koronavirus

Koronavirusepidemian leviämistä arvioidaan matemaattisen mallinnuksen avulla

01.04.2020

Matemaattisen mallinnuksen avulla on mahdollista arvioida koronavirusepidemian kestoa ja voimakkuutta. Mallien pohjana on paitsi aiempaa tutkimusta, myös useita muuttuvia tekijöitä. Mallinnusta tehdään eri alojen asiantuntijoiden yhteistyönä.

Tilastotieteen professori Kari Auranen Turun yliopistosta työskentelee Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen kutsumassa asiantuntijaryhmässä, jossa tuotetaan matemaattisia malleja koronavirusepidemian tilanteen arvioimiseksi.

– Viimeiset pari viikkoa mallinnusta on tehty hyvin tiiviissä tahdissa. Työskentelen kotoa käsin kuten monet muutkin tällä hetkellä, Auranen kuvailee.

Arvioita tehdään epidemian kulusta, johon liittyvät mm. seuraavat asiat:

  • kuinka moni voi saada tartunnan
  • kuinka kauan epidemia voi kestää
  • miten erilaiset epidemian rajaamistoimet vaikuttavat sen etenemiseen
  • minkälainen riskin on siihen, että tartunta johtaa tautiin
  • kuinka paljon epidemia voi aiheuttaa kuormitusta terveydenhuollolle.

Pohjana aiempi tutkimus ja käytännön kokemus

Koronaa varten rakennetut mallit perustuvat osittain samanlaisiin malleihin, joilla on aiemmin arvioitu muiden tarttuvien virusinfektioiden (esimerkiksi vesirokko) epidemiologiaa. Tilanne on nyt kuitenkin kovin erilainen, sillä virus ennestään tuntematon.

– Tilanne on nyt akuutti ja uutta tietoa kertyy koko ajan, Auranen kuvaa.

Mallia päivitetään jatkuvasti uuden tiedon perusteella hyödyntämällä kansainvälistä ja Suomen omaa seuranta-aineistoa.

Mallissa arvioidaan epidemian leviämistä ja tartunnan saavien sairastavuutta

Yksinkertaistettuna malli muodostuu kahdesta osasta:

Epidemian leviämista koskeva malli: Tässä tärkeässä roolissa on epidemian kokoon vaikuttava tartuttavuusluku eli R0 (mitä suurempi luku, sitä suurempi ja nopeammin leviävä epidemia). Luku kuvaa sitä, kuinka monta ihmistä yksi tartunnan saanut voi tartuttaa, jos kaikki muut olisivat vielä alttiita. Tämän luvun arvioinnin pohjana on hyödynnetty tutkimuskirjallisuutta sekä havaintoja Wuhanin koronaepidemiasta.

– R0 eli tartuttavuusluku ei ole mikään luonnonvakio, vaan siihen vaikuttavat eri tekijät, mm. ihmisten välisten kontaktien määrä. Näihin vaikuttavat myös epidemian rajaamistoimenpiteet. Niiden vaikutus on vielä tällä hetkellä varmastikin suurin epidemian kulkuun vaikuttava tekijä, Auranen selittää.

Sairastavuuden malli: Tartuntamallin lisäksi tarvitaan arvioita ja vähitellen kertyvää tietoa tartuntaan liittyvästä sairastumisen riskistä. Koronaviruksen kohdalla tämä riski kohoaa huomattavasti yli 60-vuotiaiden joukossa.  

– Julkisessa keskustelussa tauti ja tartunta saattavat mennä sekaisin. Mallissa arvioidaan käytännössä sekä tartunnan leviämistä että riskiä, että tartunta aiheuttaa sairaalahoitoa vaativan vakavan taudin. Parhaillaan on vielä useita arvioita siitä, mikä tämän riskin oikea taso on, Auranen kertoo.

Mallit syntyvät eri alojen asiantuntijoiden yhteistyössä

Auranen työskentelee osana asiantuntijaryhmää, jossa on tilastotieteilijöiden ja matemaatikoiden lisäksi epidemiologeja ja lääkäreitä. Arviointityössä olennaisinta on Aurasen mukaan tietojen yhdistäminen ja monitieteinen tulkinta, sillä uutta tietoa saadaan jatkuvasti.

– Epidemiologisen kehikon ymmärtäminen on mielestäni kaikista tärkein asia mallintamisessa. Kyseessä ei ole tekninen vaan tutkimuksellinen suoritus ja tulkinta. Poikkitieteellisyys on tässä tärkeää, tarvitaan matematiikkaa, tilastotiedettä ja epidemiologiaa. Pelkkä mekaaninen laskeminen eri riitä, Auranen kiteyttää.

Teksti: Tina Myllyniemi

Luotu 01.04.2020 | Muokattu 30.04.2020