兒童。饒說(shuō),這也意味著,在美國(guó),到4月6日,至少有19.4萬(wàn)人可能不知道自己是活躍分子,目前有更明確的證據(jù)表明,需要采取社會(huì)疏離等防范措施。
建模者使用邁耶小波來(lái)可視化報(bào)告的案例和他們預(yù)測(cè)的項(xiàng)目之間的差異。顧名思義,波動(dòng)上升,達(dá)到頂峰,然后像波浪一樣消退。饒表示,在這種情況下,波動(dòng)越大,遺漏越高,降低波動(dòng)意味著提高報(bào)告的一致性。
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