数学建模可以更准确地描绘冠状病毒病例

数学建模可以对冠状病毒信息报道,包括数量明显低估的情况下,在已知因素如人口密度和年龄分布在一个区域,并计算出一个更现实的病毒的感染率、数字,使更好的预防和准备,建模者说。

奥古斯塔大学乔治亚医学院传染病部理论和数学建模实验室主任Arni S.R. Srinivasa Rao博士说:“实际的大流行防范取决于人口中的真实病例，无论它们是否被识别。”“有了更好的数字，我们就能更好地评估病毒将持续多长时间，以及会有多严重。没有这些数字，卫生保健系统和工作人员如何做好准备?”

Rao和他的同事、密苏里州圣路易斯华盛顿大学的数学教授Steven G. Krantz博士在该杂志中写道，更好的数字对于更好地保护人口和全面防范大流行也至关重要感染控制和医院流行病学。

“我们想提供关于问题真正严重性的信息，而不仅仅是冰山一角，”通讯作者Rao说。

他们用他们的数学模型, COVID-19像世界卫生组织来源的数字,然后使用因素像一个地区的人口密度,比例的人口生活在城市地区,人们倾向于居住在更靠近,和人口三个groups-ages 0到14岁15到64和65 +——成长的数据更加准确。Rao说，因为这种病毒的传染性很强，他们也考虑了“传播概率”。

他们还研究了每日新增病例数在10例以上和第一个报告峰值之前的数字，并将这些峰值的日期范围作为报告病例数趋势的指标。拉奥说，有关病毒在各种表面和空气中存活时间的新信息将进一步完善他们的模型。这项研究的截止日期是3月9日。

例如，他们发现意大利——在这个地理面积小但人口密度居欧洲第五、城市化程度高的国家，拥挤的重症监护病房的图像是病毒影响的最清晰指标之一——在早期报告方面做得相对不错，根据Rao和Krantz的预测，每4个病例中就有1个被报告。根据他们的模型，这意味着大约30223例病例没有被报告。Rao指出，在3月9日的研究截止日期之前，意大利还没有达到高峰。

在所有国家中，实际接受检测的人所占比例如此之小，尤其是在当时，韩国报告的疑似病例比例约为每4例1例。据报道，西班牙的“汽车餐厅葬礼”每15分钟就有近2万人死亡，3月19日达到高峰，活跃病例增加了27%。根据数学模型，该国报告的实际病例中大约每53例就有1例。这意味着约有87,405例病例和未报告人数。Rao说，这两名建模者发现，在研究结论得出的一周内，他们预测的一些较高的数字在这些欧洲国家中实际发挥了作用。

在中国,以其巨大的人口数量超过14亿,普遍认为不一致的数据报告,他们预计两个范围的报告相比,实际病例数:1 149年和1 1104年,相当于1200万到8900万例不报道。

3月9日，美国的发病率无法计算，在那里病毒似乎出现得较晚，报告的病例数刚刚达到500例，这是数学模型预测的基线。Rao怀疑，美国的实际数字可能更接近9万例。

Rao在4月6日使用他们的模型对美国的数字进行了快速的后续评估，显示当天有超过56.1万例病例，实际报告的病例为36.7万例，死亡人数为8,910人。他说，这意味着美国每3例实际病例中就有2例上报，反映出追踪阳性病例方面的进步。

在尚未报告的19.4万名儿童中，他的项目包括3298名14岁及以下的儿童，147441名15-64岁的儿童和43262名65岁以上的儿童。拉奥说，这也意味着在美国，至少有19.4万人在4月6日可能不知道自己是阳性，更明确的证据表明需要保持社交距离和其他预防措施正在进行中。

建模人员将报告的病例和他们用Meyer小波投影的数据之间的差异可视化，Meyer小波顾名思义就是上升、上升，然后像波浪一样退去。Rao说，在这种情况下，波越高，少报的就越高，而降低波意味着对产生的一致振荡的报告更完善。

Rao说，如果报告的数字更精确，就不需要数学模型了。他指出，漏报对许多情况都是一个问题，不仅是COVID-19，还包括心脏病等常见的非传染性问题。“一个模型告诉我们一些没有被直接观察到的东西，”他说。“这是一个在电脑上而不是在实验室里进行的生物实验。”

Rao指出，自3月9日以来，随着检测的可获得性的缓慢增加，报告病例的准确性可能已经提高，检测越早，感染的实际高峰就越早。

与此同时，他鼓励每个人继续采取社会隔离和自我隔离等措施，通过帮助抗击恶性病毒的持续传播来保护自己和他人。

拉奥说:“社交距离是必须、必须、必须的。”

截至3月9日，全球报告了10.9万例病例和3800例死亡，大多数来自中国、意大利、韩国、伊朗、法国、德国和西班牙。截至4月的第一个完整的星期——大约在他们的研究截止日期后的一个月——全球报告了近140万例病例，超过8.1万人死亡。最近的数据包括，美国有超过36.2万例病例，约1.1万人死亡，西班牙有超过13.5万例病例，超过1.3万人死亡，意大利、德国、法国、中国、伊朗、英国、土耳其和瑞士紧随其后。

在该杂志的一篇相关研究信中当前的科学他们报告说，3月份在印度发现了约1 / 4的COVID-19病例，应继续实施社交距离和其他预防/治疗政策，直到那里没有新病例出现，并应控制从城市向更多农村人口的传播。

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