Brasilianische Wissenschaftler entwickeln COVID-19-Beschleunigungsmesser

Brasilianische Wissenschaftler entwickeln COVID-19-Beschleunigungsmesser

Forscher an der São Paulo State University (UNESP) in Araçatuba, Brasilien, entwickelt ein Computer-tool, das wirkt wie eine „COVID-19 Beschleunigungssensor,“ Plotten in Echtzeit die rate, mit der das Wachstum beschleunigt oder verzögert in mehr als 200 Ländern und Territorien.

Kostenlos online, die Anwendung lädt automatisch die zuletzt gemeldeten Fall zahlen vom europäischen Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten (ECDC), die täglich aktualisiert werden, und es gilt mathematische Modellierung Techniken zur diagnose der aktuellen Phase der Pandemie in den jeweiligen Ländern.

„Die Anwendung democratizes Zugang zu Informationen. Jeder kann genau verstehen, was passiert in Ihrer Stadt, Staat oder Land. Es hilft auch der öffentlichen Verwaltung und der Politik die Bewertung, ob Maßnahmen zur Minderung übertragung des neuartigen coronavirus sind, dass der gewünschte Effekt,“ Yuri Tani Utsunomiya gesagt. Utsunomiya ist ein professor an der UNESP ist Araçatuba School of Veterinary Medicine (FMVA) und der erste Autor von einem Artikel, veröffentlicht in Grenzen in der Medizin , die zeigen, wie die mathematische Modellierung framework kann verwendet werden, um die Auswirkungen der Maßnahmen für die öffentliche Gesundheit.

Um zu erklären, wie eine Epidemie fortschreitet, Utsunomiya angeboten eine Analogie zu einem schnellen Auto. Zunächst, die Krankheit breitet sich langsam, und täglich Fällen wachsen langsam, genau wie ein Auto braucht einige Zeit, um Fahrt aufnehmen. Die Wachstumsrate ist genannt die ‚Inzidenz‘ und wird gemessen durch die Anzahl von neuen Fällen pro Tag. Prävalenz ist die Gesamtzahl der Fälle seit dem zählen begann und verglichen werden können, um die Strecke durch das imaginäre Auto.

„Treten auf den Gashebel lässt sich die Anzahl der Fälle steigt rasant an, wie ein Auto beschleunigt und Abholung Geschwindigkeit. Exponentielles Wachstum in der Anzahl der Fälle tritt in dieser zweiten Phase der Epidemie. Was jedes Land will ist, diese zu stoppen Beschleunigung und beginnen zu langsame übertragung. Dies sind zwei unterschiedliche Vorgänge,“ Utsunomiya erklärt. „Die erste besteht aus der Einnahme einen Fuß aus dem Gas, so dass die Beschleunigung auf null fällt. Inzidenz-Gipfel als Ergebnis. Der zweite Vorgang beinhaltet auszuüben negativen Beschleunigung auf die Krankheit [treten auf die Bremse], so dass die Wachstumsrate auf null fällt. Ohne die Geschwindigkeit, die das Auto Stoppt. Dies ist, was wir alle wollen. Wir wollen COVID-19 zu stoppen Ausbreitung.“

Die COVID-19 Beschleunigungsmesser zeigt fast in Echtzeit, ob ein Land die beschleunigen oder Bremsen, mit einem gewissen Grad an Ungenauigkeit in Ländern mit undernotification der Fälle.

Jedoch, Utsunomiya betonte, dass die vier Stadien des Wachstums in den Epidemie—flow (grün), exponential – (rosa), Verzögerungs – (gelb) und stationäre (blau) – kann sich nicht entfalten in dieser Reihenfolge. Auch nach einem Zeitraum von Verlangsamung oder stationären Wachstum, die Krankheit könnte wieder beginnen die Verbreitung exponentiell an, wenn die Kontrolle von Maßnahmen aufgegeben werden. Daher Werkzeuge, die helfen, kontinuierlich zu überwachen übertragung sind wichtig.

„Unsere Analyse von mehr als 200 Länder und Gebiete zeigte, dass eine effektive Kontrolle der Maßnahmen schnell auf die Beschleunigung Kurve, bevor die Anzahl der täglichen Fälle zu fallen beginnt. Dieses Verhalten der Kurve ist äußerst relevant für die Beurteilung der öffentlichen Politik, um die Krankheit zu kontrollieren,“ Utsunomiya sagte.

Geschwungene Kurven

Mit offiziellen Daten der Meldung, die Anwendung Grundstücke Inzidenz—die Wachstumskurve jeder will zu glätten, so dass die Krankenhäuser nicht überfordert—und Beschleunigung in Echtzeit und erkennt die übergänge zwischen den vier Phasen. Möglich wird dies durch zwei mathematische Verfahren: gleitende regression und ein hidden-Markov-Modell.

„Wir entwickelten eine einfache, aber äußerst robuste Methode, die verfügbaren Daten aus nationalen und internationalen Datenbanken, um präzise Informationen über den Fortschritt und die Bewegung der Pandemie. Natürlich, die Berechnungen basieren auf Daten, die im wesentlichen auf Diagnose [testing]“, bemerkt José Fernando Garcia, professor an der UNESP Jaboticabal und Mitautor des Artikels.

Während die undernotification der Fälle ist eine Einschränkung und können mit Skala Verzerrungen, die epidemiologische Kurven erzeugt, die durch das Modell ausreichend genau ist, so die Forscher.

Eine Analyse der Kurven für Brasilien in dieser Zeit zeigt, dass kein Staat bislang gelungen, so dass hinter dem exponentiellen Wachstum der Bühne, trotz Quarantäne-Maßnahmen und sperren verfügen. China erreichte die stationäre Phase nach nur sechs Wochen gut organisierte soziale isolation. Australien, Neuseeland, österreich und Südkorea haben jetzt erreicht die stationäre Phase. Italien, Spanien und Deutschland sind in der Verlangsamung der Bühne, in der die Anzahl von neuen Fällen fällt täglich, Dank der Entbindung Maßnahmen.

Utsunomiya teilt die Maßnahmen zur Begrenzung der Ausbreitung von COVID-19 in zwei Kategorien: die Unterdrückung, die Bedeutung intensiver und schwerer Maßnahmen, die sich schnell umkehren das Wachstum Kurve, z.B., lockdown und Maßnahmen auf eine Senkung der Wachstumsrate, z.B., erfordern Gesichtsmasken und gegen Massen.

„Unsere Studie zeigt deutlich, dass die Wirksamkeit der suppression in der Bekämpfung der COVID-19,“ sagte er. „Allerdings, unterdrückende Maßnahmen kritisiert wurden, für die Erzeugung sozialer Probleme und eine zutiefst negative Auswirkungen auf die Wirtschaft. Schadensbegrenzung ist weniger ernste soziale und wirtschaftliche Auswirkungen, aber es ist auch weniger effizient. Es ist wirklich nicht eine silberne Kugel.“

São Paulo Research Foundation—FAPESP ausgezeichnet Utsunomiya Stipendien in der Vergangenheit zur Unterstützung seines Ph. D. research und master-Forschung.