传染病模型医学宣教培训课件.ppt

1、传染病模型医学宣传染病模型医学宣教教致命的瘟疫在人类历史上，天花和黑死病、痢疾、霍乱等瘟疫都留下了惊人的死亡数字。传染病模型医学宣教2 公元前公元前 1100多年前，印多年前，印度或埃及出现急性传染病天度或埃及出现急性传染病天花。公元前花。公元前3前前2世纪，印世纪，印度和中国流行天花。公元度和中国流行天花。公元165180年，罗马帝年，罗马帝*国天花国天花大流行，大流行，14的人口死的人口死 亡。亡。6世纪，欧洲天花流行，造成世纪，欧洲天花流行，造成10的人口死亡。的人口死亡。17、18世世纪，天花是欧洲最严重的传纪，天花是欧洲最严重的传染病，死亡人数高达染病，死亡人数高达1.5亿。亿。19

2、世纪中叶，中国福建等地世纪中叶，中国福建等地天花流行，病死率超过天花流行，病死率超过12。19001909年，俄国因天花年，俄国因天花死亡死亡50万人。万人。传染病模型医学宣教3 据史书记载，霍乱于据史书记载，霍乱于1817年首次在印度流行，年首次在印度流行，1823年传入俄国，年传入俄国，1831年传入英国。年传入英国。19世纪初至世纪初至20世纪末，世纪末，大规模流行的世界性大规模流行的世界性 霍霍乱共发生乱共发生8次。次。18171823年，霍乱第一次大规模流行，从年，霍乱第一次大规模流行，从“人类霍乱人类霍乱的故乡的故乡”印度恒河三角洲蔓延到欧洲，仅印度恒河三角洲蔓延到欧洲，仅1818

3、年前后便年前后便使英国使英国6万余人丧生。万余人丧生。1961年出现第七次霍乱大流行，始年出现第七次霍乱大流行，始于印度尼西亚，波及五大洲于印度尼西亚，波及五大洲140多个国家和地区，报告患多个国家和地区，报告患者逾者逾350万。万。1992年年10月，第八次霍月，第八次霍 乱大流行，席卷印乱大流行，席卷印度和孟加拉国部分地区，短短度和孟加拉国部分地区，短短23个月就报告病例个月就报告病例10余余万，死亡人数达几千人，随后波及许多国家和地区。万，死亡人数达几千人，随后波及许多国家和地区。传染病模型医学宣教4 疟疾每年在全球有五亿宗病例，导致超疟疾每年在全球有五亿宗病例，导致超过过 100 万人

4、死亡，大部份在非洲发生。世界万人死亡，大部份在非洲发生。世界卫生组织指出疟疾平均每卫生组织指出疟疾平均每 30 秒杀死一个秒杀死一个 5 岁以下的儿童；疟疾也是导致非洲经济一直岁以下的儿童；疟疾也是导致非洲经济一直陷于困境的主要原因之一。陷于困境的主要原因之一。传染病模型医学宣教5 第一次世界性鼠疫大流行：始于公元6世纪，源自中东，流行中心为近东地中海沿 岸，持续近60年，高峰期每天死亡万人，死亡总数近1亿人。公元前430前427年，雅典发生鼠疫，近 12人口死亡，整个雅典几乎被摧毁。第二次世界性鼠疫大流行：史称“黑死病”，13481351年在欧洲迅速蔓 延，患者35天内即死，3年内丧生人数达

5、6200万，欧洲人口减少近14，其中威尼斯减70，英国减58，法国减 34。此次“黑死病”延续到17世纪才消弭。第三次世 界性鼠疫大流行：1894年，香港地区爆发鼠疫，波及亚洲、欧洲、美洲、非洲和澳洲的60多个国家，死亡逾千万人。其中，印度最严重，20年内死亡102万多人。传染病模型医学宣教6 1918-1919年，爆发了席卷全球的流感疫病，年，爆发了席卷全球的流感疫病，导致导致2,000-5,000万人死亡，是历史上最严重的流感万人死亡，是历史上最严重的流感疫症。疫症。流行性感冒简称流行性感冒简称流感，是由流感病流感，是由流感病毒引起的急性呼吸毒引起的急性呼吸道传染病，能引起道传染病，能引起

6、心肌炎、肺炎、支心肌炎、肺炎、支气管炎等多种并发气管炎等多种并发症症,极易发生流行，极易发生流行，甚至达到世界范围甚至达到世界范围的大流行。的大流行。传染病模型医学宣教7 目前的目前的H5N1型病毒株仅能通型病毒株仅能通过禽类传染给人体，必须防范它过禽类传染给人体，必须防范它与人类的流行性感冒病毒株接触与人类的流行性感冒病毒株接触进行基因重组，突变出进行基因重组，突变出“人传人人传人”的禽流感病毒。禽流感一旦在人的禽流感病毒。禽流感一旦在人际传播，数亿人生命将受到威胁。际传播，数亿人生命将受到威胁。自自2003年来年来全世界已有全世界已有14个个国家国家357人感染人感染了禽流感病毒，了禽流感

7、病毒，其中其中219人因感人因感染了该病毒而死染了该病毒而死亡。亡。传染病模型医学宣教8HIV是艾滋病的病是艾滋病的病原体，主要通过体液、原体，主要通过体液、血液传播。艾滋血液传播。艾滋病联合规划署和世界病联合规划署和世界卫生组织在卫生组织在“2006艾滋病流行最新情况艾滋病流行最新情况”报告中说，世界上每报告中说，世界上每隔隔8秒钟就有一人感秒钟就有一人感染染HIV，全球每天有，全球每天有1.1万人感染万人感染HIV，与，与此同时，每天有此同时，每天有8000名感染者丧命。名感染者丧命。传染病模型医学宣教9SARS（Severe Acute Respiratory Syndrome，严重急，

8、严重急性呼吸道综合症性呼吸道综合症,俗俗称：非典型肺炎）是称：非典型肺炎）是21世纪第一个在世纪第一个在23个国家和地区范围内个国家和地区范围内传播的传染病。传播的传染病。2002 2002年年1111月月1616日中国广东佛山发现第一个非典型肺炎的病例。日中国广东佛山发现第一个非典型肺炎的病例。截至截至20032003年年7 7月月1111日，全球共日，全球共80698069名患者，死亡人数达名患者，死亡人数达775775，死亡率，死亡率约为约为12%12%。目前已经找到治疗方法，中国和欧盟科学家联手，成功找到了目前已经找到治疗方法，中国和欧盟科学家联手，成功找到了1515种能有效杀灭非典病

9、毒的化合物。香港大学的新近研究表明，蝙种能有效杀灭非典病毒的化合物。香港大学的新近研究表明，蝙蝠可能是蝠可能是SARSSARS病毒野生宿主病毒野生宿主传染病模型医学宣教10问题的提出：问题的提出：医生们发现，在一个民族或地区，医生们发现，在一个民族或地区，当某种传染病流传时，波及到的总人当某种传染病流传时，波及到的总人数大体上保持为一个常数。即既非所数大体上保持为一个常数。即既非所有人都会得病也非毫无规律，两次流有人都会得病也非毫无规律，两次流行（同种疾病）的波及人数不会相差行（同种疾病）的波及人数不会相差太大。如何解释这一现象呢？试用建太大。如何解释这一现象呢？试用建模方法来加以证明。模方法

10、来加以证明。传染病模型医学宣教12 传染病是人类的大敌，通过疾病传播过程传染病是人类的大敌，通过疾病传播过程中若干重要因素之间的联系建立微分方程加以中若干重要因素之间的联系建立微分方程加以讨论，研究传染病流行的规律并找出控制疾病讨论，研究传染病流行的规律并找出控制疾病流行的方法显然是一件十分有意义的工作。流行的方法显然是一件十分有意义的工作。描述传染病的传播过程描述传染病的传播过程分析受感染人数的变化规律分析受感染人数的变化规律 预报传染病高潮到来的时刻预报传染病高潮到来的时刻预防传染病蔓延的手段预防传染病蔓延的手段按照传播过程的一般规律，按照传播过程的一般规律，用机理分析方用机理分析方法建立

11、模型法建立模型传染病模型医学宣教13 已感染人数已感染人数(病人病人)i(t)每个病人每天有效接触每个病人每天有效接触(足以使人致病足以使人致病)人数为人数为 模型模型1 1假设假设ttititti)()()(若有效接触的是病人，若有效接触的是病人，则不能使病人数增加则不能使病人数增加必须区分已感染者必须区分已感染者(病病人人)和未感染者和未感染者(健康人健康人)建模建模0)0(iiidtdiitteiti0)(?传染病模型医学宣教14sidtdi1)()(tits模型模型2 2区分已感染者区分已感染者(病人病人)和未感染者和未感染者(健康人健康人)假设假设1）总人数）总人数N不变，病人和健康

12、不变，病人和健康 人的人的 比例分别为比例分别为)(),(tsti 2）每个病人每天有效接触人数）每个病人每天有效接触人数为为,且且使接触的健康人致病使接触的健康人致病建模建模ttNitstittiN)()()()(0)0()1(iiiidtdi 日日接触率接触率SI 模型模型传染病模型医学宣教15teiti1111)(00)0()1(iiiidtdi模型模型21/2tmii010t11ln01itmtm传染病高潮到来时刻传染病高潮到来时刻 (日接触率日接触率)tm 1itLogistic 模型病人可以治愈！病人可以治愈！?t=tm,di/dt 最大最大传染病模型医学宣教16模型模型3传染病无

13、免疫性传染病无免疫性病人治愈成病人治愈成为健康人，健康人可再次被感染为健康人，健康人可再次被感染增加假设增加假设SIS 模型模型3）病人每天治愈的比例为）病人每天治愈的比例为 日日治愈率治愈率ttNittitNstittiN)()()()()(建模建模/日接触率日接触率1/感染期感染期 一个感染期内一个感染期内每个病人的每个病人的有效接触人数，称为有效接触人数，称为接触数接触数。0)0()1(iiiiidtdi传染病模型医学宣教171,01,11)(i)11(iidtdi模型模型3i0i0接触数接触数 =1 阈值阈值/1)(ti形曲线增长按Sti)(感染期内感染期内有效接触感染的有效接触感染的

14、健康者人数不超过病人数健康者人数不超过病人数小01i1-1/i0iiidtdi)1(模型模型2(SI模型模型)如何看作模型如何看作模型3(SIS模型模型)的特例的特例idi/dt01 10ti 11-1/i0t 1di/dt 1/i(t)先升后降至先升后降至0P2:s01/i(t)单调降至单调降至01/阈阈值值P3P4P2S0传染病模型医学宣教22ssss00lnlnSIR模型模型预防传染病蔓延的手段预防传染病蔓延的手段 (日接触率日接触率)卫生水平卫生水平 (日日治愈率治愈率)医疗水平医疗水平 传染病不蔓延的条件传染病不蔓延的条件s01/的估计的估计0ln1000sssis0i忽略 降低降低

15、 s0提高提高 r0 1000ris 提高阈值提高阈值 1/降低降低 (=/),群体免疫群体免疫传染病模型医学宣教23模型检验模型检验 医疗机构一般依据医疗机构一般依据r(t)r(t)来统计疾病的波及人来统计疾病的波及人数数 ，从广义上理解，从广义上理解，r(t)r(t)为为t t时刻已就医而被隔时刻已就医而被隔离的人数，是康复还是死亡对模型并无影响。离的人数，是康复还是死亡对模型并无影响。由模型（由模型（12)(14)12)(14)计算可得：计算可得：SIR模型模型)24()1()23()(00rresridtdrests)25()2()1(1)(020tthsstr可计算出方程（可计算出方

16、程（2424）的近似解）的近似解传染病模型医学宣教24曲线曲线 在医学上被称为疾在医学上被称为疾病传染曲线。病传染曲线。右图给出了上式曲线的右图给出了上式曲线的图形，可用医疗单位每图形，可用医疗单位每天实际登录数进行比较天实际登录数进行比较拟合得最优曲线。拟合得最优曲线。图图10 10（见（见P143P143）记录了）记录了19051905年下半年至年下半年至19061906年上年上半年印度孟买瘟疫大流行期间每周死亡人数，不半年印度孟买瘟疫大流行期间每周死亡人数，不难看出两者有较好的一致性。难看出两者有较好的一致性。)2(22202tchsdtdr传染病模型医学宣教25SIR模型模型被传染人数

17、的估计被传染人数的估计0ln1000sssis记被传染人数比例记被传染人数比例ssx00)211(200sxsx0)1ln(10sxx)1(200ssx2xxs0i0s/1P10ssi0 0,s0 1 小小,s0 1提高阈值提高阈值1/降低降低被传染人数比例被传染人数比例 xs0-1/=传染病模型医学宣教26综上所述，模型综上所述，模型4 4指出了传染病的以下特征：指出了传染病的以下特征：（1 1）当人群中有人得了某种传染病时，此疾）当人群中有人得了某种传染病时，此疾病并不一定流传，仅当易受感染的人数与超过阀病并不一定流传，仅当易受感染的人数与超过阀值时，疾病才会流传起来。值时，疾病才会流传起来。（2 2）疾病并非因缺少易感染者而停止传播，）疾病并非因缺少易感染者而停止传播，相反，是因为缺少传播者才停止传播的，否则将相反，是因为缺少传播者才停止传播的，否则将导致所有人得病。导致所有人得病。（3 3）种群不可能因为某种传染病而绝灭。）种群不可能因为某种传染病而绝灭。传染病模型医学宣教27第一：对问题不断深入研究后，针对不同情况 逐步修改假设，是模型逐渐符合实际；第二：较全面的研究了传染病的几个问题；第三：建模过程中计算机技术和建模方法结合 使用。模型的评价模型的评价传染病模型医学宣教28