Tutvustatud koroonaviiruse numbrite lähemalt vaatenurgast

Juhtumite arvud riikide suuruse osas

Kohustustest loobumine: Data Science on keskmise suurusega väljaanne, mis põhineb peamiselt andmeteaduse ja masinõppe uurimisel. Me ei ole tervishoiutöötajad ega epidemioloogid ning selle artikli arvamusi ei tohiks tõlgendada kui professionaalset nõu. Koronaviiruse pandeemia kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin.

Ainult mõne kuu jooksul on koroonaviirus (COVID-19) levinud üle kogu maailma, põhjustades de facto ülemaailmse pandeemia. Paljudes riikides ja piirkondades kasvab kinnitatud haigusjuhtumite arv endiselt hüppeliselt. Pärast iga päev teatatud kinnitatud haigusjuhtumite arvu olen väga mures selle pärast, kuidas viirus mõjutab inimeste elu, turge ja maailmamajandust. Hiinast Pekingist pärit mälestus SARSi 2003. aasta puhangu kohta on värske. Olin aga üllatunud, kui sain teada, et paljud läänes elavad inimesed on COVID-19 tõsiduse suhtes nii ükskõiksed: “See on lihtsalt gripp”, “see mõjutab ainult vanu inimesi”, “meediapropaganda”, “karja puutumatus” ... Need üldsuse kõrgused hoiavad mind öösiti üleval.

Võib-olla ei ole teatatud juhtumite arv mõnele inimesele muljet ning arvavad, et enamik nakatunud juhtumeid on kaugel teisel pool maailma. Olen nõus, et vaadates neid kinnitatud juhtumite numbreid abstraktselt. Tegin siin mõned graafikud, et neid numbreid perspektiividesse paigutada.

Ettevaatust: mudel on vaid nii hea kui andmete allikas. Kõiki kinnitatud COVID-19 juhtumeid pakub Johns Hopkinsi ülikooli teaduste ja tehnika keskus (JHU CSSE), mis koostas WHO ja kogu maailma valitsuste ametlikult teatatud numbrid. Kahtlemata on enamikus riikides diagnoosikatsete puudumise, valitsuste vähese läbipaistvuse ja inimeste teadmatuse tõttu testi võtmata jätmise tõttu vähe andmeid.

Kõik allpool esitatud arvud põhinevad kinnitatud COVID-19 juhtumitel seisuga 15. märts 2020.

Piirkonna tasandil kumulatiivsed juhtumid

COVID-19 kinnitatud kumulatiivsete juhtumite põhjal enim mõjutatud riigid / piirkonnad

Paljud visualiseerimised (näiteks see) näitavad ainult riigi tasandi statistikat. Piirkonna tasemel krundilt saame eraldada erinevad Hiina provintsid ja USA osariigid. Kunagi COVID-19 epitsentris koos peaaegu kõigi teiste Hiina provintsidega on Hubei kinnitatud juhtumite arv lamenenud. Iraan, Lõuna-Korea, Itaalia ja mitmed Euroopa riigid ületasid paljudest Hiina provintsidest 2. kõige enam kannatanud Guangdongi.

Eksponentsiaalse kasvu sobitamine

Järgnevalt uurime, kui kiiresti levib COVID-19 piirkonniti. Ma sobitasin kumulatiivsed kinnitatud juhtumid eksponentsiaalse funktsiooniga, y = exp (a + bx). Parameetrite a ja b määramiseks kasutasin siin tavalist väikseimat ruutu (OLS), kalle b vastab eksponentsiaalse kõvera järsule.

Tegelikult ei jälgi peaaegu miski eksponentsiaalset kasvu lõputult. Nakkushaiguse esialgset puhangut saab siiski modelleerida eksponentsiaalse funktsiooniga. Erinevate piirkondade jaoks sobitasin selle esialgse perioodi jooksul kinnitatud COVID-19 juhtude kumulatiivse arvu, milleks oli 50 juhtumit vähemalt 5–10 päeva. Sorteerides paigaldatud nõlvad (b) eksponentsiaalsetest funktsioonidest, leidsin silmatorkava nimekirja riikidest, mille kasvutempo on Hubeist suurem 01.-23. Aasta seisuga, sealhulgas Iraan, Soome, Portugal, Itaalia, Lõuna-Korea, Taani, Sloveenia ja Hispaania , millest paljud on praegu (15. märtsi seisuga) hüppeliselt kasvanud. Lisaks kuulusid New Yorgi osariik ja Washington USA-s maailma kõige kiiremini levivate piirkondade hulka ka 15. ja 19. kohal.

Kiiremini levivad piirkonnad / riigid. Legend tähistab eksponentsiaalse funktsiooni punkti b ja kasvukõvera sobitamiseks kasutatud kuupäevaperioodi.

Kiiresti vaadates võime avastada ka piirkonnad ja riigid, kus COVID-19 levib kõige aeglasemalt. 20 parimat on peaaegu eranditult Aasias, millest paljud asuvad Hiinas kaugemates ja vähem asustatud provintsides, nagu näiteks Ningxia, Sise-Mongoolia ja Xinjiangi. COVID-19 juhtumeid on Singapuris ja Jaapanis esinenud alates veebruari keskpaigast, kuid need on levinud palju aeglasemalt, tõenäoliselt sotsiaalse distantseerumise varajase ja tõhusa rakendamise tõttu.

Aeglaselt levivad piirkonnad / riigid.

Normaliseerida elanikkonnale

Üks võimalus nakatunud inimeste arvu vaatlemiseks on selle normaliseerimine vastavalt piirkonna või riigi rahvastiku suurusele. Allpool joonistan 20 parimat piirkonda / riiki, kus on suurim protsent COVID-19 nakatunud elanikkonnast. Itaaliaga ümbritsetud enklaavitud mikrostaat San Marino asustas rahvaarvult COVID-19 tihedust 1. kohal. Ka teised madala rahvaarvuga riigid, näiteks Island, on Islandi edetabelis.

Normaliseeri ala

Teine võimalus nakatunud inimeste arvu mõistmiseks on normaliseerida vastavalt piirkonna / riigi pindalale, et tuletada juhtumite tihedus geograafiliselt. Jällegi on San Marino väikese ala tõttu edetabelis esikohal. Paljud linnad ja linnriigid kuuluvad ka tippu: Aomen, Singapur ja Washington DC.

Normaliseerige vastavalt haiglamahule

Mõjusam viis COVID-19 juhtumite arvu vaatlemiseks on selle piirkondade haiglate koormuse kvantifitseerimine. Seda saab teha haiglamahu normaliseerimisega, mida mõõdetakse haigla voodikohtade eeldatava arvuga.

Praegustest COVID-19 nakatunud patsientidest piisab, kui nad hõivavad 72% haigla vooditest San Marinos, kus on ainult üks haigla. Teiste väga suure koormusega riikide hulka kuuluvad Island, Iraan, Itaalia ja Katar, COVID-19 patsientidel on üle 10% haiglavooditest. Pange tähele, et see eeldab parimat stsenaariumi, kus patsiendid jaotatakse proportsionaalselt haiglate vahel nii, et nad ei ujuta samasse haiglasse.

Samuti tuleks arvestada voodikohtade arvu ICU-s ja olemasolevate mehaaniliste ventilaatorite arvuga, mis on raskete sümptomitega patsientide päästmiseks hädavajalikud. Ameerika haiglaassotsiatsiooni andmetel moodustavad RHK-voodid ~ 5% kõigist USA haiglavooditest. Eeldusel, et kõik need patsiendid vajaksid ICU-d viibimist, muutub ~ 10% haiglavooditest hirmutav ~ 200% ICU mahutavus.

Uuendatud haiglakoormus kinnitatud juhtumite alusel kuni 21. märtsini

Siit saadud andmete abil sain USA osariikide haiglavoodeid hinnata. Nagu maatükil näete, on San Marinos kinnitatud juhtumid juba ületanud haigla voodikohtade arvu. Itaalia haiglakoormus tõusis ~ 23% -ni. Kolm USA-s asuvat osariiki, New York, Washington ja New Jersey olid samuti 20 parima hulgas - 16%, 12% ja 4% kõigist haiglavooditest võisid hõivata COVID-19 kinnitatud juhtumid, eeldades, et kõik vajavad haiglaravi.

Koodid:

https://github.com/wangz10/covid_19_analüüsid