基于改进传染病动力学易感-暴露-感染-恢复(SEIR)模型预测新型冠状病毒肺炎疫情

目的研究基于传染病动力学易感-暴露-感染-恢复(SEIR)模型对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情发展情况的预测效果,为有效应对疫情提供指导。方法利用Python爬虫自动更新功能获取中华人民共和国国家卫生健康委员会公布的疫情数据,通过改进传染病动力学SEIR模型,自动修正COVID-19基本再生数(R0),对中国湖北省和韩国的COVID-19疫情发展趋势进行预测。结果模型预测的湖北省COVID-19疫情顶点在2020年2月21日,现有确诊病例数约为50000例(2月19日),预计疫情将于3月4日回落至30000例以下,并在5月10日左右结束。中华人民共和国国家卫生健康委员会公布的实际数据显示,确诊人数顶点为53371例。模型预测的韩国疫情峰值在3月7日,将于4月底结束。结论改进的传染病动力学SEIR模型在COVID-19疫情早期实现了较准确的数据预测,政府相关部门在疫情中及时、有效的强力干预明显影响了疫情的发展进程,东亚其他国家如韩国的疫情在3月仍处于上升期,提示中国需要提防输入性疫情风险。

应用易感者-暴露者-感染者-康复者模型对COVID-19的传播及防御措施分析

该文通过易感者-暴露者-感染者-康复者模型分析新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在人群中传播的过程,及不同防御措施对疫情曲线的影响,针对结果为疫情的防控提出建议。根据人群接触网络模式对易感者-暴露者-感染者-康复者模型进行改进,加入隔离、中医药干预等模型元素,构建符合新冠肺炎传播特点的数学模型。将影响新型冠状病毒肺炎疫情发展趋势的关键因素作为模型变量,通过实际疫情发展情况对模型进行调节,分析不同因素对病毒扩散的影响。结果显示,隔离和中医药干预措施在防御新型冠状病毒肺炎疫情中,预测结果与实际情况基本相符,说明通过隔离及中医药干预措施可以对控制疫情起到积极作用。

大学生自杀潜在风险的识别和预警:基于应激-易感模型

基于自杀的应激-易感模型选取生活压力事件、精神病前驱症状、精神障碍、绝望情绪、自杀企图、人格倾向、心理健康症状、睡眠质量等8个具有代表性的自杀风险因素,对8 792名大学生心理普查数据进行潜在剖面分析及Logistic回归分析。结果发现:(1)大学生自杀的潜在风险存在3个异质性的类别:C1低风险组,占比86.88%;C2高风险组,占比8.18%;C3心理脆弱组,占比4.92%。(2)相对于C1而言,女生在C2的比例更高,父母离异的大学生在C3的比例更高。(3)高校心理普查的心理危机因子检测系统需要从内容和方法上重新构建,应激-易感模型为多个自杀风险因素的选取提供了理论指导,潜在剖面模型为多个心理危机因子同时检测提供了方法上的支持。

基于易感者-染病者-易感者的时变机场网络延误传播模型

为宏观角度分析机场网络延误传播机理,基于复杂网络易感者-染病者-易感者(susceptible-infective-susceptible,SIS)传染病模型建立了延误传播模型。从机场网络延误传播的时变性和与SIS传染病模型的相似性入手,以机场为节点,定义了其在机场网络延误传播过程里存在的不同状态,依据节点状态间的转变机理,建立机场网络延误传播动力学模型,并根据航班时刻规划航班流运输路径。以全国153个机场为例,采集航班延误数据,进行模型仿真并分析实验参数。结果表明:机场网络延误节点的延误影响范围有限,且网络对延误的传播能力具有一定的抑制性,很少出现全网的崩溃现象;该模型具有有效性和实用性,可以较好地仿真实际延误的传播过程。

肾癌根治术后切口感染的易感因素调查与预防措施分析

目的探讨肾癌根治术后切口感染的易感因素及预防措施,并建立相关预测模型,探索其预测价值。方法回顾性分析981例我院收治的肾癌根治术后患者的临床资料,根据所选患者是否发生切口感染分为感染组(52例)和未感染组(929例)。分析肾癌根治术后切口感染的单因素,利用多因素Logistic回归探索肾癌根治术后发生切口感染的易感因素,并构建相关预测模型,予以受试者工作特征曲线(ROC)分析预测模型对肾癌根治术后切口感染的预测价值。结果感染组与未感染组是否合并糖尿病、有无术中低体温、手术时间、导尿留置时间及血清降钙素原(PCT)、白细胞介素-6(IL-6)、白蛋白(ALB)及C-反应蛋白(CRP)水平比较,差异有统计学意义(P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,合并糖尿病、术中低体温、手术时间≥3h、导尿留置时间≥7d及血清ALB水平偏低是肾癌根治术后切口感染的独立危险因素(OR=1.848、3.108、2.986、1.672、1.636,P<0.05)。构建相关预测模型:logit(P)=-10.891+合并糖尿病×0.614+术中低体温×1.134+手术时间≥3h×1.094+导尿留置时间≥7d×0.514+血清ALB水平偏低×0.492。ROC曲线分析结果显示,预测模型预测肾癌根治术后切口感染的曲线下面积(AUC)值为0.867,95%CI为0.844~0.887,敏感度为86.54%,特异度为69.97%。结论肾癌根治术后发生切口感染与合并糖尿病、有术中低体温、手术时间≥3h、导尿留置时间≥7d及血清ALB水平偏低有关,据此建立的预测模型对肾癌根治术后发生切口感染的预测价值较高。

基于LSTM-SIR-EAKF的流感样病例预测

探索基于机器学习模型与传染病模型的组合方法来预测流感趋势,为医疗机构提供意见方便做好预防措施。为了准确捕获流感样病例的时序特征,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络、易感-感染-康复(SIR)模型和集合调整卡尔曼滤波(EAKF)的组合预测模型(LSTM-SIR-EAKF)。首先,使用LSTM学习流感样病例的时序关系。其次,利用SIR模型模拟流感的传播过程。最后,EAKF对SIR模型生成的流感样病例预测值进行修正,得到最终流感预测值。实验结果表明,通过对3个时间段流感样病例的预测,LSTM-SIR-EAKF模型的拟合优度R2分别是0.996、0.991、0.995,且预测结果的评价指标均优于对比模型。LSTM-SIR-EAKF模型通过长短期记忆网络在时间方面对流感做了长期预测,以及传染病模型在空间中模拟了流感人群的变化,有效提高了预测效果。

基于应激-易感模型住院患者自杀意念影响因素的研究进展

目的基于应激-易感模型,了解国内外住院患者自杀意念影响因素的研究进展,为临床有效识别有自杀意念患者,预防住院患者采取自杀行动提供参考依据。方法回顾国内外相关研究,对应激-易感模型概况,住院患者自杀意念概况,基于应激-易感模型视角下对住院患者自杀意念从应激因素、个体易感性因素、保护性因素进行综述。结果应激-易感模型视角下住院患者自杀意念的研究为医院患者自杀意念问题提供了一个全新方向,自杀意念形成的应激因素、保护因素、个体易感性相互制约、相互影响,当保护因素不占主导时,可能会导致自杀行为。国内针对住院患者自杀问题研究较少,住院患者自杀问题复杂且严重,仅仅停留在自杀影响因素的研究,对预防住院患者“零自杀”目标只是冰山一角。结论医院管理者可以从自杀意念的评估、筛查、反馈等方面进行研究,通过有效识别自杀意念患者,减少患者自杀意念产生的危险因素,增加住院患者自杀意念形成的保护因素,针对有自杀意念患者,采取相应的预防性措施,最终形成住院患者自杀相关问题的干预体系,从而有效预防住院患者自杀。

重症颅脑损伤术后肺部感染易感因素分析及预测模型构建

目的分析重症颅脑损伤术后肺部感染的易感因素,为预防控制感染提供依据。方法采用单因素分析及多元Logistic回归,分析导致重症颅脑损伤患者术后肺部感染的危险因素,建立感染预测模型。结果549例重症颅脑损伤患者中发生术后肺部感染125例,感染率为22.77%;共检出病原菌132株,其中65.91%为革兰氏阳性菌。多元Logistic回归分析显示,气管插管、机械通气、昏迷、急性肺损伤是导致重症颅脑损伤患者术后发生肺部感染的危险因素(P<0.05),获得预测模型P=1/(1+e^((0.129-0.555X_(1)-0.054X_(2)+0.021X_(3)+0.840X_(4))))。结论重症颅脑损伤患者术后肺部感染率较高,其主要病原菌为革兰氏阳性菌,气管插管、机械通气、昏迷、急性肺损伤是导致患者术后发生肺部感染的独立危险因素。

丙型肝炎病毒细胞感染模型的研究进展

随着丙型肝炎病毒(HCV)的研究深入,迫切需要建立HCV体外感染模型。本文就HCV易感细胞的筛选、促进细胞生长的条件、病毒感染的影响因素,以及病毒复制标志的检测等方面作一综述。

考虑结伴行为与情绪感染的人员疏散模型

为探究结伴行为与情绪感染对人员疏散的影响,将开放性-责任感-外向性-利他性-神经质(OCEAN)模型中的神经质引入易感-感染-易感(SIS)传染病模型,根据行人是否结伴分别构建独立行人与结伴行人的情绪感染模型,与元胞自动机模型相结合进行疏散仿真模拟;并讨论人员密度、结伴比例、情绪阈值、自衰减速率、亲密度等因素对疏散过程的影响特征。研究结果表明:情绪感染在一定程度上会降低疏散效率;行人总体疏散时间与密度呈正相关;疏散时间随结伴比例的增加呈现先增加后降低的趋势,在结伴比例为0.4~0.6时达到峰值,这种趋势受双重因素的影响;情绪阈值是实现平静情绪与恐慌情绪相互转化的临界值,随着情绪阈值的增大,疏散时间逐渐降低,当情绪阈值超过0.3后,疏散时间的变化趋于平缓;情绪自衰减速率与亲密度是影响情绪衰减的主要因素,情绪自衰减速率越大,亲密度越高,情绪强度的衰减越快,且情绪自衰减速率的影响效果更显著。

基于连续感染模型的新冠肺炎校园传播与防控策略分析

新冠肺炎疫情在中国平稳后多省已开始复学,在学校这种封闭式环境中师生长时间接触会增加疫情爆发的可能.虽然学校停课可以有效地缓解疫情,但大面积的学生隔离会造成人群恐慌和社会负担,所以针对校园这一特殊环境需要制定更加科学的防控措施.本文中根据患病期间新冠肺炎感染个体病毒排出情况重新定义患者的传染能力,将其引入到传统易感-潜伏-传染-恢复(SEIR)模型后提出了更符合新冠肺炎患者实际传播的连续感染模型.其次,通过真实接触数据计算学生间有效距离,提出针对校园的数字接触追踪防控措施.通过真实在校期间学生接触数据与连续感染模型模拟新冠肺炎在校园中的传播,从而比较各种防控措施对校园疫情的防控效果,并且通过施加防控措施时累计隔离人次评估各防控措施带来的社会影响.结果发现,相比于传统SEIR模型,新冠肺炎在连续感染模型中会造成更大的病例规模,在连续感染模型中验证的防控措施更具有说服力.在校园内采取数字接触追踪防控会在控制隔离人次最少的情况下达到与封闭学校近似的效果.本文研究有助于学校选取合适的防控措施,提出的连续感染模型有助于研究人员更准确地仿真新冠肺炎传播.

体弱易感动物模型按摩复健的实验研究

体弱易感动物模型按摩复健的实验研究朱升朝，胡兰英，王珉，徐和平王启明，姚荣芬，葛以强，贺礼芝（江苏省南京市建邺区中医院，２１０００４）遵循中医“虚者补之”的治则，对体弱易感家兔施展”持捏三揉三里求”的按摩手法，经手法按摩复健与自然恢复相对照观察二周，...

煤矿安全风险传播CA-SIS模型构建及仿真研究

为探索煤矿安全风险传播机理,考虑风险的突变效应和累积效应,分析系统风险传播链条,建立煤矿安全风险传播流程。结合元胞自动机(CA)和易感染-感染-易感染(SIS)模型理论,设置风险状态及传播规则,构建煤矿安全风险传播CA-SIS模型,基于煤矿安全风险网络特征,通过数值仿真方法研究小世界网络拓扑下的煤矿安全风险传播特性。研究结果表明:基于CA-SIS模型的煤矿安全风险传播研究,能够揭示安全风险的传播演化过程,可实现对安全风险传播影响因素的分析。

一类食饵带传染病的捕食者-食饵扩散模型的稳定性

讨论一类食饵带有传染病的捕食者-食饵扩散模型非负解的一致有界性.首先应用线性化方法给出该模型非负平衡点局部渐近稳定的条件,然后通过构造Lyapunov函数给出无病平衡点全局渐近稳定的充分条件.

钩虫感染因素的病例对照研究

目的探索人体钩虫易感因素。方法本研究采用1∶4的个体匹配方法,选择88例钩虫感染者和352名健康对照进行回顾性调查,进行条件 Lgistic 回归模型分析。结果单因素 Logistic 回归分析筛选出使用未处理人畜粪便(X9)、饭前洗手(X10)、便后洗手(X11)、吃洗净瓜果(X12)、饮生水(X14)和赤脚下地劳动(X16)等6个相关因素有显著意义;多因素 Logistic 回归分析表明,最终引入模型的3个因素饮生水(X14)、使用未处理人畜粪便(X9)和家庭总收入(X5)有显著意义(P<0.05)。其 OR 值分别为3.3609、2.4267和0.9998。结论认为影响钩虫感染的主要危险因素是:饮生水、使用未经无害化处理的人畜粪便和家庭经济状况。

基于邻域K-shell分布的关键节点识别方法

复杂网络中关键节点的精准识别对于网络结构稳定和信息传播起着至关重要的作用。传统K-shell方法仅通过节点在网络中所处位置对节点的重要性进行评估,导致区分度不高。基于此,综合考虑了节点的全局信息和局部信息对节点重要性的影响,提出一种基于邻域K-shell分布的关键节点识别方法。该方法通过节点邻域Ks值定义节点的熵,从而反映邻居节点的K-shell分布特征。通过11个网络数据集上的仿真实验,验证了所提方法能够更准确地识别并区分复杂网络中的关键节点。

城市级新冠肺炎(COVID-19)疫情预测和仿真模型

传染病的传播分析对于社会公共安全与城市管理有着重要的意义.针对此次新冠肺炎(COVID-19)疫情的传播,构建了一个城市级结构化疫情预测和仿真模型.该模型基于最新的传染病动力学理论,综合地理信息网络,将易感者、潜伏者、感染者和康复者(SEIR)模型与社会网络模型相结合,对预测区域进行多层级划分;宏观上使用二分网络模拟公共设施与社区节点的关系;微观上使用改进的SEIR模型模拟节点内部的传染情况;节点间使用智能体追踪个体的传播过程.采用国家卫生健康委员会公开的2020年武汉市与北京市疫情确诊及治愈病例数进行对比实验,结果表明,所提模型在疫情仿真上更灵活,预测结果更准确,并能直观地体现不同人群的分布情况和流动趋势.

一类食饵带病毒的捕食者-食饵扩散模型的稳定性

讨论一类食饵带病毒的捕食者-食饵扩散模型整体解的存在性与一致有界性,并应用线性化方法和Lyapunov泛函方法给出该模型正平衡点的局部渐近稳定条件和全局渐近条件。

航班延误传播模型研究

为研究航班延误传播规律,利用真实航班运行数据构建机场航班网络。基于易感-感染-免疫(Susceptible-Infected-Recovered,SIR)模型建立航班延误传播模型,选用梯度下降法求解模型参数;以最大连通子图比例(S)作为网络抗毁性指标,使用选择性攻击和随机攻击策略分析抗毁性;将航班延误传播模型与长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络预测模型、马尔科夫模型进行延误预测比较,引用历史数据进行实例分析。结果表明:机场航班网络平均路径长度为2.387,聚类系数为0.58,度分布呈双幂率分布,具有小世界和无标度特性;随机攻击删除节点累计300个,S>0.5,网络抗毁性强,选择性攻击删除节点比例15%~20%,S=0,网络抗毁性差;航班延误传播模型平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)分别与LSTM预测模型、马尔科夫模型相差4.41百分点、50.98百分点,具有更高精度。所提出的模型为航班延误提供了预测工具,为航空公司、机场等单位制定有效延误缓解措施提供参考。

突发事件中不实信息传播的传染病模型研究

为探究突发事件发生后不实信息的传播过程,分析其传播机理和控制方法。鉴于不实信息的传播、澄清、隔离和控制过程与传染病传播及其通过疫苗、治疗和隔离等控制过程相似,将经典的易感染者和已感染者(SI)传染病模型,优化转换成突发事件发生后不实信息传播控制的模型。综合运用控制论的相关知识,在现实操作中找出不实信息在不同人群间的接触转化率等影响传播的关键因素。结果表明,应急管理决策者可以根据实际情况,建立动态决策模型,并调整人群的接触转化率等相关参数,达到有效控制不实信息传播的目的。