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新冠等傳染疾病最優隔離期(王啓華)
2021-02-10 | 编辑:

  該研究針對新冠等傳染病提出了一種個性化隔離規則,對不同特征的個體確定不同的隔離期。該規則提出是基于求解概率模型優化問題的思想方法,在能確保疫情防控的條件下,使得平均隔離時間達到最短,我們獲得了這一意義下隔離期的最優解並給出了它的估計方法。所提出的最優准則可以在保證控制疫情的前提下,降低經濟和社會成本,並對減少疫情對經濟發展的影響起到的重要作用。  

  隔離措施在新冠肺炎等傳染疾病的防控中起到了非常重要的作用,特別是在傳染病缺乏有效治療方法的情況下顯得尤爲重要。而制定隔離政策時的一個關鍵問題就是隔離期的確定。隔離期太短,一些感染者會因沒有在隔離期內表現症狀而被釋放到社會,從而導致疫情擴散無法控制。如果隔離期太長,雖有利于防控疫情,但會導致不必要的開支和社會資源的浪費,甚至嚴重影響人們正常的工作、學習與生活,影響經濟發展。 

  已有的確定隔離期的方法都是爲所有需要隔離的潛在感染者使用相同的隔離期,這種做法忽視了不同個體間被感染概率與潛伏期長度的差異,只是單方面從防控的角度考慮。顯然,這一措施對很多沒有感染病毒者來說是不必要的。一個更合理的方式應該是爲感染病毒概率小的及潛伏期較短的個體制定更短的隔離期。盡管現實中人們並不知道每個人的感染概率及其潛伏期,然而一些個體特征可以對感染概率和潛伏期提供重要的信息,比如年齡、性別、是否有基礎病、是否密切接觸者、來自的國家和地區的感染率、及最近14天的活動軌迹等。這促使我們研究並提出了一種最優隔離規則,這個規則是基于個體特征的一種個性化隔離規則,對不同的個體根據其特征施以不同的隔離期。該規則在保證感染者被過早釋放的概率不超過根據防控要求確定的一個很小的阈值下,使得被隔離者平均隔離時間達到最短。我們獲得了這一最優解的理論表達式,並給出了相應的估計方法。這一最優規則可以在保證疫情防控的前提下,最大限度降低每個被隔離者的隔離時間,從而最大程度減少因爲疫情防控對生産生活及對經濟發展的影響。 

  COVID-19的一個實際數據例子分析顯示,在保證感染者被過早釋放的概率不超過0.05的要求下,采用传统的不考虑个体特征的隔离方法确定的隔离期對所有潜在感染者需要一律隔离15天。而利用我們所提出的最優隔離規則,可以在達到同樣防控效果的前提下讓平均隔離期縮短到10.94天,更重要的是每個被隔離者的隔離期可能是不同的,一些來自高風險地區年長者隔離需要超過15天,一些來自低風險地區的年輕人比這個平均值11天要短得多。 但需要说明的是,这个平均隔离期数值是基于我们的一个实例中所获得的个体特征信息所计算出来的。如果所能使用的个体特征不同,结果也会不同,这依赖特征的选择及能获得观察值的特征。所考虑或能获得的重要特征越充分,获得的个体隔离期的值就越准确,最终的平均隔离时间也可能越短。 此外,该研究还對概率阈值的选取以及隔离规则的估计进行了一系列的讨论。 

  本项研究所提出的最优准则可以在保证控制疫情的前提下,對降低经济和社会成本,并對减少疫情對经济发展的影响能起到重要作用,因而可爲新冠肺炎隔離政策的制定提供重要參考依據。 

    

Ruoyu Wang and Qihau Wang, Determination and estimation of optimal quarantine duration for infectious diseases with application to data analysis of COVID-19, accepted by Biometrics.
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