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作者：曹培信、牛婉楊、劉俊寰
2月28日，《胸部疾病雜誌》（Journal of Thoracic Disease）刊發了鍾南山院士團隊最新研究文章。研究基於優化模型SEIR和人工智慧預測：中國新冠肺炎疫情在2月下旬達到高峰，4月底趨於平緩。截至4月底，國內疫情規模在9萬到12萬之間。
研究指出，針對疫情採取的封閉防控措施行之有效。如果對新冠肺炎疫情採取的防控措施推遲5天，內地疫情規模預估將擴大至3倍；如果提前5天採取措施，總感染人數將是現在的1/3。
論文的通訊作者正是廣州醫科大學呼吸內科教授、國家呼吸系統疾病臨床醫學研究中心主任鍾南山，另一位通訊作者則是廣州醫科大學附屬第一醫院胸外科主任、廣州呼吸健康研究院院長、呼吸疾病國家重點實驗室學組組長何建行。
論文連結：
http://jtd.amegroups.com/article/view/36385/pdf
2月27日，在廣州市政府疫情防控專場新聞通氣會上，鍾南山曾表示，疫情開始時，國外流行病學專家利用權威試驗模型，結果顯示，到2月初，中國新冠感染者人數將達到16萬人，但他們沒有考慮到國家的強力幹預和春節的延遲復工。
隨後鍾南山提及他們團隊的預測模型，「投稿至國外權威期刊後被退稿」，但事實上，「我們的預測更接近權威」。
論文中，鍾南山團隊的預測模型顯示，如果繼續採取目前的幹預措施，湖北省內的疫情在2月20日已達到頂峰，確診病例預計為42792例，根據衛健委公布的數據，2月20日湖北省確診病例實際為48730例；疫情將在4月底逐步平緩，累積確診病例將達到59578例，總流行感染規模預計為122122例。
同時，論文中也做出了相關的假設，如果隔離措施推遲5天，國內的疫情規模將增加3倍，達到351874例；而如果提前5天採取措施，總感染人數將是現在的1/3，或將控制在40991例。
研究還指出，逐漸放開對湖北省的限制很有可能導致新一批的易感人群流入，湖北省在3月11日可能再出現一個小高峰，不過，由於大量的醫療物資已經轉移到湖北，當地也採取了一些防控措施，這些都有助於減少返程高峰帶來的影響。
這場疫情的爆發恰逢人類歷史上規模最大的遷徙——春運，為了遏制其蔓延，中國於2020年1月23日採取了前所未有的全國性幹預措施，這些政策包括大規模檢疫、嚴格控制旅行和廣泛監測可疑病例。然而，這些措施對疫情的控制究竟起到了多大作用呢？這就是這篇論文主要探討的問題。
具體的做法是：
將1月23日前後的人口遷移數據和最新的COVID-19流行病學數據整合到SEIR模型中推導出不同措施下的疫情流行曲線；
根據2003年的SARS數據進行訓練LSTM模型，以預測疫情。
改進SEIR模型
為了適應Susceptible[S]和Exposed[E]的動態變化，相對傳統的SEIR模型，論文引入了輸入參數 In(t)和輸出參數Out(t) 。
改進後的模型如下：
[E]人群代表的是無症狀感染者，[I]指有症狀感染者。潛伏率σ是暴露的個體出現症狀的速率。
模型的參數方面，潛伏期估計為7天，死亡率估計為3%，利用湖北省的流行病學數據對傳播概率B進行估計，確定B的95%置信區間為0.05249（0. 05068–0. 05429），β1=0.15747，β2=0.78735。
而後，根據模型計算浙江、廣東、湖北三省及全國的病毒傳播趨勢，並且模擬了限制移徙的公共衛生幹預措施的效果，以及在實際幹預時間提前和延後五天採取幹預措施的效果。
從全國的疫情情況計算結果來看：
按照現實中採取的隔離措施和時間，該流行病預計將在2月28日達到高峰，病例數為59,764例（95%置信區間:51979-70172例）。總規模預計為122122例（95%置信區間:89741-156794例）；
如果整個幹預措施推遲5天實施，接觸病例比例的初步增加將導致感染病例的指數級增長，在2020年3月4日達到頂峰，達到173372例，到4月底，全國疫情總規模將達到351874例；
如果整個幹預措施提前5天實施，全國的病例數將達到40991。
圖A：湖北採取嚴厲隔離措施的情況，圖B：湖北採取緩松隔離措施的情況
全國情況：藍色代表1月23日採取措施，紅色代表提前5天採取措施，灰色代表推遲5天採取措施。
LSTM時間序列模型
LSTM模型是一種已經被用來處理和預測各種時間序列問題的遞歸神經網絡模型（RNN），來預測隨著時間的推移新感染病例的數量。
論文使用2003年SARS流行統計數據作為訓練數據集，納入了COVID-19流行病學參數，如傳播概率、潛伏率、恢復率和接觸人數。由於相對較小的數據集，研究人員開發了一個更簡單的網絡結構，以防止過擬合。
該模型使用Adam優化器進行了優化，並進行了500次迭代。
模擬結果顯示，全國新感染病例將在2月4日達到高峰，到4月底將有95000例，而新確診病例的實際數量與LSTM預測曲線在1月22日至2010年12月之間有顯著的擬合。
論文最後表示，研究沒有考慮的因素一是沒有考慮其他可能增加確診病例數的因素，比如診斷能力；二是沒有考慮季節的影響，比如氣溫的變化。
截至目前，全球新冠病毒感染人數已超過11萬人，分布在100國家和地區，超過3800人死亡。中國已累計確診8萬人。
中國的疫情發展態勢較為平緩，廣東和浙江在前一周每天報告不到6例新病例，而湖北的新病例數與過去幾周相比也有所下降。然而隨著國外疫情的發展，外來人員開始進入北京、上海、廣東等地區，近日北京持續新增國外輸入性確診病例，因此各地仍然需要採取嚴格的防控措施。
儘管因為湖北有相當數量的病例，從其他省份遷入的可能性似乎較小，但仍不可掉以輕心。鍾南山團隊的最新論文強調了一個關鍵點，即取消對湖北的檢疫限制將使得新的易感人群湧入，導致2020年3月11日左右另一個流行高峰。
關於全球疫情，鍾南山給出了一些最新研判：
全球疫情至少延續至6月，防輸入應加強邊境檢測
日前，鍾南山院士在參加廣東省疫情防控專家座談會時表示，全球疫情的發展估計將至少延續至6月份。
據國家衛健委最新數據顯示，截至3月8日24時，31個省（自治區、直轄市）和新疆生產建設兵團累計報告境外輸入確診病例67例。
鍾南山表示，新冠病毒防控的重點將從輸出轉為輸入。以廣東為例，廣東國際交往較多，所以要加強邊境檢測的措施，而且要制定從國外疫區來華的措施，對相關人員做必要的隔離。
採用智慧機器人採樣，避免交叉感染
近日，由鍾南山院士團隊與瀋陽自動化研究所聯合發起的新型智能化咽拭子採樣機器人系統研發完成，並在首期臨床試驗中實現對受試者的有效採樣且採樣力度均勻，取得階段性進展。
由於咽拭子操作過程中醫務人員須與患者近距離接觸，具有較高交叉感染的風險。且採集咽拭子過程，因醫務人員水平差異、心理狀態變化、操作規範不規範等導致拭子質量容易出現假陰性，影響對病情的判斷。
因此鍾南山院士團隊與中科院瀋陽自動化研究所聯合提出了智能化機器人咽拭子採樣的解決方案。自除夕後開始，由李時悅教授牽頭，廣州醫科大學附屬第一醫院廣州呼吸健康研究院聯合瀋陽自動化所劉浩教授團隊、瀋陽術馳醫療科技有限公司合作緊急研發咽拭子採樣機器人。
目前機器人已應用檢測，成功率大於95%。3月8日，團隊首次為確診陽性病人進行機器人咽拭子採樣試驗。
該機器人系統至今已開展首期20例受試者的臨床試驗，採集樣本80份。細胞學檢測結果顯示，機器人咽拭子採樣可以達到較高的質量，一次成功率大於95%，能夠實現有效採樣且採樣力度均勻，受試者咽部均無紅腫、出血等不良反應。
儘管我國疫情目前看來趨於平緩，全球疫情態勢仍不容樂觀。截至3月10日上午10點，義大利新冠肺炎累計確診病例達9172例，韓國累計確診7513例，伊朗累計確診7161例，法國累計確診1412例，美國累計確診704例。
這是一場全球性的「戰役」，每個人都是戰士，堅持不懈就能戰勝疫情。
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