Более внимательный взгляд на сообщенные числа коронавирусов в перспективе

Анализ номеров дел с учетом размеров страны

Отказ от ответственности: На пути к науке о данных является публикацией среднего уровня, в основном основанной на изучении науки о данных и машинного обучения. Мы не профессионалы здравоохранения или эпидемиологи, и мнения этой статьи не должны интерпретироваться как профессиональный совет. Чтобы узнать больше о пандемии коронавируса, вы можете нажать здесь.

Всего за несколько месяцев коронавирус (COVID-19) распространился по всему миру, что фактически привело к глобальной пандемии. Во многих странах и регионах подтвержденные случаи все еще растут в геометрической прогрессии. Ежедневно подтверждая количество подтвержденных случаев заболевания, я очень обеспокоен тем, как вирус влияет на жизнь людей, рынки и мировую экономику. Родом из Пекина, Китай, память о вспышке атипичной пневмонии в 2003 году остается свежей. Тем не менее, я был удивлен, обнаружив, что так много людей на Западе настолько безразличны к серьезности COVID-19: «Это просто грипп», «он влияет только на стариков», «пропаганда в СМИ», «иммунитет от табуна»… Эти высоты от широкой публики поддерживают меня по ночам.

Возможно, некоторые люди не впечатлены зарегистрированным числом случаев и считают, что большинство зараженных случаев находятся далеко на другом конце света. Я действительно согласен, глядя на эти подтвержденные номера случаев являются абстрактными. Здесь я сделал несколько графиков, чтобы представить эти цифры в перспективе.

Предостережения: модель хороша только как источник данных. Все подтвержденные случаи COVID-19 предоставлены Университетским Центром Системных Наук и Инженерии им. Джона Хопкинса (JHU CSSE), который составил официально сообщенные данные ВОЗ и правительств по всему миру. Без сомнения, в большинстве стран наблюдается недостаточная отчетность из-за отсутствия диагностических тестов, отсутствия прозрачности со стороны правительств и людей, которые не могут пройти тест из-за невежества.

Все приведенные ниже цифры основаны на подтвержденных случаях COVID-19 по состоянию на 15 марта 2020 года.

Кумулятивные случаи на уровне региона

Наиболее пострадавшие страны / регионы по совокупным подтвержденным случаям COVID-19

Многие визуализации (такие как эта) показывают только статистику на уровне страны. Из сюжета регионального уровня мы можем отделить разные провинции Китая и штаты США. Хубэй, когда-то эпицентр COVID-19, наряду с почти всеми другими провинциями в Китае, уменьшился в числе подтвержденных случаев. Иран, Южная Корея, Италия вместе со многими европейскими странами превзошли многие Гуандун, 2-ю наиболее пострадавшую китайскую провинцию.

Подгонка экспоненциального роста

Далее, давайте посмотрим, как быстро COVID-19 распространяется в регионах. Я установил совокупные подтвержденные случаи с экспоненциальной функцией, y = exp (a + bx). Здесь я использовал обычный наименьший квадрат (OLS) для определения параметров a и b, наклон b соответствует крутизне экспоненциальной кривой.

В действительности почти ничто не следует за экспоненциальным ростом до бесконечности. Однако первоначальная вспышка инфекционного заболевания может быть смоделирована с помощью экспоненциальной функции. Для разных регионов я подобрал кумулятивное количество подтвержденных случаев COVID-19 в течение этого начального периода, определяемое наличием 50 случаев в течение не менее 5-10 дней. Сортировав уклоны (b) по экспоненциальным функциям, я обнаружил поразительный список стран с темпами роста, превышающими Хубэй, примерно до 23/23, включая Иран, Финляндию, Португалию, Италию, Южную Корею, Данию, Словению и Испанию. многие из которых сейчас демонстрируют экспоненциальный рост (по состоянию на 15 марта). Кроме того, штаты Нью-Йорк и Вашингтон в США также занимают 15 и 19 место среди самых быстрорастущих регионов мира.

Наиболее быстро распространяющиеся регионы / страны. Легенда обозначает b в экспоненциальной функции и период даты, используемый для подгонки кривой роста.

С другой стороны, мы также можем обнаружить регионы и страны с самым медленным распространением COVID-19. Топ-20 почти исключительно в Азии, многие из которых являются отдаленными и менее населенными провинциями Китая, такими как Нинся, Внутренняя Монголия и Синьцзян. Следует отметить, что случаи заболевания COVID-19 существуют в Сингапуре и Японии с середины февраля, но распространяются гораздо медленнее, вероятно, из-за раннего и эффективного осуществления социального дистанцирования.

Наиболее медленно распространяющиеся регионы / страны.

Нормализовать для населения

Один из способов оценить количество инфицированных людей в перспективе - это нормализовать их по отношению к численности населения региона или страны. Ниже я приведу топ-20 регионов / стран с наибольшим процентом населения, зараженного COVID-19. Сан-Марино, анклавное микросостояние, окруженное Италией, заняло 1-е место по плотности COVID-19 по численности населения. Другие страны с низким населением, такие как Исландия, также возглавляют список.

Нормализовать в область

Другой способ разобраться в количестве инфицированных людей - провести нормализацию по районам региона / страны, чтобы получить плотность случаев с точки зрения географии. Снова, Сан-Марино возглавляет список из-за небольшой площади. Многие города и штаты также входят в число лучших: Макао, Сингапур и Вашингтон.

Нормализовать до вместимости больницы

Более эффективным способом оценки количества случаев COVID-19 в перспективе является количественное определение его бремени для больниц в регионах. Это можно сделать путем нормализации в зависимости от вместимости больницы, которая измеряется предполагаемым количеством больничных коек.

Нынешних пациентов, инфицированных COVID-19, достаточно, чтобы занять 72% больничных коек в Сан-Марино, в котором есть только одна больница. Другие страны с очень высокой нагрузкой включают Исландию, Иран, Италию и Катар, где пациенты с COVID-19 занимают более 10% больничных коек. Обратите внимание, что это предполагает наилучший сценарий, когда пациенты пропорционально распределяются по больницам, чтобы они не попадали в одну и ту же больницу.

Следует также учитывать количество коек в отделении интенсивной терапии и количество имеющихся механических вентиляторов, которые необходимы для спасения пациентов с тяжелыми симптомами. По данным Американской ассоциации больниц, количество коек в МКБ составляет ~ 5% от всех больничных коек в США. Если предположить, что все эти пациенты нуждаются в пребывании в отделении интенсивной терапии, то ~ 10% больничных коек становятся пугающими приблизительно на 200%.

Обновленная больничная нагрузка на основании подтвержденных случаев до 21 марта

Я смог оценить больничные койки для штатов в США, используя данные отсюда. Как видно из сюжета, количество подтвержденных случаев в Сан-Марино уже превышает количество больничных коек. Больничное бремя Италии подскочило до ~ 23%. Три государства в США, Нью-Йорк, Вашингтон и Нью-Джерси также вошли в топ-20, с 16%, 12% и 4% всех больничных коек, потенциально занятых подтвержденными случаями COVID-19, при условии, что все требуют госпитализации.

коды:

https://github.com/wangz10/covid_19_analyses