報告されたコロナウイルスの数値を視点で詳しく見る

国の規模に関するケース番号の分析

免責事項:Towards Data Scienceは、主にデータサイエンスと機械学習の研究に基づいた媒体の出版物です。 私たちは健康の専門家や疫学者ではありません、そしてこの記事の意見は専門家の助言として解釈されるべきではありません。 コロナウイルスのパンデミックの詳細については、ここをクリックしてください。

ほんの数か月のうちに、コロナウイルス(COVID-19)が世界中に広まり、事実上の世界的大流行につながりました。 多くの国と地域で、確認された症例は依然として指数関数的に増加しています。 報告されている確認済みの症例数を毎日報告した後、ウイルスが人々の生活、市場、世界経済にどのように影響しているかについて、私は非常に心配しています。 もともとは中国の北京から、2003年のSARS発生に関する記憶は新鮮なままです。 しかし、西部の多くの人々がCOVID-19の重症度にそれほど無関心であることを知って驚いた。「それはインフルエンザにすぎない」、「高齢者にのみ影響を与える」、「メディアの宣伝」、「集団免疫」…一般大衆からのそれらの高度は私を夜に保ちます。

おそらく、報告された症例数に感銘を受けておらず、感染した症例のほとんどが世界の反対側に遠く離れていると考える人もいるでしょう。 私は確かにそれらの確認されたケース番号を見ることが抽象的なものであることに同意します。 ここでは、それらの数値を視点に入れるためにいくつかのプロットを作成しました。

警告:モデルはデータのソースと同じくらい優れています。 COVID-19の確認された症例はすべて、ジョンズホプキンス大学システムサイエンスおよびエンジニアリングセンター(JHU CSSE)によって提供され、WHOおよび世界中の政府から公式に報告された数値がまとめられています。 間違いなく、診断テストの欠如、政府からの透明性の欠如、および無知のためにテストを受けられなかった人々のために、ほとんどの国からの過少報告があります。

以下のすべての数値は、2020年3月15日の時点で確認されたCOVID-19ケースに基づいています。

地域レベルの累積ケース

COVID-19の確認された累積症例による上位の影響を受ける国/地域

このような多くの視覚化では、国レベルの統計のみが表示されます。 地域レベルのプロットから、中国の異なる州と米国の州を分離できます。 かつてCOVID-19の震源地であった湖北省は、中国の他のほとんどすべての省と同様に、確認された症例の数で横ばいになりました。 イラン、韓国、イタリアは、多くのヨーロッパ諸国とともに、中国で2番目に大きな打撃を受けた広東省を上回りました。

指数関数的成長に合わせる

次に、COVID-19が地域内でどのように拡散するかを見てみましょう。 累積確認済みケースを指数関数y = exp(a + bx)で近似しました。 ここでは、パラメーターaおよびbを決定するために通常の最小二乗(OLS)を使用しました。勾配bは、指数曲線の急勾配に対応しています。

実際には、指数関数的成長が無限に続くことはほとんどありません。 ただし、感染症の最初の発生は、指数関数でモデル化できます。 さまざまな地域で、この初期期間中に確認されたCOVID-19ケースの累積数を当てはめました。これは、少なくとも5〜10日間50ケース持つことで定義されます。 フィッティングされたスロープ(b)を指数関数からソートすると、イラン、フィンランド、ポルトガル、イタリア、韓国、デンマーク、スロベニア、スペインなど、01/23のロックダウン周辺で湖北よりも成長率が高い国の印象的なリストが見つかりました、その多くは指数関数的な成長を経験しています(3月15日現在)。 さらに、米国のニューヨーク州とワシントン州も、世界で最も急速に拡大している地域の中で15位と19位にランクされています。

最速の拡散地域/国。 凡例は、指数関数のbと成長曲線の近似に使用される日付期間を示します。

反対に、COVID-19の伝播が最も遅い地域や国を見つけることもできます。 トップ20はほぼアジアのみであり、その多くは寧夏、内モンゴル、新疆など、中国の遠隔地で人口の少ない地域です。 注目すべきことに、COVID-19のケースは2月中旬からシンガポールと日本で発生していますが、おそらく社会的距離の早期かつ効果的な実施が原因で、伝播はより遅くなっています。

最も遅い広がりの地域/国。

人口に正規化

感染者の数を見通しに入れる1つの方法は、地域または国の人口サイズに対して正規化することです。 以下では、COVID-19に感染している人口の割合が最も高い上位20の地域/国をプロットしています。 イタリアに囲まれた飛び地のマイクロステートであるサンマリノは、COVID-19密度で人口で第1位にランクされました。 アイスランドのような他の低人口国もリストの一番上にあります。

エリアに正規化

感染した人々の数を理解するもう1つの方法は、地域/国の面積に対して正規化して、地理的にケースの密度を導き出すことです。 繰り返しになりますが、サンマリノは面積が小さいため、トップにランクされています。 マカオ、シンガポール、ワシントンDCなど、多くの都市や都市の州も上位にあります。

病院の能力に正規化

COVID-19の件数を見通しに入れるよりインパクトのある方法は、地域内の病院への負担を定量化することです。 これは、病院のベッド数の推定値によって測定される病院の能力に対して正規化することで実行できます。

現在のCOVID-19感染患者は、病院が1つしかないサンマリノの病院のベッドの72%を占めるのに十分です。 負担が非常に大きい他の国には、アイスランド、イラン、イタリア、カタールがあり、COVID-19患者が病院のベッドの10%以上を占めています。 これは、患者が同じ病院に殺到しないように、患者が病院の周りに比例的に分散される最良のシナリオを想定していることに注意してください。

ICUのベッド数と利用可能な人工呼吸器の数も考慮する必要があります。これらは、重度の症状を持つ患者を救うために不可欠です。 American Hospital Associationによると、ICDのベッドは米国の全病院ベッドの約5%を占めています。 これらすべての患者がICUでの滞在を必要とすると仮定すると、約10%の病院のベッドはICUの最大容量である約200%になります。

3月21日までに確認された症例に基づいて病院負担を更新

ここのデータを使用して、米国の州の病院のベッドを推定することができました。 プロットからわかるように、サンマリノで確認された症例はすでに病院のベッド数を超えています。 イタリアの病院の負担は〜23%に跳ね上がりました。 米国、ニューヨーク、ワシントン、ニュージャージーの3つの州も上位20にランクインし、すべての入院が必要であると仮定して、確認されたCOVID-19の症例がすべての病院のベッドを16%、12%、4%占めている可能性があります。

コード:

https://github.com/wangz10/covid_19_analyses