Hvordan vil Coronavirus spre seg? Liz Specht bryter ned systemisk risiko – ved matematikken – ettersom 16 millioner blir satt i karantene i Italia

Søndag utstedte regjeringstjenestemenn i Italia en karantene som vil låse ned 16 millioner mennesker, inkludert innbyggere i Venezia og Milano, da landets antall koronavirus tilfeller hoppet til 7.375.

Ifølge Associated Press, Karantenen i Italia gjelder Lombardia-regionen og mer enn et dusin andre provinser, som påvirker konferanser, arrangementer og bryllup, og steder hvor folk samles, inkludert museer, kinoer, kjøpesentre og restauranter. De stramme begrensningene vil påvirke omtrent 25% av landets befolkning.

Sier premiere Giuseppe Conte,

“Det vil være et forbud for alle å flytte inn og ut av disse områdene og også innenfor samme territorium. Unntak vil bare være tillatt for påvist profesjonelle behov, unntakstilfeller og helseproblemer. ”

Med antall bekreftede Covid-19 tilfeller økende, prøver folk å vurdere risikoen mens de analyserer dataene. I følge Johns Hopkins University er det for tiden 109.575 bekreftede tilfeller over hele verden, opp fra 101.932 på fredag. Siden den første saken ble oppdaget i Wuhan, Kina i desember i fjor, har Covid-19 drept 3.799.

Så hvordan vil viruset fortsette å spre seg i lokalsamfunnene? Og hvordan kan fremskrivninger gjøre rede for spredning blant hjemløse der testing er begrenset eller ikke-eksisterende?

Liz Specht, førsteamanuensis for vitenskap og teknologi ved The Good Food Institute, gjestelektor ved Singularity University og tidligere forskningsassistent i kjemisk og biomolekylær ingeniør ved Johns Hopkins University, legger ut via Twitter hvordan viruset forventes å spre seg – etter tallene.

“Jeg tror de fleste ikke er klar over risikoen for systemisk helsevesenssvikt på grunn av COVID19 fordi de rett og slett ikke har kjørt tallene ennå. La oss snakke matte.

La oss anta konservativt at det er 2000 aktuelle saker i USA i dag, 6. mars. Dette er omtrent 8 ganger antall bekreftede (lab-diagnostiserte) tilfeller. Vi vet at det er betydelig under-Dx på grunn av mangel på testsett; Jeg vil ta for meg implikasjonene senere av under- / overestimering.

Vi kan forvente at vi fortsetter å se en dobling av tilfellene hver sjette dag (dette er en typisk doblingstid i flere epidemiologiske studier). Her mener jeg * faktiske * saker. Bekreftede tilfeller kan se ut til å øke raskere på kort sikt på grunn av nye utbygginger av testsett.

Vi ser på rundt 1 million amerikanske tilfeller innen utgangen av april, 2 millioner innen 5. mai, 4 millioner innen 11. mai og så videre. Eksponensial er vanskelig å forstå, men slik går det.

Når helsevesenet begynner å mettes under denne belastningen, blir det stadig vanskeligere å oppdage, spore og inneholde nye overføringskjeder. I fravær av ekstreme inngrep, vil dette sannsynligvis ikke avta betydelig før det treffer >>1% av utsatt befolkning.

Hva betyr en saksbelastning av denne størrelsen for helsevesenet? Vi vil undersøke bare to faktorer – sykesenger og masker – blant mange, mange andre ting som vil bli påvirket.

USA har omtrent 2,8 sykehussenger per 1000 personer. Med en befolkning på 330M er dette ~ 1M senger. Til enhver tid er 65% av sengene allerede okkupert. Det etterlater omtrent 330 000 senger tilgjengelig landsomfattende (kanskje litt færre denne tiden av året med vanlig influensasesong osv.).

La oss stole på Italias tall og anta at omtrent 10% av tilfellene er alvorlige nok til å kreve sykehusinnleggelse. (Husk at sykehusinnleggelse for mange pasienter varer i * uker * – med andre ord vil omsetningen være * veldig * langsom når sengene fylles med COVID19-pasienter).

Etter dette estimatet vil alle åpne sykesenger i USA være fylt ut rundt 8. mai. (Dette sier selvfølgelig ingenting om hvorvidt disse sengene er egnet for isolering av pasienter med et svært smittsomt virus.)

Hvis vi tar feil med en faktor to når det gjelder brøkdelen av alvorlige tilfeller, endrer det bare tidslinjen for sengemetning med seks dager i begge retninger. Hvis 20% av tilfellene krever sykehusinnleggelse, går vi tom for senger innen 2. mai.

Hvis bare 5% av tilfellene krever det, kan vi gjøre det til ~ 14. mai. 2,5% får oss til 20. mai. Dette forutsetter selvfølgelig at det ikke er noen etterspørsel etter senger fra * andre * (ikke-COVID19) årsaker, noe som virker som en tvilsom antagelse.

Etter hvert som helsevesenet blir stadig tyngre, Rx-mangel osv., Kan personer med kroniske tilstander som normalt blir godt administrert, komme til å gli inn i alvorlige tilstander av medisinsk nød som krever intensiv behandling & sykehusinnleggelse. Men la oss ignorere det for nå.

OK, så det er senger. Nå masker. Feds sier at vi har et nasjonalt lager med 12M N95-masker og 30M kirurgiske masker (som ikke er ideelle, men bedre enn ingenting).

Det er omtrent 18 millioner helsearbeidere i USA. La oss anta at bare 6M HCW jobber på en gitt dag. (Dette er sannsynligvis et undervurdert ettersom folk flest jobber de fleste dagene i uken, men igjen, jeg spiller konservativ hver gang.)

Ettersom COVID19-tilfeller metter praktisk talt alle stater og fylker, noe som ser ut til å skje hvilken som helst dag nå, vil det snart være uansvarlig for alle HCW-er å ikke bruke maske. Disse HCW-ene ville brenne gjennom N95-lageret på to dager hvis hver HCW bare fikk EN maske per dag.

Én per dag ville verken være sanitær eller pragmatisk, selv om dette virkelig var det vi så i Wuhan, da HCWs kollapset på skiftet fra dehydrering fordi de prøvde å unngå å endre PPE-draktene, da de ikke kan brukes på nytt.

Hvor raskt kunne vi øke produksjonen av nye masker? Ikke veldig fort i det hele tatt. De aller fleste produseres utenlands, nesten alle i Kina. Selv når råvarene er produsert her i USA, kommer de hovedsakelig fra utlandet … igjen, hovedsakelig fra Kina.

Husk at alle land globalt vil gjennomgå nøyaktig samme kriser og mangel samtidig. Vi kan ikke tvinge handel til vår fordel.

Tenk nå på hvordan disse to faktorene – mangel på seng og maske – forverrer hverandres alvorlighetsgrad. Fulle sykehus + få masker + HCW-er som løper rundt mellom senger uten riktig personlig verneutstyr = veldig dårlig blanding.

HCWs blir allerede smittet selv med tilgang til full personlig verneutstyr. I møte med så alvorlige begrensninger for personlig verneutstyr, er det bare et spørsmål om tid. HCWs vil begynne å falle fra arbeidsstyrken i flere uker av gangen, noe som fører til mangel på HCWs som deretter forsterker begge problemene ovenfor.

Vi kan fortsette og fortsette med tusenvis av faktorer – antall ventilatorer, eller til og med enkle ting som saltvanns dryppposer. Du ser hvor dette går.

Det er viktig at jeg ikke kan understreke dette nok: selv om jeg tar feil – til og med VELDIG feil – om kjerneforutsetninger som% av alvorlige tilfeller eller nåværende sak #, endrer det bare tidslinjen etter dager eller uker. Slik fungerer eksponentiell vekst i en immunologisk naiv befolkning.

Ufortjent panikk gjør ingen noe godt. Men heller ikke dårlig informert selvtilfredshet. Det er galt å overbevise publikum ved å si “bare 2% vil dø.” Folk tar ikke tilstrekkelig tak i den nasjonale og globale systembelastningen som er forårsaket av denne raske bevegelsen av en sykdom.

Jeg er en ingeniør. Dette er hva tankene mine gjør hele dagen: Jeg kjører konvoluttberegninger for å prøve å estimere størrelsesorden. Jeg har vært svært opptatt av denne sykdommen siden ~ 19. januar etter å ha lest kliniske indikatorer i de første papirene som dukket opp fra Wuhan.

Ingenting de siste 6 ukene har dempet alarmen min i det minste. Tvert imot ser vi nekt av mange land på å reagere eller forberede seg tilstrekkelig. Selvfølgelig vil noen av disse estimatene være feil, til og med vesentlig feil.

Men jeg har ingen grunn til å tro at de tar feil i størrelsesorden. Selv om din personlige risiko for død er veldig, veldig lav, må du ikke spotte avgjørelser som å avbryte begivenheter eller stenge arbeidsplasser som unødvendig ‘panikk’.

Disse tiltakene er det absolutte minimum vi burde gjøre for å prøve å forskyve toppen – for å redusere økningen i tilfeller slik at helsevesenet blir mindre overveldet. Hver dag vi kan utsette en ekstra sak, er det en stor gevinst for HC-systemet.

Og ja, du burde virkelig forberede deg på å spenne litt. Alle tjenester og forsyningskjeder vil bli påvirket. Hvorfor risikere stresset med å være dårlig forberedt?

Det verste tilfellet, jeg tar enormt feil, og du har nå en stor pose med ris og svarte bønner å brenne gjennom de neste månedene, og nok Robitussin til å snuble ut.

En tanke til: du har sannsynligvis sett flere respekterte epidemiologer har anslått at 20-70% av verden vil bli smittet i løpet av det neste året. Hvis du bruker en 6-dagers dobling som jeg nevnte ovenfor, lander vi på ~ 2-6 milliarder smittet av en gang i juli i år.

Åpenbart tror jeg at doblingstiden vil begynne å avta når en stor del av befolkningen har blitt smittet, rett og slett på grunn av flokkimmunitet og en mindre følsom befolkning. “