Betegségmodellezés

Betegségmodellezés a fertőző vagy nem fertőző betegségek dinamikáját matematikai vagy számítógépes modellek segítségével vizsgáló terület. Célja, hogy megértse, hogyan terjed egy betegség a populációban, előre jelezze a járvány alakulását és értékelje a különböző beavatkozások hatását. A megközelítés lehet elméleti vagy adatvezérelt, és gyakran több szinten alkalmazható, például populációszintű modellekben, hálózatos kapcsolatokon alapuló modellekben vagy ügynök-alapú szimulációkban.

A leggyakoribb megközelítések közé tartoznak a kompartmentális modellek, például SIR, SEIR és SIS típusok, amelyek a fertőzöttség állapotait és a köztük zajló áramlást írják le. Determinisztikus változataik a sokaság egészére adnak becsléseket, míg a sztochasztikus modellek a véletlenszerűséget is figyelembe veszik. Ügynök-alapú és hálózatalapú megközelítések konkrét kapcsolatokat és viselkedési mintákat modelleznek. A jellemző mértékek közé tartozik az alapító reprodukciós szám, R0, és az időben változó Rt, amely a beavatkozások hatását tükrözi.

Adatokra és kalibrációra van szükség: incidencia-, prevalencia- és kontaktusinformációk, mobilitási adatok és bejelentett esetek. A paraméterek becslése történhet bayesi vagy maximum-likelihood alapú módszerekkel, és a bizonytalanságot gyakran különböző scenáriókkal vagy érzékenységvizsgálatokkal kezelik.

Alkalmazások között szerepelnek előrejelzések, közegészségügyi tervezés és a beavatkozások hatásának értékelése, például oltási stratégiák vagy korlátozó intézkedések esetén. Korlátai a feltételezett struktúrák és adatok bizonytalansága, a modellek leegyszerűsítései és a nemzetközi összehasonlíthatóság kérdése. A terület történetében a SIR-modell és a Kermack–McKendrick keretrendszer alapvető mérföldkövek, később pedig a fertőző betegségek adatvezérelt és hálózatorientált megközelítései erősítették a szakág fejlődését.