Комплексные модели распространения инфекции

Комплексные модели распространения инфекции
27 Мая 2020

В ФИЦ ИВТ создали прогнозную систему поддержки управленческих решений для органов власти при эпидемиях

И снова коронавирусная тематика – такова реальность. В которой всё большее значение приобретают сложные комплексные модели распространения инфекции, одна из них модернизируется в Институте вычислительных технологий СО РАН.

На научно-практической конференции «Наука. Медицина. Инновации», завершившейся 20 мая в Новосибирске, первый заместитель директора Федерального исследовательского центра информационных и вычислительных технологий кандидат физико-математических наук Андрей Васильевич Юрченко представил прототип программной платформы и реализованной на ней модели распространения COVID-19, которые могут быть использованы властями для выработки мер противодействия второй волне эпидемии, а также далее при любых ситуациях эпидемиологического профиля.

Работа выполнена в лаборатории биоинформатики ФИЦ ИВТ совместно с инновационной компанией «Биософт», разработавшей базовую платформу BioUML. «С точки зрения функционала любая компьютерная модель – инструмент поддержки принятия управленческих и иных решений, построения прогнозов, восстановления показателей, не поддающихся измерениям, – пояснил ученый. – Мы не первые и не единственные, кто сегодня моделирует распространение COVID-19, по этой теме только в базе Scopus насчитывается более 120 публикаций. Наша идея состоит в создании платформы для моделирования и метамодели, «модели моделей», что становится особенно значимым c в случае наступления второй волны эпидемии. О ее высокой вероятности и опасности говорит и большинство уже построенных прогнозов, и анализ течения близкой по основным параметрам пандемии гриппа испанки в начале 20 века. Метамодель в своих расчетах опирается на другие ранее построенные и накопившие аналитическую базу системы прогнозирования, рассчитавшие какую-то часть показателей, интегрируя и взаимоувязывая эти показатели».

Важность построения корректной прогностической модели Юрченко обосновал ранее сделанными выводами научного и экспертного сообщества. Тесты на антитела указывают на высокую потенциальную летальность COVID-19, жертвы умирают в среднем (т.е. статистически) на 10 лет раньше вероятной смерти от других причин, кроме того, не все случаи заражения коронавирусом и смерти от него попадают в статистику. Первый заместитель директора ФИЦ ИВТ подчеркнул важность полноты и достоверности исходных сведений: «Если статистические данные будут неверны, то и адекватное прогнозирование, и, соответственно, принятие корректных решений станет невозможным». Поэтому работа сибирских ученых предполагает включение в модель широкого перечня девиаций: асимптоматических групп, прошедших и не прошедших тестирование на коронавирус, пациентов с тяжелым течением болезни и осложнениями, диагностированных как больные с пневмонией, и других.

Базой для разработки метамодели в части распространения COVID-19 стали ранее созданные модели, которые модифицируются специалистами ФИЦ ИВТ и адаптируются к данным по региону. «Основным выводом на основе даже простейших SIR-моделей для отдельного города [S – подверженные заражению, I – заражающие и R – переболевшие], – поделился Андрей Юрченко, – является четкая зависимость снижения скорости распространения инфекции от уменьшения суммы перемещений людей, в частности, после введения локдауна. Это, в свою очередь, влияет на загрузку системы здравоохранения и смертность».

Свою задачу Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий видит не столько в построении модели как таковой, сколько в создании универсального исследовательского и практического инструмента поддержки принятия управленческих решений – единой платформы для моделирования связанных социальных и биологических процессов.

В планах специалистов ФИЦ ИВТ и «Биософта», по словам Юрченко, создание мультимасштабной модели распространения COVID-19 (с обобщением на другие высокопатогенные инфекции), включающей, в частности, модули взаимодействия вируса и клетки, его распространения по организму и возникновения иммунного ответа, вакцинации и ее эффекта, оценки воздействия пандемии и принятых руководством противоэпидемических мер на экономику регионов, реагирования системы здравоохранения и органов власти, популяционные и другие модули. Ученый сообщил, что от института подана заявка на грант Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках специального конкурса «Фундаментальные проблемы возникновения и распространения коронавирусной инфекции». Говоря о практическом применении разработки, А.В. Юрченко сообщил, что приемлемая для использования органами власти модель построения прогнозов может стать необходимым инструментом к началу второй волны эпидемии коронавируса, учитывая уже накопленные к тому моменту данные о потерях – и в жизнях, и в экономических показателях.

Подготовил Андрей Соболевский. Фото: пресс-служба ФИЦ ИВТ


Просмотров: 90