今年夏天，当全美各地的酒吧、餐馆和商店开始重新开业时，尽管COVID-19的威胁仍在继续，人们还是离开了。
结果，包括圣路易斯地区在内的许多地区7月份的病例都有所增加。
利用数学建模，尤金大学的Arye Nehorai实验室进行了新的跨学科研究。玛莎洛曼电气工程教授普雷斯顿格林电气工程系;位于圣路易斯的华盛顿大学系统工程学院(Systems Engineering at Washington University in St. Louis)的一项研究，决定了在经济稳定和可能的最佳健康结果之间权衡时的最佳行动方案。
Nehorai该研究小组——包括奥林商学院商业经济学博士候选人David Schwartzman和麦凯维工程学院生物医学工程博士候选人Uri Goldsztejn——12月22日在《公共科学图书馆·综合》上发表了他们的发现。
该模型表明，在它们考虑的情景中，如果在有疫苗可用之前，老年人大多留在家中，而年轻人逐渐返回工作岗位，社区就可以最大限度地提高经济生产率，最大限度地减少疾病传播。
“ Nehorai表示，我们开发了一种COVID-19预测模型，首次考虑了不同检疫政策对经济和健康结果的相互影响。“你可以有一个最佳的隔离政策，将对健康和经济的影响降至最低。”
这项工作是易感、暴露、感染、恢复(SEIR)模型的扩展版本，SEIR模型是预测感染传播的常用数学工具。这种动态模型允许人员在称为间隔的组之间移动，并且每个间隔依次影响另一个间隔。
从最基本的角度来看，这些模型将人群划分为四个部分:易感人群、暴露人群、感染人群和康复人群。Nehorai的团队对这一传统模式进行了创新，将感染但无症状的人也包括在内，考虑到最新的了解，即他们之间的传播可能有何不同，以及他们的行为可能与有症状的人有何不同。这对模型的结果有很大的影响。
然后人们被分成不同的“子隔间”，例如年龄(老年人是60岁以上的人)或生产力。这是在采取隔离措施的情况下衡量一个人在家工作的能力。为了做到这一点，他们把大学学位作为在隔离期间谁能继续工作的一个代表。
然后他们开始工作，开发出模拟人们从一个隔间移动到另一个隔间的方程式。运动受到政策和个人决定的影响。
“例如，”Goldsztejn说，“如果经济在下降，就有更多的动机离开检疫隔离，”这可能会在模型中表现出来，因为人们从隔离隔间移动到易受影响的隔间。另一方面，从感染到康复不太取决于一个人的行动，可以通过康复或死亡率来更好地确定。此外，研究人员将死亡率建模为随着时间的推移而下降，因为关于如何治疗COVID-19的医学知识随着时间的推移越来越好。
施瓦茨曼表示，该团队研究了三种情况。在所有这三种情况下，给定的时间表是76周——它假定疫苗将在这段时间可用——在那之前，老年人大部分仍被隔离。
- 如果始终保持严格的隔离措施。
- 如果曲线变平后，年轻人的隔离措施迅速放松到正常活动。
- 如果曲线变平，对年轻人的隔离措施就会慢慢取消。
他说:“第三种情况在经济损害和健康后果方面是最好的。”因为在快速放松的情况下，会有另一种疾病传播，于是限制措施又会恢复
具体来说，他们发现在第一种情况下，有235724人死亡，经济萎缩34%。
在第二种情况下，隔离措施迅速放松，第二次疫情爆发，共造成525558人死亡，经济萎缩32.2%。
在第三种情况下，随着逐渐放松，死亡人数为262917人，经济萎缩29.8%。
“我们想要表明这是一种权衡，”Nehorai说。“我们想要找到数学上的最佳平衡点在哪里?”“和很多事情一样，“sweet spot”既没有处于极端状态——完全封锁，也没有像没有病毒一样进行。
另一个关键的发现是，听到这个消息大家都不应该感到惊讶:“people’对传染的敏感性与他们采取的预防措施有关，”Nehorai说。“使用预防措施仍然至关重要——口罩、社交距离、避免人群和洗手。”
圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院提倡独立探究和教育，强调科学卓越、创新和无国界的合作。麦凯维工程拥有一流的研究和研究生课程，尤其是在生物医学工程、环境工程和计算机方面，并拥有全国最挑剔的本科课程之一。拥有140名全职教师、1387名本科生、1448名研究生和21000名在世校友，我们正在努力解决一些社会最大的挑战;培养学生在整个职业生涯中成为领导者和创新;并成为圣路易斯地区及其他地区经济发展的催化剂。
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