Математическая модель, прогнозирующая закономерности распространения заболеваний

На раннем этапе пандемии чиновники здравоохранения воспользовались отслеживанием контактов как наиболее эффективным способом предвидеть миграцию вируса из первоначальных густонаселенных горячих точек и попытаться сдержать его распространение. Тем не менее, несколько месяцев спустя инфекции были зарегистрированы одинаково почти во всех регионах страны, как в городских, так и в сельских.


Команда инженеров-экологов, обеспокоенная необычайным объемом данных, регулярно публикуемых окружными агентствами здравоохранения на протяжении всей пандемии, начала исследовать новые методы описания происходящего на местах таким образом, чтобы не требовалось получение информации о передвижениях или контактах людей. . Финансирование их усилий было получено за счет исследовательского гранта Национального исследовательского фонда RAPID (CBET 2028271).

В статье, опубликованной 6 мая в Труды Национальной академии наук, они представили свои результаты: модель, которая предсказывает, где болезнь будет распространяться от вспышки, по каким схемам и как быстро.

«Наша модель должна быть полезной для политиков, потому что она предсказывает распространение болезни, не вдаваясь в подробные детали, такие как личная информация о поездках, которую может быть сложно получить с точки зрения конфиденциальности и которую сложно собрать с точки зрения ресурсов», – пояснил Сяолун Гэн. доцент кафедры экологической инженерии в NJIT, который построил модель и является одним из авторов статьи.

«Мы не думали, что высокий уровень вторжений сработает в Соединенных Штатах, поэтому мы искали альтернативный способ составить карту распространения», – отметил Габриэль Катул, заслуженный профессор гидрологии и микрометеорологии Университета Дьюка Теодора С. Койла и соавтор. автор.

Их числовая схема отображала классическую модель эпидемии SIR (расчеты, основанные на разделении населения на группы восприимчивых, заразных и выздоровевших) на шаблон агломерации населения. Их расчеты близко соответствовали многофазным эпидемиям COVID-19, зарегистрированным в каждом штате США.

«В конечном итоге мы хотели бы разработать модель прогнозирования, которая позволила бы нам определить, каким будет вероятный результат, если государство предпримет (конкретное) действие», – добавил Катул.

Нанося на карту все данные, еженедельно публикуемые окружными агентствами здравоохранения, исследователи также обнаружили, что болезнь распространилась по стране аналогичным образом, от крупнейших городов до мельчайших деревень.

«Горячие точки с высоким уровнем заражения, рассредоточенные внутри регионов, где инфекции оставались спорадическими, были повсеместными в начале вспышки, но пространственная сигнатура инфекции эволюционировала и затронула большинство регионов в равной степени, хотя и с различными временными моделями», – пишут авторы.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments