[發(fā)明專利]基于城市多因素的新發(fā)重大傳染病R0

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011302840.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN112420210B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宇杰;武南南;王文俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G16H50/80
• 分類號(hào): G16H50/80;G06Q50/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程小艷

本發(fā)明旨在流行病爆發(fā)初期，疫情數(shù)據(jù)相對(duì)收集不完全的情況下，利用本方案計(jì)算新發(fā)重大傳染病基本傳染數(shù)R₀，探索傳染病R₀與城市多因素之間的關(guān)系，為早期的疫情防控提供幫助。本發(fā)明公開一種基于城市多因素的新發(fā)重大傳染病R₀計(jì)算方法主要分為以下三個(gè)過(guò)程：首先構(gòu)建各個(gè)城市的logistic流行病傳播模型，其次根據(jù)提出的流行病R₀的計(jì)算方法計(jì)算各個(gè)城市流行病R₀值，最后計(jì)算流行病R₀與城市多因素之間的關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)的交叉領(lǐng)域，是一種基于城市多因素的一種新發(fā)重大傳染病R₀計(jì)算方法。通過(guò)引入logistic流行病模型計(jì)算流行病爆發(fā)初期各個(gè)城市的流行病R₀值，由此利用OLS線性回歸模型探究流行病R₀與城市多因素之間的關(guān)系。

背景技術(shù)

在流行病傳播動(dòng)力學(xué)中，基本傳染數(shù)指標(biāo)(Basic reproduction number，R₀)是某新發(fā)重大傳染病在沒有外力干預(yù)以及所有人都無(wú)該傳染病免疫力的情況下，一個(gè)新感染者在患病周期內(nèi)能傳染的平均人數(shù)。R₀反映一種流行病的流行程度刻畫了流行病爆發(fā)初期的傳播能力，其數(shù)值越大，則代表流行病的控制越難，其值的計(jì)算對(duì)于流行病的預(yù)防和控制、免疫及防疫策略具有較大的指導(dǎo)意義。較為常見的流行病傳染動(dòng)力學(xué)模型包括經(jīng)典的SIR模型，以及基于該模型開發(fā)出的用于不同流行病及各類流行病學(xué)研究的兩階段SIR模型、SIRS模型，SEIR模型等等，這些模型相對(duì)較復(fù)雜，需要考慮易感人群、感染人群、潛伏人群、移除人群等，有些還需考慮患者的年齡結(jié)構(gòu)、性別等特征。大多數(shù)情況下，難以完全收集滿足流行病傳播動(dòng)力學(xué)研究要求的數(shù)據(jù)集，模型構(gòu)建、R₀計(jì)算較為困難。

引起世界范圍流行病快速傳播的一個(gè)重要因素是難以完全收集滿足流行病傳播動(dòng)力學(xué)研究要求的數(shù)據(jù)集，無(wú)法進(jìn)行早期快速評(píng)估新發(fā)重大傳染病能力的基本傳染數(shù)指標(biāo)R₀。針對(duì)這一難題，本方案提出了一種基于城市多因素，如：人口因素、經(jīng)濟(jì)因素、醫(yī)療條件因素、省市發(fā)展相關(guān)指數(shù)等因素，多元線性回歸模型快速計(jì)算R₀。

現(xiàn)有流行病學(xué)研究已經(jīng)表明城市相關(guān)信息在傳染病傳播過(guò)程的重要性，城市層面的內(nèi)生差異，包含地理因素、氣候因素、人口特征、空間結(jié)構(gòu)、區(qū)域連通性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等等，與城市流行病傳播能力和感染模式有關(guān)。由于高人口密度及高的人口流通性，大型城市更易于爆發(fā)某些傳染病，如早些年的登革熱、塞卡病毒、嚴(yán)重急性呼吸綜合征、H1N1流感疫情等。在大型城市肆虐，造成極為嚴(yán)重的衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)損失。探索疫情傳播與城市多因素之間的聯(lián)系、更科學(xué)的指導(dǎo)城市疫情防控是有必要的。

基于此，本方案提出一種城市多因素的傳染病R₀計(jì)算方法。運(yùn)用logistic模型，對(duì)傳染病傳播過(guò)程建模，完成R₀的計(jì)算；運(yùn)用OLS多元線性回歸模型，完成R₀與城市多因素關(guān)聯(lián)的探索。通過(guò)對(duì)嚴(yán)重急性呼吸綜合征疫情數(shù)據(jù)及新冠肺炎疫情數(shù)據(jù)分析，計(jì)算傳染病R₀，驗(yàn)證了logistic模型的有效性；選取合理的R₀值，探索其與省市人口因素、經(jīng)濟(jì)因素、醫(yī)療條件因素、省市發(fā)展相關(guān)指數(shù)等數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，驗(yàn)證了OLS多元線性回歸模型在計(jì)算R₀上的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在流行病爆發(fā)初期，疫情數(shù)據(jù)相對(duì)收集不完全的情況下，利用本方案計(jì)算新發(fā)重大傳染病基本傳染數(shù)R₀，探索傳染病R₀與城市多因素之間的關(guān)系，為早期的疫情防控提供幫助。