Simulating COVID-19 cases and deaths using compartmental differential equation models
使用区室微分方程模型模拟 COVID-19 病例和死亡
基本信息
- 批准号:2445090
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2020
- 资助国家:英国
- 起止时间:2020 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Since the discovery of the new coronavirus SARS-Cov-2 in the region of Wuhan, China in late 2019, more than 209 million people have been infected and the number of deaths caused by this virus has now risen to over 4.3 million worldwide. This pandemic has not only triggered policy responses of unprecedented scale from authorities, with many countries going into months-long lockdown, but also international efforts for the fast development of vaccines to temper the virus' spread. As the undoubtedly most prominent feature of the year 2020, the emergence of SARS-Cov-2 has naturally caused an increase in interest in epidemiological research from a more diverse audience. Epidemiological modelling is a branch of mathematical biology that focuses on creating models that replicate the behaviour of infectious diseases in a population. Apart from informing how the epidemic evolves, these models can be used to direct public health interventions by government bodies (e.g. vaccination campaigns, partial or full lockdown of cities or regions) and help predict the outcome for each such scenario. However, despite the emergence of multiple models that could explain the evolution of the pandemic in different regions of the globe, no unified framework exists, and conflicting results often arise when using the same data for two distinct algorithms. These models often suffer from poorly described methodology and the software on which those studies base their finding are very often not open to the general public. The principal aim of this project is to reconstruct and reproduce the results of various models currently used in policy making and the prediction of the evolution of the Covid-19 pandemic, in a unified framework. By doing so, we hope to compare the performance of different models, as well as develop a Python module 'epimodels'. Epimodels is designed as a library of different epidemiological models, with example notebooks to show the functionalities of the different submodules and is equipped with unit tests for all usable routines. This falls within the EPSRC Mathematical Biology (for its focus on epidemiology), and Software Engineering research areas. This project is done in partnership with Roche and one of the models to be featured in the 'epimodels' module will be in fact one of their own. Currently, the library contains one model, used by Public Health England (PHE) and developed with the University of Cambridge. Other models among those listed by the UK government as being used in policy making, e.g. the Ferguson model are planned to be added in the future. The software will be entirely open-source and constantly maintained. Users of this Python module will be able to choose from a multitude of models one that resembles the most the particularities of the epidemic they are trying to study. Its main purpose is to become a tool for epidemiological research with the added benefit of being a pedagogical resource at the same time: it can help not only those more experienced with epidemiological research find a ready-made framework in which they can work and can add their own model but also those new to the field understand how different assumptions may impact the outcome of an epidemic. Some secondary objectives include a qualitative assessment of the time-step chosen for compartmental models, as well as a comparison of the current situation with the scenario when no interventions would have been taken by the authorities. The main data that will be used for this research will focus on the ongoing Covid-19 epidemic in England and how policies impact the outcome of the epidemics for different choices of models. Inference methods will also be developed to assess robustness and retrieve relevant statistics, e.g. reproduction number estimates. Also, a comparative analysis of the epidemic profile using multiple models using the same data will be done to assess which models are best for specific simulation regimes and different types of da
自2019年底在中国武汉地区发现新型冠状病毒SARS-Cov-2以来,全球已有超过2.09亿人感染,该病毒造成的死亡人数现已上升至430多万人。这场大流行不仅引发了当局前所未有的政策反应,许多国家进入长达数月的封锁,而且国际上也在努力快速开发疫苗以遏制病毒的传播。作为2020年最突出的特点,SARS-Cov-2的出现自然引起了更多不同受众对流行病学研究的兴趣。流行病学建模是数学生物学的一个分支,其重点是创建在人群中复制传染病行为的模型。除了告知流行病如何演变外,这些模型还可用于指导政府机构的公共卫生干预措施(例如疫苗接种活动,部分或完全封锁城市或地区),并帮助预测每种情况的结果。然而,尽管出现了多种可以解释地球仪不同地区大流行演变的模型,但并不存在统一的框架,而且当使用相同的数据进行两种不同的算法时,经常会出现相互矛盾的结果。这些模型往往受到描述不佳的方法和软件,这些研究的基础上,他们的发现往往是不向公众开放。该项目的主要目的是在一个统一的框架内重建和重现目前用于制定政策和预测2019冠状病毒病疫情演变的各种模型的结果。通过这样做,我们希望比较不同模型的性能,并开发一个Python模块“epimodels”。Epimodels被设计为不同流行病学模型的库,具有示例笔记本以显示不同子模块的功能,并配备了所有可用例程的单元测试。这福尔斯属于EPSRC数学生物学(其重点是流行病学)和软件工程研究领域。这个项目是与罗氏合作完成的,其中一个将在“epimodels”模块中展示的模型实际上是他们自己的。目前,该库包含一个模型,由英国公共卫生(PHE)使用,并与剑桥大学开发。英国政府列出的用于政策制定的其他模型,例如弗格森模型,计划在未来添加。该软件将完全开源并持续维护。这个Python模块的用户将能够从众多的模型中选择一个与他们试图研究的流行病的特殊性最相似的模型。它的主要目的是成为流行病学研究的工具,同时也是一种教学资源:它不仅可以帮助那些在流行病学研究方面经验丰富的人找到一个现成的框架,他们可以在其中工作并添加自己的模型,而且还可以帮助那些新进入该领域的人了解不同的假设如何影响流行病的结果。一些次要目标包括对为分区模型选择的时间步骤进行定性评估,以及将目前的情况与当局不采取干预措施的情况进行比较。本研究将使用的主要数据将集中在英格兰正在进行的Covid-19疫情以及政策如何影响不同模型选择的疫情结果。还将制定推断方法,以评估稳健性和检索相关统计数据,例如繁殖数量估计数。此外,还将对使用相同数据的多个模型的流行概况进行比较分析,以评估哪些模型最适合特定的模拟制度和不同类型的疾病。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('', 18)}}的其他基金
An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
- 批准号:
2901954 - 财政年份:2028
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
- 批准号:
2896097 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
- 批准号:
2780268 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
- 批准号:
2908918 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
- 批准号:
2908693 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
- 批准号:
2908917 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
- 批准号:
2879438 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
- 批准号:
2890513 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
- 批准号:
2876993 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
相似国自然基金
CEACAM5调控Galectin-9介导的CD4+T细胞极化在COVID-19肠屏障损伤的作用机制研究
- 批准号:82370569
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
COVID-19疫情对我国儿童生长发育影响的异质性研究
- 批准号:42371429
- 批准年份:2023
- 资助金额:52.00 万元
- 项目类别:面上项目
传染病模型的稳态切换过程研究及其在治疗COVID-19中的应用
- 批准号:LQ23A010016
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
“湿漫膜原”视角下研究加味达原饮重塑COVID-19“免疫炎症稳态”的分子机制:TLR4介导IRF3/NF-κB通路串扰
- 批准号:82374291
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
COVID-19中线粒体囊泡抑制CD8+T细胞记忆分化的机制研究
- 批准号:82300018
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
COVID-19疫情爆发后武汉地区儿童副流感病毒3型的流行趋势和进化规律研究
- 批准号:n/a
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于 GDF15-IL6 信号轴探究扶正解毒方逆转血管内皮衰老治疗COVID-19的作用与机制
- 批准号:82374392
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
多维不平稳和长记忆性的复杂整值时间序列的建模及其在Covid-19研究中的应用
- 批准号:12301358
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
COVID-19疫苗同源、异源加强剂次细胞免疫与体液免疫效应的前瞻性队列研究
- 批准号:n/a
- 批准年份:2023
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于人源细胞3D培养和精密肺切片技术探讨慢阻肺患者COVID-19易感机制研究
- 批准号:LY23H190003
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
COVID-19とデジタルネイティブ世代-多言語による語りの収集と分析
COVID-19 和数字原生代 - 多语言叙述的收集和分析
- 批准号:
23K21932 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
COVID-19関連失業者の心理的ストレスと包括的支援ー環境と個人へのアプローチ
对与 COVID-19 相关的失业工人的心理压力和综合支持:针对环境和个人的方法
- 批准号:
23K20767 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
COVID-19後遺症と中枢神経内炎症の関連性: PETイメージングによる探索的研究
COVID-19 后遗症与中枢神经系统炎症之间的关系:使用 PET 成像的探索性研究
- 批准号:
24K02387 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
COVID-19後遺症のリスク低減を目指したAIによるデータ駆動型予測システムの構築
使用 AI 构建数据驱动的预测系统,以降低 COVID-19 后遗症的风险
- 批准号:
24K13321 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
COVID-19パンデミックが自殺率の推移に及ぼした影響の解明
阐明 COVID-19 大流行对自杀率趋势的影响
- 批准号:
24K13500 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
COVID-19に学ぶ高齢者居住施設の建築計画 体験語りの環境把握と多分野協働の試み
老年生活设施的建筑规划从 COVID-19 中学习:通过经验故事了解环境并尝试多学科合作
- 批准号:
24K07849 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
森林浴の癒やし効果を活用した観光資源開発支援:COVID-19後に楽しく観光するために
利用森林浴的治愈效果支持旅游资源开发:为了在COVID-19之后享受愉快的观光
- 批准号:
23K28338 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
COVID-19, health and labour market marginalisation
COVID-19、健康和劳动力市场边缘化
- 批准号:
DP230102184 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Projects
Digital Disability Inclusion: design lessons from COVID-19
数字残障包容性:COVID-19 的设计经验教训
- 批准号:
IM240100147 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Mid-Career Industry Fellowships
Post-COVID-19 Multicultural Community Building in Japan: Enhancing Risk Communication and Resilience among Foreign Residents
COVID-19 后日本的多元文化社区建设:加强外国居民的风险沟通和抵御能力
- 批准号:
24K15447 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)