疫情开始的时候,我就坚守在发热门诊,下班后开始思考如何构建新冠肺炎的预测模型。查阅相关书籍和文献后,我发现这属于传染病动力学模型的范围,已经有一套成熟的理论。
随着疫情的进展,网上相关的文章也越来越多,但是里面的内容涉及比较多微积分的知识,对一线临床医生不太友好。最近正好在B站看见毕导的科普视频(https://www.bilibili.com/video/av85508117),我就以截图的参数为例,构建一个简单的SEIR模型,并附上R、python、matlab代码。对代码不感兴趣的同学可直接看原理和最后总结即可。
常见的传染病模型按照传染病类型分为 SI、SIR、SIRS、SEIR 模型等,用于研究传染病的传播速度、空间范围、传播途径、动力学机理等问题,以指导对传染病的有效地预防和控制。
首先介绍S、E、I、R几个重要的参数:
1、S 类:易感者 (Susceptible),指未得病者,但缺乏免疫能力,与感染者接触后容易受到感染;在视频中,假设某区域的人口数为10000,那么第一天的S=N-I=9999
2、E 类:暴露者 (Exposed),指接触过感染者,但暂无能力传染给其他人的人,对潜伏期长的传染病适用;本例中第一天为0个。
3、I 类:感病者 (Infectious),指染上传染病的人,可以传播给 S 类成员,将其变为 E 类或 I 类成员;本例中第一天为1个。
4、R 类:康复者 (Recovered),指被隔离或因病愈而具有免疫力的人。如免疫期有限,R 类成员可以重新变为 S 类。本例中第一天为0个。
接下来看看图中的r、β、γ、α:
1、r:感染患者(I)每天接触的易感者数目,本例为20
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