Modelagem matemática desenha uma imagem mais precisa dos casos de coronavírus

Esta imagem do microscópio eletrônico de transmissão mostra o SARS-CoV-2 – também conhecido como 2019-nCoV, o vírus que causa o COVID-19 – isolado de um paciente nos EUA. As partículas virais são mostradas emergindo da superfície das células cultivadas em laboratório. Os picos na borda externa das partículas do vírus dão aos nomes dos coronavírus, em forma de coroa. Crédito: NIAID-RML

A modelagem matemática pode pegar as informações relatadas sobre o coronavírus, incluindo os números claramente subnotificados de casos, incluir fatores como a densidade e a distribuição etária da população em uma área e calcular uma imagem mais realista da taxa de infecção do vírus, números isso permitirá uma melhor prevenção e preparação, dizem os modeladores.

“A preparação real para pandemia depende de casos reais na população, independentemente de terem sido identificados ou não”, diz o Dr. Arni S.R. Srinivasa Rao, diretora do Laboratório de Teoria e Modelagem Matemática da Divisão de Doenças Infecciosas da Faculdade de Medicina da Geórgia na Universidade de Augusta. “Com números melhores, podemos avaliar melhor por quanto tempo o vírus persistirá e quão ruim ficará. Sem esses números, como os sistemas e trabalhadores de saúde podem se preparar para o que é necessário?”

Números melhores também são críticos para melhor proteger a população e a preparação geral para a pandemia, Rao e seu colega Dr. Steven G. Krantz, professor de matemática da Universidade de Washington em St. Louis, Missouri, escrevem no jornal Infection Control and Hospital Epidemiology.

“Queríamos fornecer informações sobre a magnitude real do problema, não apenas a ponta do iceberg”, diz o autor correspondente Rao.

Eles usaram seu modelo matemático, que usa números do COVID-19 de fontes como a Organização Mundial da Saúde, e então usava fatores como a densidade populacional de uma área, proporção da população que vive em áreas urbanas onde as pessoas tendem a viver mais próximas e populações em três anos. grupos – de zero a 14, 15 a 64 e 65 anos ou mais – para aumentar números mais precisos. Por esse vírus ser tão infeccioso, eles também consideraram “probabilidade de transmissão”, diz Rao.

Eles também analisaram o número de novos casos diariamente acima de 10 e até o primeiro pico relatado, e os períodos desses picos como um indicador da tendência nos números de casos relatados. Informações emergentes sobre quanto tempo o vírus sobrevive em uma variedade de superfícies e no ar refinarão ainda mais seu modelo, diz Rao. A data de corte para este estudo foi 9 de março.

Eles descobriram, por exemplo, que a Itália – onde imagens de unidades de terapia intensiva congestionadas eram um dos indicadores mais claros do impacto do vírus neste país europeu geograficamente pequeno, mas quinto, na maioria das vezes densamente povoado, com alto índice de urbanização – fez um trabalho comparativamente bom relatando desde o início, com 1 caso relatado para cada quatro casos que Rao e Krantz projetaram. Isso significa que cerca de 30.223 casos não foram relatados, de acordo com o modelo, e Rao observou que a Itália não havia atingido seu pico até o prazo final do estudo em 9 de março.

Com uma porcentagem tão pequena de pessoas realmente sendo testadas em todos os países, particularmente na época, a Coréia do Sul também relatava 1 caso para cerca de quatro casos prováveis. Na Espanha – onde funerais drive-thru são relatados como ocorrendo a cada 15 minutos, com quase 20.000 mortes e um pico nos casos em 19 de março, quando eles relatam um aumento de 27% nos casos ativos – o país estava relatando 1 caso para cada 53 casos reais prováveis, com base no modelo matemático. Isso se traduz em cerca de 87.405 casos e pessoas não notificadas. Os dois modeladores viram alguns dos números mais altos que eles projetaram realmente se desenrolarem dentro de uma semana após a conclusão do estudo em vários desses países europeus, diz Rao.

Na China, com seus enormes números de população em mais de 1,4 bilhão e inconsistências amplamente percebidas nos relatórios de dados, eles projetaram dois intervalos para o número relatado em comparação com o número real de casos: 1 em 149 e 1 em 1.104, o que se traduz em qualquer lugar 12 a 89 milhões de casos não relatados.

Uma taxa não pôde ser calculada em 9 de março para os Estados Unidos, onde o vírus parece ter aparecido mais tarde, e os números de casos relatados estavam chegando a 500, uma linha de base para projeções de modeladores matemáticos. Rao suspeita que o número real naquela data nos EUA tenha provavelmente mais de 90.000 casos.

Uma rápida avaliação de acompanhamento dos números dos EUA por Rao em 6 de abril, usando seu modelo, indicou mais de 561.000 casos, com 367.000 realmente relatados e 8.910 mortes nessa data. Isso calcula uma taxa de notificação de 2 em cada 3 casos reais nos EUA, refletindo a melhoria no rastreamento de casos positivos, diz ele.

Entre os 194.000 ainda não relatados, ele projeta que inclui 3.298 crianças com 14 anos ou menos, 147.441 entre 15 e 64 anos e 43.262 com mais de 65 anos. Isso também significa que, nos EUA, pelo menos 194.000 pessoas no dia 6 de abril provavelmente não sabem que eram positivas, uma evidência mais clara da necessidade de distanciamento social e outras medidas preventivas atualmente em andamento, diz Rao.

Os modeladores visualizaram as disparidades entre os casos relatados e o que eles projetaram com uma wavelet de Meyer, que, como o nome indica, aumenta, atinge o pico e depois recua como uma onda. Nesse caso, quanto maior a onda, maior a subnotificação e a diminuição da onda significa relatórios aprimorados, diz Rao, das oscilações consistentes geradas.

Se os números relatados fossem mais precisos, modelos matemáticos não seriam necessários, diz Rao, observando que a subnotificação é um problema para muitas condições, não apenas para o COVID-19, incluindo problemas comuns e não infecciosos, como doenças cardíacas. “Um modelo nos diz algo que não foi diretamente observado”, diz ele. “É um experimento biológico feito em computadores, e não em laboratório”.

Rao observa que a precisão dos casos relatados provavelmente melhorou desde 9 de março com o aumento lento da disponibilidade de testes e que quanto mais cedo o teste, mais cedo o pico real de infecções.

Enquanto isso, ele incentiva todos a continuarem a usar medidas como isolamento social e auto-quarentena para proteger a si e aos outros, ajudando a combater a disseminação contínua do vírus virulento.

“O distanciamento social é uma obrigação, deve, deve”, diz Rao.

Em 9 de março, havia 109.000 casos e 3.800 mortes relatadas em todo o mundo, a maioria da China, além de Itália, Coréia do Sul, Irã, França, Alemanha e Espanha. Desde a primeira semana inteira de abril – cerca de um mês após o término do estudo – quase 1,4 milhão de casos com mais de 81.000 mortes foram relatados em todo o mundo. Números mais recentes incluem os EUA com mais de 362.000 casos e cerca de 11.000 mortes, Espanha com mais de 135.000 casos e mais de 13.000 mortes, e Itália, Alemanha, França, China, Irã, Reino Unido, Turquia e Suíça caindo em seguida. .

Em uma carta de pesquisa relacionada na revista Current Science, eles relataram cerca de 1 em cada 4 casos COVID-19 foram detectados no mês de março na Índia, que o distanciamento social e outras políticas de prevenção / tratamento devem continuar até que novos casos não sejam vistos lá e que se espalhem das populações urbanas para as mais rurais devem ser controladas.


Publicado em 15/04/2020 05h56

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