Если бы только 60% американцев были вакцинированы против COVID-19, две трети людей, которые в настоящее время носят маски для лица, а половина тех, кто остается дома, должны придерживаться курса, чтобы держать болезнь под контролем, согласно новой модели, которая устанавливает взаимосвязь между нефармацевтические вмешательства (NPI), уровень вакцинации и болезнь. Но при уровне вакцинации 70% мы могли бы устранить все эти меры с тем же результатом.
Модель, доступная на веб-сайте препринтов с открытым доступом medRxiv, основана на теории управления, используемой для оптимизации инженерных систем от стиральных машин до космических кораблей. Используя общедоступные данные, отслеживающие заболевание, уровень вакцинации, социальное дистанцирование и меры гигиены, он может предсказать минимальное немедикаментозное вмешательство, необходимое для борьбы с COVID-19 в 381 столичном статистическом районе – городах и прилегающих к ним сообществах – по всей стране.
"Теперь, когда у нас есть вакцина, мы все спрашиваем: что нам делать??«Наша методология помогает оценить, как разные районы страны с разными уровнями вакцинации могут ослабить нефармацевтические вмешательства, сохраняя при этом COVID на управляемом уровне," сказал Цзянси Гао, доцент кафедры информатики в Политехническом институте Ренсселера и соавтор-корреспондент исследования. "Мы надеемся, что этот подход поможет политикам по всей стране безопасно ослабить ограничения в их регионах."
Устанавливая уравнение между болезнью, вакциной и другими показателями, модель позволяет предсказать другие аспекты взаимосвязи. Например, исследователи обнаружили, что, хотя они собрали данные о восьми нефармацевтических вмешательствах, модель могла отображать динамику заболевания только с тремя: масками для лица, пребыванием дома и тестированием.
Модель также может прогнозировать продолжительность заболеваний на разных уровнях вакцинации. При общей вакцинации в U.S. в настоящее время модель составляет 45%, и согласно прогнозам, болезнь может быть устранена в некоторых областях в течение трех месяцев.
В целом, исследовательская группа заявила, что модель демонстрирует необходимость осторожного возврата к докандемическому поведению, чему способствует высокий уровень вакцинации.
"Мы видим, что можем очень быстро остановить болезнь, если все будут действовать быстро, чтобы получить вакцину," сказал Лу Чжун, докторант лаборатории соавтора-корреспондента Мамаду Диань, доцент кафедры механической, аэрокосмической и ядерной техники Ренсселера. "Но до тех пор, пока 60% людей не будут полностью вакцинированы, интервенции не следует сокращать очень быстро, особенно использование лицевых масок. Если количество вмешательств будет сокращено очень быстро, это может вызвать новый всплеск."
Теория управления устанавливает взаимосвязь между входами и выходами системы. Например, движение автомобиля можно спрогнозировать на основе данных о рулевом колесе, газе и тормозе.
Составить карту вкладов в социальной системе – непростое дело, но команда выдвинула гипотезу, что уровни вакцинации и НПИ могут служить в качестве вкладов. Команда модифицировала существующую модель Susceptible-Infectious-Recovered-Deceased, которая используется эпидемиологами для прогнозирования распространения болезни, используя реальные данные о показателях вакцинации, NPI и количестве людей, инфицированных, выздоровевших и убитых COVID. -19 в каждом сообществе.
"Модель SIRD фиксирует распространение болезни. Но мы хотим знать, как вы контролируете это распространение?" сказал Дайань. "Что мы делаем, так это создаем цикл обратной связи, в котором мы проектируем входные сигналы и точно настраиваем воздействия этих входов так, чтобы выходные данные точно соответствовали количеству инфекций, смертей и выздоровлений, происходящих в U.S. И с этим мы можем изменить исходные данные, ослабив вмешательство и спрогнозировать, как это повлияет на болезнь."
Диань, Гао и Чжун присоединились к исследованию "Вакцинация и три немедикаментозных вмешательства определяют конец COVID-19 в 381 столичном статистическом районе США" Ци Ван из Северо-Восточного университета.