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博翔科技為專業機械設備歐規/台灣TS標章/美規及半導體設備SEMI S2輔導顧問公司

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內容簡介

作者介紹

目錄

詳細資料

... 新冠疫情在中國何時能夠結束，全世界這場新冠疫情的大戰又會怎樣發展？石耀林院士的團隊在疫情期間利用傳播動力學的理論對疫情發展趨勢做了大量研究，給出了他們的答案。最近的《中國科學院大學學報》發表了他們團隊的研究成果--《用離散隨機模型研究湖北新冠肺炎COVID-19流行病動力學特徵》。文章以武漢疫情數據為基礎，利用排隊論Erlang機率分布，依據醫療界關於從發病到確診的等待時間為5天，感染到發病的潛伏期為5.2 天的認識，由預處理過的確診數據計算出每日發病人數和每日感染人數。 ... 圖1 全球新冠疫情形勢圖 新冠肺炎COVID-19的爆發並在全國的擴散傳播，對中國及國際社會造成了巨大衝擊。它比起SARS來勢更兇、影響更大，特別是它在全球的擴散傳播更是人們急切關注的問題。到2020年1月31日的全球有70篇關於新冠肺炎的文獻。截至3月18日新冠肺炎COVID-19在中國已經累計確診81246例，義大利、伊朗、西班牙、德國等國家疫情迅速不斷惡化。世衛組織認為如果沒有控制措施，在英格蘭和威爾斯這類地方4個月內COVID-19的爆發就可達到高峰。因此，加強對新冠肺炎COVID-19傳播動力學的研究，總結經驗，預測下一步的發展，是目前全世界共同面對的極其重要的科學課題。 文章以湖北為例，採用一種離散隨機模型對COVID-19傳播動力學進行研究。離散隨機模型研究有兩個特點。第一是疫情初期病人人數很少，傳播過程中隨機起伏影響突出，因此離散隨機模型比連續變量確定性常微分方程模型更能反映初期傳播特徵。第二是文中的方法可以追蹤疫情變化，隨時間推移和人為干預下傳染率參數的變化可以在參數中得到反映，漸進地對疫情發展做出估計預測。 與一般採用經典的基於連續變量常微分方程的方法不同，文章採用類似於流體力學研究中的離散變量隨機方法，雖然用偏微分方程研究連續流體力學運動是經典的方法，但是隨著計算技術的發展，也可以用分子動力學追蹤單個分子運動，大量分子運動的集合效應與宏觀流體運動狀態相聯繫，從另一個角度研究流體的動力學過程和特徵。其中每一個病人的潛伏期、感染期、傳染人數等都隨機產生，並遵從一定的機率分布。研究採用泊松分布，各自的期望值要等於該疾病潛伏期、感染期和傳染人數實際統計到的平均值。在模擬中，一個病人隨機地感染若干病人，被感染的病人在潛伏期後會發病和再傳染他人，既有病人在一段時間後會按一定機率痊癒或死亡，新的病人會不斷產生而形成傳染鏈。單一的一個模型只是一種可能的情況，未必具有代表意義，因此需要採用蒙特卡洛方法，進行大量（本文中一般1000次）隨機試驗，其平均的結果將具有代表意義。 ... 圖2 基本傳染數R。平均值為1的條件下，1000個隨機模型中傳播代數與模型數量的關係 在知道流行病的平均潛伏期、發病期、死亡率和各個不同時段的每個病人每天有效平均傳染率的條件下，可以進行正演問題的計算，得到每日發病人數的發展變化。在初期自然條件下的每個病人每天傳染率R0下，患病人數會急劇增加。當人們採取措施，在不同時段不同程度地減小了有效傳染率後，流行病傳播速度會降低，每日發病人數會減少乃至疫情消失。然而，在實際問題中更有用的是，在疫情產生後，根據已經獲得的一段時間每日發病人數的資料，反演此前一段時間各個時段不同的傳染率，然後根據最新的傳染率及其可能變化趨勢，推測未來疫情的發展變化。在整個疫情期間，不斷追蹤疫情發展，改進對後續時段傳染率的估值，更有效地對後期疫情發展趨勢做出不斷更新的判斷。 ... 圖3 湖北省每日COVID-19確診人數、發病人數和感染人數 研究流行病傳播動力學特徵有助於更好地對疫情進行掌控和防治。研究團隊發展了離散變量隨機機率方法，對湖北省疫情發展進行模擬和預測。首先根據排隊論的Erlang機率分布對每日確診人數進行處理，獲得每日發病人數和感染人數。計算結果與中國疾病預防控制中心（CDC）經整理公開的部分資料比較吻合，證明處理方法科學可信。進而依據每日發病人數，反演疫情發展不同階段的有效傳染率的變化，並據此預測未來疫情可能怎樣發展。發現疫情初期基本傳染數R0從6. 1減少到4. 0，在武漢採取封城等有效措施後，有效R值減少到1之下，並逐步降低到0. 13以下。發病高峰已經在2月初度過，目前雖然不排除疫情會有小的起伏，但只要堅持嚴格的隔離管控措施，總的趨勢就不會變化。預期疫情在3月底前後結束。 ... 圖4 潛伏期為5.2d時，採用蒙特卡洛方法對1000次隨機試驗的平均結果（紅色）與實際每天發病人數（藍色）的比較，以及在目前有效傳染率能繼續保持條件下對今後疫情的預測 ... 圖5 潛伏期為4.03 d時隨機反演平均結果（紅色）與實際每天發病人數（藍色）的比較，以及在目前有效傳染率能繼續保持條件下對今後疫情的預測 ... 圖6 綠色線條為基於2月9日截止的實際確診資料計算的每日新增病人人數紅色線條為根據綠色曲線用試錯法獲得各時段的傳播率後的模擬曲線 研究表明，疫情爆發階段，發病人數一般大於確診人數，已感染人數又大於發病人數。那時人口流動的隔離管控措施往往又不到位，容易造成疫情異地傳播擴散。春節前武漢五百萬人流向湖北省外各地，其中可能有5900餘人之中是感染新冠肺炎者，造成武漢之外各地疫情。我國疫情已經是消退階段，未發病的感染人數已經大大減少，回程的農民工和學生誘發大的疫情回彈可能性不大。但是全球疫情正處於大規模爆發的階段，特別是義大利、伊朗、西班牙、德國等等國家疫情發展迅猛，根據石耀林團隊研究結果，我們國家應該對入境人員做好檢查和隔離管控工作。 《用離散隨機模型研究湖北新冠肺炎COVID-19流行病動力學特徵》一文見2020年3月中國科學院大學學報第37卷第2期，Journal of University of Chinese Academy of Sciences, Vol.37 March No.2, 2020. 連結地址：http://journal.ucas.ac.cn/CN/volumn/current.shtml# CGI-KP2020018

文章來源取自於：

壹讀 https://read01.com/d03DBa7.html

博客來 https://www.books.com.tw/exep/assp.php/888words/products/0010642814

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