仔细观察报告的冠状病毒数量

关于国家/地区大小的案例号分析

免责声明:迈向数据科学是一家中等出版物,主要基于对数据科学和机器学习的研究。 我们不是卫生专业人员或流行病学家,因此本文的观点不应解释为专业建议。 要了解有关冠状病毒大流行的更多信息,请单击此处。

在短短几个月内,冠状病毒(COVID-19)遍布全球,导致事实上的全球大流行。 在许多国家和地区,确诊病例仍呈指数增长。 每天都有报道的确诊病例数报道,我非常担心该病毒如何影响人们的生活,市场和全球经济。 最初来自中国北京的人们对2003年SARS爆发的记忆仍然记忆犹新。 但是,我惊讶地发现,西方有这么多人对COVID-19的严重程度如此漠不关心:“这只是流感”,“它只影响老年人”,“媒体宣传”,“畜群免疫力”……那些来自公众的高度使我彻夜难眠。

也许有些人对报道的病例数没有印象,并认为大多数被感染的病例都在世界的另一端。 我同意确实查看那些已确认的案例编号是抽象的。 在这里,我作了一些图,以将这些数字变成透视图。

注意事项:模型仅与数据源一样好。 约翰霍普金斯大学系统科学与工程中心(JHU CSSE)提供了所有确诊的COVID-19病例,该中心汇编了世界卫生组织和世界各国政府的正式报告数据。 毫无疑问,由于缺乏诊断测试,政府缺乏透明度以及由于无知而无法参加测试的人们,大多数国家的报告不足。

以下所有数据均基于截至2020年3月15日的COVID-19确诊病例。

区域级累计案例

累计确诊COVID-19病例的受影响最大的国家/地区

许多可视化(例如这样)仅显示国家/地区级别的统计信息。 从区域级别的图中,我们可以将中国的不同省份和美国的州分开。 湖北,曾经是COVID-19的重镇,与中国几乎所有其他省份相比,确诊病例数趋于平缓。 伊朗,韩国,意大利以及许多欧洲国家超过了广东,广东是受灾最严重的第二大省。

适应指数增长

接下来,让我们研究一下COVID-19在区域内的传播速度。 我用指数函数y = exp(a + bx)拟合了已确认的累积案例。 在这里,我使用普通最小二乘法(OLS)确定参数a和b,斜率b对应于指数曲线的陡度。

实际上,几乎没有无限期地跟随指数增长。 但是,传染病的初始爆发可以用指数函数建模。 对于不同地区,我拟合了最初阶段确诊的COVID-19病例的累计数量,定义为50例至少持续5至10天。 从指数函数对拟合斜率(b)进行排序,我发现了一个令人震惊的列表,这些国家/地区在01/23禁售期以来的增长率高于湖北,包括伊朗,芬兰,葡萄牙,意大利,韩国,丹麦,斯洛文尼亚和西班牙,其中许多都正在经历指数级增长(截至3月15日)。 此外,美国纽约州和华盛顿州在世界上扩散最快的地区中也分别排名第15位和第19位。

传播最快的地区/国家。 图例在指数函数中表示b,并且日期段用于拟合增长曲线。

另一方面,我们还可以发现COVID-19传播最慢的地区和国家。 前20名几乎全部排在亚洲,其中许多是中国的偏远和人口稀少的省份,例如宁夏,内蒙古和新疆。 值得注意的是,自2月中旬以来,新加坡和日本就存在COVID-19病例,但传播速度要慢得多,这可能是由于及早和有效地实施了社会隔离。

传播速度最慢的地区/国家。

归一化为人口

透视感染人数的一种方法是根据地区或国家的人口规模对其进行归一化处理。 在下面,我绘制了被COVID-19感染的人口比例最高的前20个地区/国家。 圣马力诺是一个被意大利包围的小国,在按人口划分的COVID-19密度上排名第一。 其他低人口国家(例如冰岛)也位居榜首。

归一化面积

了解受感染人数的另一种方法是根据地区/国家/地区的面积进行归一化,以根据地理区域得出病例的密度。 同样,圣马力诺因面积小而名列榜首。 许多城市和城市州也位居榜首:澳门,新加坡和华盛顿特区。

归一化为医院容量

透视COVID-19病例数的另一种更有影响力的方法是量化其对区域内医院的负担。 这可以通过针对医院的容量进行归一化来完成,该能力由估计的病床数量来衡量。

当前感染COVID-19的患者足以占据圣马力诺仅拥有一家医院的72%的病床。 其他负担非常重的国家包括冰岛,伊朗,意大利和卡塔尔,其中COVID-19患者的病床超过10%。 请注意,这是假设最佳情况,即患者按比例分布在医院周围,这样他们就不会涌入同一家医院。

还应该考虑ICU的床位数和可用的机械呼吸机的数量,这对于挽救那些有严重症状的患者至关重要。 根据美国医院协会的数据,ICD的床位约占美国所有床位的5%。 假设所有这些患者都需要入住ICU,那么约10%的病床将变成令人恐惧的200%ICU容量。

根据已确诊的病例更新医院负担,直至3月21日

我可以使用此处的数据估算美国各州的医院病床。 从图中可以看到,在圣马力诺确诊的病例已经超过了病床数。 意大利的医院负担跃升至23%。 美国,纽约,华盛顿和新泽西州三个州也位列前20名,假设所有需要住院的确诊的COVID-19病例都可能占据所有病床的16%,12%和4%。

代码:

https://github.com/wangz10/covid_19_analyses