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文 | 曹培信牛婉杨刘俊寰

2月28日，《胸部疾病杂志》（Journal of Thoracic Disease）刊发了钟南山院士团队最新研究文章。研究基于优化模型SEIR和人工智能预测：中国新冠肺炎疫情在2月下旬达到高峰，4月底趋于平缓。截至4月底，国内疫情规模在9万到12万之间。

研究指出，针对疫情采取的封闭防控措施行之有效。如果对新冠肺炎疫情采取的防控措施推迟5天，内地疫情规模预估将扩大至3倍；如果提前5天采取措施，总感染人数将是现在的1/3。

论文的通讯作者正是广州医科大学呼吸内科教授、国家呼吸系统疾病临床医学研究中心主任钟南山，另一位通讯作者则是广州医科大学附属第一医院胸外科主任、广州呼吸健康研究院院长、呼吸疾病国家重点实验室学组组长何建行。

论文链接：

http://jtd.amegroups.com/article/view/36385/pdf

疫情高峰已过，4月底将逐步放缓，湖北省3月11日或将再迎小高峰

2月27日，在广州市政府疫情防控专场新闻通气会上，钟南山曾表示，疫情开始时，国外流行病学专家利用权威试验模型，结果显示，到2月初，中国新冠感染者人数将达到16万人，但他们没有考虑到国家的强力干预和春节的延迟复工。

随后钟南山提及他们团队的预测模型，“投稿至国外权威期刊后被退稿”，但事实上，“我们的预测更接近权威”。

论文中，钟南山团队的预测模型显示，如果继续采取目前的干预措施，湖北省内的疫情在2月20日已达到顶峰，确诊病例预计为42792例，根据卫健委公布的数据，2月20日湖北省确诊病例实际为48730例；疫情将在4月底逐步平缓，累积确诊病例将达到59578例，总流行感染规模预计为122122例。

同时，论文中也做出了相关的假设，如果隔离措施推迟5天，国内的疫情规模将增加3倍，达到351874例；而如果提前5天采取措施，总感染人数将是现在的1/3，或将控制在40991例。

研究还指出，逐渐放开对湖北省的限制很有可能导致新一批的易感人群流入，湖北省在3月11日可能再出现一个小高峰，不过，由于大量的医疗物资已经转移到湖北，当地也采取了一些防控措施，这些都有助于减少返程高峰带来的影响。

封城对疫情的控制究竟起到了多大作用？

这场疫情的爆发恰逢人类历史上规模最大的迁徙——春运，为了遏制其蔓延，中国于2020年1月23日采取了前所未有的全国性干预措施，这些政策包括大规模检疫、严格控制旅行和广泛监测可疑病例。然而，这些措施对疫情的控制究竟起到了多大作用呢？这就是这篇论文主要探讨的问题。

具体的做法是：

将1月23日前后的人口迁移数据和最新的COVID-19流行病学数据整合到SEIR模型中推导出不同措施下的疫情流行曲线；

根据2003年的SARS数据进行训练LSTM模型，以预测疫情。

改进SEIR模型

为了适应Susceptible[S]和Exposed[E]的动态变化，相对传统的SEIR模型，论文引入了输入参数 In(t)和输出参数Out(t) 。

改进后的模型如下：

模型的参数方面，潜伏期估计为7天，死亡率估计为3%，利用湖北省的流行病学数据对传播概率B进行估计，确定B的95%置信区间为0.05249（0. 05068–0. 05429），β1=0.15747，β2=0.78735。

而后，根据模型计算浙江、广东、湖北三省及全国的病毒传播趋势，并且模拟了限制移徙的公共卫生干预措施的效果，以及在实际干预时间提前和延后五天采取干预措施的效果。

从全国的疫情情况计算结果来看：

按照现实中采取的隔离措施和时间，该流行病预计将在2月28日达到高峰，病例数为59,764例（95%置信区间:51979-70172例）。总规模预计为122122例（95%置信区间:89741-156794例）；

如果整个干预措施推迟5天实施，接触病例比例的初步增加将导致感染病例的指数级增长，在2020年3月4日达到顶峰，达到173372例，到4月底，全国疫情总规模将达到351874例；

如果整个干预措施提前5天实施，全国的病例数将达到40991。

LSTM时间序列模型

LSTM模型是一种已经被用来处理和预测各种时间序列问题的递归神经网络模型（RNN），来预测随着时间的推移新感染病例的数量。

论文使用2003年SARS流行统计数据作为训练数据集，纳入了COVID-19流行病学参数，如传播概率、潜伏率、恢复率和接触人数。由于相对较小的数据集，研究人员开发了一个更简单的网络结构，以防止过拟合。

该模型使用Adam优化器进行了优化，并进行了500次迭代。

模拟结果显示，全国新感染病例将在2月4日达到高峰，到4月底将有95000例，而新确诊病例的实际数量与LSTM预测曲线在1月22日至2010年12月之间有显著的拟合。

论文最后表示，研究没有考虑的因素一是没有考虑其他可能增加确诊病例数的因素，比如诊断能力；二是没有考虑季节的影响，比如气温的变化。

关于全球疫情，钟南山给出最新研判

截至目前，全球新冠病毒感染人数已超过11万人，分布在100国家和地区，超过3800人死亡。中国已累计确诊8万人。

中国的疫情发展态势较为平缓，广东和浙江在前一周每天报告不到6例新病例，而湖北的新病例数与过去几周相比也有所下降。然而随着国外疫情的发展，外来人员开始进入北京、上海、广东等地区，近日北京持续新增国外输入性确诊病例，因此各地仍然需要采取严格的防控措施。

尽管因为湖北有相当数量的病例，从其他省份迁入的可能性似乎较小，但仍不可掉以轻心。钟南山团队的最新论文强调了一个关键点，即取消对湖北的检疫限制将使得新的易感人群涌入，导致2020年3月11日左右另一个流行高峰。

关于全球疫情，钟南山给出了一些最新研判：

全球疫情至少延续至6月，防输入应加强边境检测

日前，钟南山院士在参加广东省疫情防控专家座谈会时表示，全球疫情的发展估计将至少延续至6月份。

据国家卫健委最新数据显示，截至3月8日24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告境外输入确诊病例67例。

钟南山表示，新冠病毒防控的重点将从输出转为输入。以广东为例，广东国际交往较多，所以要加强边境检测的措施，而且要制定从国外疫区来华的措施，对相关人员做必要的隔离。

采用智能机器人采样，避免交叉感染

近日，由钟南山院士团队与沈阳自动化研究所联合发起的新型智能化咽拭子采样机器人系统研发完成，并在首期临床试验中实现对受试者的有效采样且采样力度均匀，取得阶段性进展。

由于咽拭子操作过程中医务人员须与患者近距离接触，具有较高交叉感染的风险。且采集咽拭子过程，因医务人员水平差异、心理状态变化、操作规范不规范等导致拭子质量容易出现假阴性，影响对病情的判断。

因此钟南山院士团队与中科院沈阳自动化研究所联合提出了智能化机器人咽拭子采样的解决方案。自除夕后开始，由李时悦教授牵头，广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院联合沈阳自动化所刘浩教授团队、沈阳术驰医疗科技有限公司合作紧急研发咽拭子采样机器人。

目前机器人已应用检测，成功率大于95%。3月8日，团队首次为确诊阳性病人进行机器人咽拭子采样试验。

该机器人系统至今已开展首期20例受试者的临床试验，采集样本80份。细胞学检测结果显示，机器人咽拭子采样可以达到较高的质量，一次成功率大于95%，能够实现有效采样且采样力度均匀，受试者咽部均无红肿、出血等不良反应。

尽管我国疫情目前看来趋于平缓，全球疫情态势仍不容乐观。截至3月10日上午10点，意大利新冠肺炎累计确诊病例达9172例，韩国累计确诊7513例，伊朗累计确诊7161例，法国累计确诊1412例，美国累计确诊704例。

这是一场全球性的“战役”，每个人都是战士，坚持不懈就能战胜疫情。

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