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遼寧省新冠肺炎疫情數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析研究

2019年底湖北省武漢市的新型冠狀病毒肺炎（簡(jiǎn)稱“新冠肺炎”）疫情暴發(fā)以來，各高校科研院所除了源源不斷派出醫(yī)療隊(duì)以及進(jìn)行醫(yī)學(xué)類科研項(xiàng)目外,也紛紛在各自學(xué)術(shù)領(lǐng)域攻堅(jiān)拔寨，以期盡快將研究成果轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)“疫”力量。我校大數(shù)據(jù)與智能決策研究中心郭崇慧教授研究團(tuán)隊(duì)?wèi){借自身優(yōu)勢(shì)，利用大數(shù)據(jù)手段，第一時(shí)間對(duì)新型冠狀病毒肺炎疫情情況進(jìn)行了分析研究，希望助力遼寧地區(qū)打贏此次疫情防控阻擊戰(zhàn)。郭崇慧教授研究團(tuán)隊(duì)首先基于遼寧省2020年1月22日至2月20日期間公開報(bào)導(dǎo)的121例新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）官方報(bào)導(dǎo)的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過對(duì)每日新增及累計(jì)確診患者數(shù)目、患者性別年齡分布、患者武漢旅行史和接觸史分析、患者家族聚集性網(wǎng)絡(luò)分析、病毒潛伏期和患者由暴露到患病的轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行了疫情統(tǒng)計(jì)分析，以期為遼寧省積極應(yīng)對(duì)疫情提供依據(jù)和參考。截至2020年2月20日24時(shí)，根據(jù)遼寧省衛(wèi)生健康委員會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，遼寧省累計(jì)報(bào)告新型冠狀病毒肺炎確診病例121例，治愈出院61例，死亡1例。121例確診病例中，沈陽(yáng)市28例、大連市19例、鞍山市4例、本溪市3例、丹東市7例、錦州市12例、營(yíng)口市1例、阜新市8例、遼陽(yáng)市3例、鐵嶺市7例、朝陽(yáng)市6例、盤錦市11例、葫蘆島市12例。遼寧省新型冠狀病毒肺炎疫情分布如下圖1所示。1 確診病例時(shí)間序列分析自1月22日至2月20日24時(shí)期間，遼寧省每日增加及累計(jì)確診患者數(shù)量如下圖2-圖4所示。由圖可知，遼寧省每日新增確診患者數(shù)量在1月31日達(dá)到峰值，隨后整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，由于每日新增患者數(shù)量較31日下降，累計(jì)確診患者數(shù)量走勢(shì)圖逐漸趨于平緩，從圖3可以看出目前全省新增確診患者數(shù)量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，截至2月20日已連續(xù)四天無(wú)新增確診患者。該現(xiàn)象表明自新型冠狀病毒爆發(fā)以來，遼寧省采取的阻斷交通、隔離、加強(qiáng)提高居民意識(shí)等積極防控手段取得了良好的成效。2確診病例性別及年齡分布根據(jù)遼寧省各地區(qū)衛(wèi)健委公布的患者信息，統(tǒng)計(jì)得到患者性別和年齡數(shù)據(jù)。其中，性別數(shù)據(jù)中沈陽(yáng)市2例病例無(wú)相關(guān)信息；年齡數(shù)據(jù)中沈陽(yáng)市2例、朝陽(yáng)市1例、盤錦市5例無(wú)相關(guān)信息，剔除缺失數(shù)據(jù)得到下圖5-圖7統(tǒng)計(jì)結(jié)果。在遼寧省確診病例中，男性整體占比54%，女性占比46%，男性比例偏高。從各地區(qū)來看，沈陽(yáng)、大連、錦州、葫蘆島患者數(shù)目居于省前四名，在這四個(gè)地區(qū)中，沈陽(yáng)、大連、葫蘆島男性比例大于女性，錦州男女比例相同，男性患者較多可能由于其活動(dòng)范圍廣所致。同時(shí)，沈陽(yáng)、大連、錦州、葫蘆島等大城市人員流動(dòng)性較大，有較大的感染風(fēng)險(xiǎn)，是確診患者數(shù)量相對(duì)較多的一個(gè)原因。患者年齡基本呈正態(tài)分布。其中，21歲-60歲區(qū)間患者數(shù)目占比78.2%，該部分患者活動(dòng)能力較強(qiáng)，有強(qiáng)烈的社交需求，外出務(wù)工、求學(xué)或旅游等活動(dòng)均增加了感染風(fēng)險(xiǎn)。患者人數(shù)在31歲-40歲區(qū)間最多，是感染的重點(diǎn)人群，此年齡范圍居民建議著重加強(qiáng)防護(hù)。 3 確診病例武漢旅行史及接觸史分析根據(jù)患者是否有武漢（湖北）旅行史和確診病例（或武漢人員）接觸史，將患者分為四類：有武漢旅行史（無(wú)接觸史）、無(wú)武漢旅行史（無(wú)接觸史）、有確診患者接觸史（有旅行史）和無(wú)武漢旅行史有接觸史，統(tǒng)計(jì)得到相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于已公布但未詳細(xì)說明是否有武漢（湖北）旅行史的患者將其認(rèn)定為無(wú)武漢旅行史人員，剔除沈陽(yáng)市未披露信息的病例28，統(tǒng)計(jì)得到14地區(qū)確診病例分類。目前，121名確診患者中120名披露了相關(guān)信息，確診患者出行方式涉及私家車、火車、出租車、飛機(jī)、擺渡車。其中55名存在武漢旅行史，65名存在接觸史。下面分別分析有武漢旅行史和有接觸史的確診患者與當(dāng)前各地區(qū)確診人數(shù)的關(guān)系，建立線性回歸方程，計(jì)算相關(guān)系數(shù)從而分析相關(guān)性，用于指導(dǎo)實(shí)踐。圖9（a）擬合直線方程為y = 1.7386x + 1.6169，x為各地區(qū)確診人員中有武漢旅行史人數(shù)，y為各地區(qū)當(dāng)前確診人數(shù)，相關(guān)系數(shù)為0.8587，二者呈現(xiàn)相關(guān)性，說明有武漢旅行史是影響患者患病的一個(gè)因素。圖中數(shù)據(jù)顯示大連市當(dāng)前確診人數(shù)與有武漢市旅行史人數(shù)比值最大，說明大連市對(duì)排查有無(wú)武漢返鄉(xiāng)或接觸人員采取了較大的力度并使患者及時(shí)得到醫(yī)治。圖9（b）擬合直線方程為y = 1.6737x + 0.8007，x為各地區(qū)確診人員中有接觸史的人數(shù)，y為各地區(qū)當(dāng)前確診人數(shù)，皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.9099，二者呈現(xiàn)較高相關(guān)性。結(jié)果表明有接觸史的人更容易患病，官方報(bào)告的病例中確診患者多傾向于其他已確診患者的朋友、親屬等與其有密切接觸的人，與統(tǒng)計(jì)結(jié)果相一致。因此，分析結(jié)果表明：人群聚集、與他人接觸會(huì)增加患病的風(fēng)險(xiǎn)，居家隔離可以降低風(fēng)險(xiǎn)。4 確診人員場(chǎng)所聚集性及家族聚集性網(wǎng)絡(luò)分析截至2月20日，遼寧省已成立沈陽(yáng)、大連、錦州三個(gè)省集中救治中心，分別依托于沈陽(yáng)市第六人民醫(yī)院、大連市第六人民醫(yī)院和錦州市傳染病院，其中，沈陽(yáng)救治中心覆蓋沈陽(yáng)、鞍山、撫順、本溪、阜新、遼陽(yáng)、鐵嶺、盤錦等8市；大連救治中心覆蓋大連、丹東、營(yíng)口等3市；錦州救治中心覆蓋錦州、朝陽(yáng)、葫蘆島等3市。分析已確診患者之間的親屬或朋友關(guān)系、患者在醫(yī)院的就診情況以及患者在醫(yī)院間的轉(zhuǎn)院情況得到如下圖10所示的網(wǎng)絡(luò)圖。圖10中節(jié)點(diǎn)分別表示患者（紅色）和醫(yī)院（藍(lán)色）。醫(yī)院間的連接關(guān)系表示患者的轉(zhuǎn)院情況，患者與醫(yī)院間的指向關(guān)系表示患者的就診情況，患者之間的連接關(guān)系表示親屬或朋友關(guān)系。圖中節(jié)點(diǎn)大小與醫(yī)院接診人數(shù)或與確診患者有親屬（朋友）關(guān)系的人數(shù)成正比。醫(yī)院治療患者人數(shù)（度）=醫(yī)院接診人數(shù)+轉(zhuǎn)至此醫(yī)院的患者人數(shù)，患者的度=與該患者有關(guān)的確診人數(shù)（親屬或朋友）+就診醫(yī)院數(shù)目。醫(yī)院間可能存在多個(gè)患者轉(zhuǎn)院，兩醫(yī)院間邊的粗細(xì)與轉(zhuǎn)院的患者數(shù)目成正比，根據(jù)轉(zhuǎn)移的患者數(shù)量將權(quán)重設(shè)定為相應(yīng)的數(shù)值，其余權(quán)重默認(rèn)為1。在患者轉(zhuǎn)院關(guān)系中，依據(jù)國(guó)家提出的“四集中”工作原則，患者在本地確診后多轉(zhuǎn)院至省集中救治中心治療。依據(jù)官方公布的數(shù)據(jù)可以明確知道患者在地區(qū)內(nèi)部的轉(zhuǎn)院情況以及各地區(qū)轉(zhuǎn)移至省集中救治中心的患者數(shù)目，但是無(wú)法建立具體病例及其就診醫(yī)院與省集中救治中心的轉(zhuǎn)院關(guān)系。因此，圖10建立的聚集性網(wǎng)絡(luò)時(shí)對(duì)各地區(qū)醫(yī)院向省集中救治中心轉(zhuǎn)移患者的情況不做分析。圖10聚集性網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果表明：在本地的確診患者救治中，鞍山市“臺(tái)安縣恩良醫(yī)院”和“鞍山市傳染病醫(yī)院”間患者轉(zhuǎn)院次數(shù)最多，對(duì)應(yīng)圖中邊最粗；由圖中確診患者間連接關(guān)系可以看出此次傳染病存在明顯的聚集特點(diǎn)，多地區(qū)確診患者之間多存在親屬或朋友關(guān)系，其中，鞍山市和盤錦市的確診患者具有親屬關(guān)系，出現(xiàn)跨地區(qū)感染的情況，具體為鞍山市病例2、病例3為夫妻關(guān)系，盤錦市病例9、病例10為夫妻關(guān)系且為鞍山市病例2、3的兒子兒媳，盤錦市病例10為病例9、10的兒子。除上述在遼寧省內(nèi)跨地區(qū)感染的情況外，其余均為地區(qū)內(nèi)部感染，說明政府在患者確診后其密切接觸人員及時(shí)隔離和交通管控等方面取得了很好的效果。從圖10中分別抽取出沈陽(yáng)市、大連市的數(shù)據(jù)，得到圖11沈陽(yáng)市、大連市確診患者聚集性網(wǎng)絡(luò)分析圖。其中，大連市確診病例3、4、5、6、8、9、10、11、18病例信息顯示收治于“某定點(diǎn)醫(yī)院”。根據(jù)“四集中”工作原則，省集中救治大連中心覆蓋范圍的患者轉(zhuǎn)院至大連市第六醫(yī)院集中救治，因此，數(shù)據(jù)分析時(shí)將大連市收治于“某定點(diǎn)醫(yī)院”的患者確定為大連市第六人民醫(yī)院就診患者。沈陽(yáng)市和大連市是遼寧省規(guī)模較大的地區(qū)，確診患者人數(shù)居于全省第一、二名。圖11分析結(jié)果顯示，沈陽(yáng)市沈陽(yáng)第六人民醫(yī)院首次收治患者數(shù)目最多，其次為中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，患者就診后共發(fā)生三次轉(zhuǎn)院；確診患者中具有親屬（或朋友）關(guān)系的病例為：確診病例6、7、8，確診病例18、19、20，確診病例4、5、9，確診病例16、17，確診病例24、15。大連市第六人民醫(yī)院收治患者數(shù)目最多，其次為大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，確診患者中具有親屬（或朋友）關(guān)系的病例為：確診病例3、5、8，確診病例6、9、10、12，確診病例7、11，確診病例17、18、19。沈陽(yáng)市和大連市新冠肺炎的傳播均表現(xiàn)出家族聚集性的特點(diǎn)，印證了其有人傳人的特性，這提示我們疫情期間減少聚集，一旦家庭成員或所接觸人員發(fā)生病情，自身應(yīng)及時(shí)隔離，提高防范意識(shí)。在提升患者治愈水平及有效管控疫情上，除去轉(zhuǎn)院至省集中救治中心的患者，我們分析各地區(qū)醫(yī)院接診患者人數(shù)，得到圖12所示結(jié)果。圖12分析結(jié)果表明沈陽(yáng)市第六人民醫(yī)院、盤錦市傳染病醫(yī)院和大連市第六人民醫(yī)院收治患者人數(shù)最多，其次為中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院、葫蘆島市中心醫(yī)院和大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，沈陽(yáng)市和大連市收治患者數(shù)量整體較多。在資源調(diào)配上，除了將資源分配至省集中救治中心外，還需關(guān)注各地區(qū)患者確診及其初步治療的醫(yī)院，做到資源有效配置。 5 確診病例潛伏期分布病毒潛伏期是指從病原體侵入人體到最初出現(xiàn)臨床癥狀的一段時(shí)期。根據(jù)國(guó)家公布的信息顯示，新型冠狀病毒的潛伏期為14天。隨著新型冠狀病毒有潛伏期感染、無(wú)癥狀感染等情況，我們難以準(zhǔn)確得到新型冠狀病毒的潛伏期。本文假定將患者到達(dá)武漢（或返程）時(shí)間、與有武漢旅行史人員接觸時(shí)間、與所接觸確診患者的首次接觸時(shí)間確診時(shí)間均定義為“病原體侵入人體的時(shí)間”，取三者最早者，應(yīng)用該時(shí)間多存在誤差；將患者發(fā)病時(shí)間確定為出現(xiàn)臨床癥狀的時(shí)間，二者之間的時(shí)間間隔定為病毒潛伏期。同時(shí)去除潛伏期大于14天及無(wú)相關(guān)信息披露的患者，得到86例患者數(shù)據(jù)，分析結(jié)果如表1和圖13、圖14所示。遼寧省有數(shù)據(jù)可查的86例確診患者中，病毒潛伏期均值為7.767天，潛伏期大于等于8天的患者人數(shù)為48人，占比55.8%。患者出臨床反映的時(shí)間是確定的，但是感染病毒的時(shí)間是不確定的，用患者到達(dá)武漢（或返程）時(shí)間、與有武漢旅行史人員接觸時(shí)間、與所接觸確診患者的首次接觸時(shí)間確診時(shí)間定義為感染時(shí)間會(huì)使統(tǒng)計(jì)的潛伏期大于實(shí)際潛伏期，使得分析結(jié)果偏大。圖14為患者1月9日至2月20日期間轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出人數(shù)分布，轉(zhuǎn)入對(duì)應(yīng)患者出現(xiàn)臨床癥狀，轉(zhuǎn)出對(duì)應(yīng)于暴露，即患者到達(dá)武漢、與有武漢旅行史人員接觸或與確診患者首次接觸的時(shí)間。圖14數(shù)據(jù)表明在1月25日前有臨床癥狀患者占比低于暴露患者，之后這些潛伏期人員逐漸出現(xiàn)臨床癥狀，疾病爆發(fā)，確診人員數(shù)目逐漸增加。若及時(shí)采取有效的手段控制疫情傳播，則1月27日之后幾乎不再有人員處于潛伏期，這時(shí)前期潛伏期患者逐漸發(fā)病，這批確診患者若同時(shí)采取有效的醫(yī)療手段得到治療，則疫情傳播會(huì)逐漸被控制。圖15為截至2月20日確診患者由暴露到患病人數(shù)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)分析圖，圖中節(jié)點(diǎn)為日期，節(jié)點(diǎn)大小與當(dāng)日暴露和有臨床癥狀的患者之和成正比，節(jié)點(diǎn)間指向關(guān)系為患者由暴露轉(zhuǎn)移到患病的時(shí)間間隔，圖15結(jié)果顯示1月19日至1月24日期間人數(shù)最多，暴露和患病人數(shù)之和隨時(shí)間呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。遼寧省新型冠狀病毒肺炎自2月17日以來，已連續(xù)四天無(wú)新增確診患者，疫情形勢(shì)出現(xiàn)積極變化，防控工作取得積極成效。自疫情爆發(fā)以來，全省社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)停滯，連續(xù)四天無(wú)新增確診患者的態(tài)勢(shì)為盡快恢復(fù)遼寧省社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序提供了支持。只想著為抗“疫”阻擊戰(zhàn)貢獻(xiàn)力量，郭崇慧教授說，這是關(guān)于遼寧省疫情的最新數(shù)據(jù)描述性分析結(jié)果，希冀會(huì)對(duì)相關(guān)部門決策起支持作用！我們后續(xù)預(yù)測(cè)性分析和指導(dǎo)性分析還會(huì)持續(xù)研究！

大連理工大學(xué) 2021-04-10

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