本能和直觉只能带你走远。当您要处理复杂的事情(如COVID-19冠状病毒大流行)时,它具有许多活动部件,因此您需要做出决策的帮助。想象一下,是否有气象学家,空中交通管制员或NASA的人员在不使用数据和计算机仿真模型的情况下进行评估或决策stylechina.com。诸如“下周感觉像是飓风”,“我的经验表明,我现在看不到的那两架飞机不会互相撞击”或“这艘太空船看起来像以前的太空船,对于新的旅程而言,这可能是个不错的设计。” 那么,为什么他们在应对大流行时又该飞呢?

在此COVID-19冠状病毒大流行期间,位于纽约市大学(CUNY)公共卫生与卫生政策研究生院的PHICOR(公共卫生信息学,计算和运营研究)团队一直在进行计算机模拟建模。
到目前为止,我们取得的一项重要发现是,这种病毒给医疗系统造成的经济损失令人震惊。如果一半的美国人口被冠状病毒感染,那么医院的费用将远远超过半万亿美元。
产生这些发现的模拟模型是根据多年流行病的经验建立的。我们的团队不是来此领域的强尼或珍妮。自2007年以来,PHICOR一直在开发和使用计算模型来帮助决策者预防和控制传染病的传播。
例如,在2009年H1N1流感大流行期间,我们的团队被纳入了美国卫生与公共服务部(HHS),以帮助国家做出应对。我们的团队在那里运行计算机仿真模型,以帮助解决决策者当时存在的问题,例如是否值得关闭学校(不是),需要什么水平的医疗保健能力和资源(例如呼吸机),在哪里应该首先是可用的疫苗,然后应对另一波大流行。我们的团队还与国土安全部(DHS),疾病控制与预防中心(CDC)以及地方和州政府合作。
从那时起,我们的团队继续使用计算机建模来帮助制定各种流行病和暴发期间的决策,例如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA),耐碳青霉烯的肠杆菌科(CRE),埃博拉病毒和寨卡病毒病毒。
随着世界面临另一种传染病威胁,我们的团队再次创建了计算机仿真模型,以更好地了解和解决这种情况。现在,“模型”这个词非常广泛和通用。从相对简单的方程式到统计模型(例如多元回归),还有很多其他事情被称为模型,它们在数据集中寻找不同的关联,而Gigi Hadid和Jamie Donan则被称为模型。这些不是我们团队通常开发的模型。相反,我们团队一直在构建的模型试图重新创建所涉及的系统的各种人员,流程和其他组件。
例如,我们的PHICOR团队开发了一个计算机模拟模型,用于模拟整个美国人口及其各种相互作用。该模型可以根据病毒的特征,模拟严重急性呼吸综合症冠状病毒2(SARS-CoV2)在整个人群中的传播。每个最终被感染的人都可以像真实的人一样经历不同的可能性。例如,在整个感染过程中,该人有可能没有出现任何症状。这样,该人就不会最终寻求任何医疗服务。
相反,根据现有研究的可用数据,确实出现症状的人可能会出现严重程度不同的症状。然后,症状的严重程度将决定该人最终做什么以及该人会发生什么。例如,如果该人有相当严重的症状,他或她将最终去急诊室,然后被送往医院。如果此人遇到呼吸衰竭,可能会被放置在呼吸机上。每个人所需的资源(例如医护人员的时间,药物,病床和呼吸机)将基于该人随时间的健康状况而变化。
PHICOR团队的Sarah Bartsch,MPH,Marie Ferguson,MSPH,Kelly O'Shea,Patrick T.Wedlock,MPH,Sheryl Siegmund,MS以及我们的CORCOR团队的其他人与我们的合作者James A. 加州大学洛杉矶分校隆德奎斯特研究所传染病临床结果研究组医学教授,搜索可用的研究和其他来源的数据以填充和校准模型。意识到当前数据的质量和准确性在不断变化,并且不断发展,我们还探索了如果这些数据不确定并且以不同程度和方式变化的情况会发生什么。
然后运行该模型可以显示在各种情况和情况下可能发生的情况。例如,正如《健康事务》杂志上的出版物所详述的那样,我们的团队运行了美国模型,以帮助量化在大流行的各个阶段中潜在的直接医疗费用,健康结果和医疗资源的使用。我们的模拟实验表明,由此产生的直接医疗费用可能高达数千亿美元。例如,如果仅美国人群中有20%感染了COVID-19冠状病毒,那么仅考虑初次生病时的直接医疗费用,其直接医疗费用中位数可能为1634亿美元。使用的资源包括6230万病床日和1300万呼吸机日的中位数。
如果加上初次生病后一年的费用,这些费用可能会增加到2145亿美元,因为一部分患者会遇到挥之不去的健康问题,例如肺部疾病或其他器官损害。如果考虑到下一年的费用,美国50%的人口会感染COVID-19冠状病毒,那么直接医疗费用的中位数可能是4088亿美元和5367亿美元。如果美国人口的80%受到感染,那么这个数字可能会上升到6540亿美元和8596亿美元。所有这些都表明过早重新开放经济或任何使更多人感染该病毒的策略的潜在影响,例如英国已考虑并在瑞典尝试过的牛群免疫策略。
然后,我们的模型可以用作“虚拟医院”,“虚拟城市”,“虚拟国家”,甚至是“虚拟世界”,以测试在没有各种政策和干预措施的情况下,在各种不同情况下可能发生的情况。通过代表所涉及系统的实际人员,流程和组件,他们可以帮助决策者更好地了解具体是什么在驱动哪些影响以及由此产生的直接和间接影响。这包括影响的回响级联,例如潜在的意外后果。除非您以某种方式将自己与计算机合并,从而创造出一个新的有意识的物种,否则这可能很难看清。帕丽斯·希尔顿和妮可·里奇可能过着简单的生活。但是生活远非简单。它很复杂,涉及复杂的系统。而复杂性需要帮助来理解。
同样,说“模型”一词就像说“临床研究”,“分析”,“现实秀”或某种东西是“涂料”。这可能意味着许多不同的事情。在这种COVID-19冠状病毒大流行期间,经常使用“模型”一词。仅仅称呼某种“模型”是不够的。可以这么说,您必须知道真正的内幕。不同的模型可以达到不同的目的。大多数模型与我们一直在开发和使用的仿真模型完全不同。我们的模型试图代表所涉及的系统,将所涉及的流行病学,临床,运营和经济流程与机制结合在一起。
我们的PHICOR团队的持续目标是为健康和公共卫生决策者提供模拟模型,该模型类似于在其他领域中常规使用的模型,例如您每天在天气预报中看到的移动天气图背后的引擎,空气中的显示器交通指挥塔,以及每枚火箭和飞船发射背后的计划。之所以使用“相似”一词,是因为您不能使用气象学等其他领域的完全相同的模型,因为健康和公共卫生是不同的。毕竟,“明尼苏达州可能会下雪”对于需要实施哪些社会隔离措施以及持续多长时间没有足够的答案。