All'inizio di questa primavera, Il Flagstaff Medical Center ha espresso l'urgente necessità di modellare la diffusione del virus per la pianificazione dell'emergenza e per richiedere risorse adeguate alle autorità statali e federali. "Infrastrutture informatiche di previsione della trasmissione quasi in tempo reale sono quindi fondamentali per garantire assistenza sanitaria equa per le popolazioni rurali dell'Arizona durante questa crisi pandemica, " ha detto Mihaljevic.
A marzo, la National Science Foundation (NSF) ha lanciato un appello urgente ai ricercatori alla luce dell'emergenza e della diffusione di COVID-19, incoraggiare gli scienziati a utilizzare il meccanismo di finanziamento della Rapid Response Research (RAPID) per sostenere la ricerca correlata ai virus. Di conseguenza, Mihaljevic ha chiesto e ricevuto $ 200, 000 una sovvenzione di un anno per sviluppare un portale di modellizzazione delle malattie in collaborazione con lo scienziato informatico e professore SICCS Eck Doerry e il biologo evoluzionista e assistente professore SICCS Crystal Hepp, un assistente direttore del Pathogen and Microbiome Institute della NAU. La collaborazione riunisce tre aree chiave di competenza:Mihaljevic è un modellatore di malattie; Doerry trasforma nuove idee in soluzioni software altamente utilizzabili; e Hepp è un biologo evoluzionista che si concentra sulla diffusione del virus RNA e sull'analisi dei dati sulla salute pubblica.
Utilizzando un portale di modellazione basato sul web interattivo sicuro sviluppato da Doerry, Mihaljevic può attingere agli ultimi dati sui casi segnalati dalle autorità sanitarie locali ed eseguire modelli in tempo reale in un'interfaccia interattiva che i decisori possono utilizzare per esplorare possibili scenari e risultati previsti.
In tutte e quattro le contee, l'agente patogeno è moderatamente sotto controllo, anche se c'è variabilità regionale, con alcune popolazioni più a rischio. Stiamo rallentando il virus, ma ora vogliamo capire cosa accadrà se iniziamo a rimuovere gli interventi in atto, come il distanziamento sociale e fisico. Potresti aver sentito che abbiamo raggiunto il picco. Nelle epidemie di malattia, ci possono essere più picchi. L'allentamento delle restrizioni troppo presto può significare più blocchi".
Joe Mihaljevic, Professore assistente, Scuola di informatica della Northern Arizona University, Informatica, e sistemi informatici
Per esempio, se tutte le restrizioni fossero state rimosse all'inizio di maggio dopo 45 giorni di ordini di soggiorno a casa, il suo modello prevede un secondo picco con almeno tre volte il numero di visite ospedaliere rispetto al tasso attuale. "Potremmo vedere fino a 100 nuove visite ospedaliere al giorno, " Egli ha detto.
Se le misure di distanziamento verranno mantenute fino al 31 maggio, d'altra parte, il modello proietta un secondo focolaio più piccolo quando le restrizioni vengono rimosse. "Con 75 giorni di interventi in atto, un secondo picco nel nord dell'Arizona potrebbe essere un po' più piccolo del primo picco, in uno scenario ottimistico, " ha detto Mihaljevic.
"In breve, molti degli attuali modelli sviluppati per gestire la crisi COVID-19 probabilmente non sono completamente adeguati per descrivere la diffusione dei patogeni nelle regioni rurali. Abbiamo centri urbani come Flagstaff che sono davvero annidati in un paesaggio più rurale:una metapopolazione, se vuoi, con comunità molto diverse l'una dall'altra. Saremo in grado di monitorare il numero di pazienti inviati a quali ospedali e capire quali strutture sono più stressate", ha affermato Mihaljevic.
Il modello informatico si basa sui dati di sorveglianza della malattia, i dati dell'Ufficio del censimento degli Stati Uniti e le informazioni del centro medico che tengono traccia del numero di letti ospedalieri disponibili in ciascuna contea. Mihaljevic afferma che parte della sovvenzione è lo sviluppo di una mappatura a grana fine. "Diciamo che sei un ospedale e vuoi capire cosa sta succedendo nella tua regione. Sarai in grado di filtrare i dati e le proiezioni solo per il tuo sistema di contea o ospedale".
Hepp collabora con una varietà di partner di sanità pubblica nella sua ricerca. "Con una forte comprensione dei tipi di dati disponibili nei sistemi di segnalazione della salute pubblica, insieme alla consapevolezza della sensibilità dei dati, il mio contributo è quello di aiutare a identificare quali dati sono necessari per entrare nel modello informatico. Non abbiamo bisogno di informazioni private come il nome o l'indirizzo di un paziente, ma possiamo aggregare i numeri per informare il modello sulla base di informazioni come codici postali, quando una persona ha iniziato a sentirsi male e quando è stato prelevato un tampone nasale per testare la malattia".
"Il nostro obiettivo è sviluppare un'infrastruttura informatica, un'applicazione web per aiutarci a comunicare i risultati della nostra modellazione alla salute pubblica e alle parti interessate dell'assistenza sanitaria che possono interagire visivamente con il modello e manipolare i parametri per esplorare questi scenari e prendere decisioni informate per un piano di salute pubblica basato sui dati, " ha detto Mihaljevic.
Mihaljevic crede che la sua modellazione al computer aiuterà anche a informare i funzionari eletti su come e quando rimuovere le restrizioni sul distanziamento fisico e riaprire le attività commerciali e gli spazi pubblici. "Il nostro obiettivo è fornire un supporto informatico critico immediato per la gestione strategica della crisi attuale, mentre costruiamo la nostra competenza, strumenti e infrastrutture per ottimizzare le risposte alle future epidemie".
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