En un modelo de epidemia controlada de Se(Is)(Ih)(Iicu)AR con problemas de control de salida para satisfacer las restricciones hospitalarias sobre pacientes hospitalizados
Autores: De la Sen, Manuel; Ibeas, Asier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
En un modelo de epidemia controlada de Se(Is)(Ih)(Iicu)AR con problemas de control de salida para satisfacer las restricciones hospitalarias sobre pacientes hospitalizados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Modelo de epidemia
Subpoblación infecciosa
Modelo SEIR
Infecciosos sintomáticos
Restricciones de hospitalización
Intervenciones de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Un modelo de epidemia, el llamado modelo de epidemia SE(Is)(Ih)(Iicu)AR, propone dividir la subpoblación infecciosa del modelo clásico SEIR (Susceptible-Exposed-Infectious-Recovered) en cuatro subpoblaciones, a saber, infecciosos asintomáticos y tres categorías de infecciosos sintomáticos, a saber, infecciosos leves, infecciosos no intensivos en cuidados y infecciosos hospitalizados en cuidados intensivos. La subpoblación expuesta tiene cuatro transiciones diferentes a cada una de las cuatro clases de subpoblaciones infecciosas gobernadas eventualmente bajo parámetros de proporcionalidad diferentes. La investigación realizada se basa en el problema de satisfacer las restricciones de hospitalización prescritas relacionadas con el número de pacientes a través de intervenciones de control. Hay cuatro controles potenciales disponibles que se pueden manipular, a saber, la vacunación de los individuos susceptibles, el tratamiento de los pacientes hospitalizados que no están en cuidados intensivos, el tratamiento de los pacientes hospitalizados en la unidad de cuidados intensivos y la tasa de transmisión que eventualmente se puede actualizar a través de intervenciones públicas como el aislamiento de los infectados, normas de reuniones grupales, uso de mascarillas, decretos de cuarentenas parciales o totales, entre otros. Los pacientes que permanecen en la unidad de cuidados no intensivos y los que permanecen en la unidad de cuidados intensivos son eventualmente, pero no necesariamente, tratados como dos subpoblaciones hospitalizadas diferentes. Los controles están diseñados en base a problemas de control de salida en el sentido de que los niveles de ingresos hospitalarios están limitados a través de niveles máximos prescritos y las salidas mensurables están definidas por los pacientes hospitalizados ya sea bajo una consideración conjunta de la suma de ambas subpoblaciones o por separado. En este segundo caso, es posible enfocarse en cualquiera de las dos subpoblaciones hospitalizadas solamente o en ambas consideradas como dos componentes diferentes de la salida. Se proporcionan diferentes algoritmos para diseñar los controles que garanticen, si es posible, que las restricciones de hospitalización prescritas se cumplan. Si esto no fuera posible, porque los niveles de infección grave son demasiado altos según los medios disponibles en el hospital, entonces las restricciones se revisan y modifican en consecuencia para que las modificadas puedan ser cumplidas por un conjunto de controles. Los algoritmos se prueban a través de ejemplos trabajados numéricamente bajo parametrizaciones de enfermedades de COVID-19.
Descripción
Un modelo de epidemia, el llamado modelo de epidemia SE(Is)(Ih)(Iicu)AR, propone dividir la subpoblación infecciosa del modelo clásico SEIR (Susceptible-Exposed-Infectious-Recovered) en cuatro subpoblaciones, a saber, infecciosos asintomáticos y tres categorías de infecciosos sintomáticos, a saber, infecciosos leves, infecciosos no intensivos en cuidados y infecciosos hospitalizados en cuidados intensivos. La subpoblación expuesta tiene cuatro transiciones diferentes a cada una de las cuatro clases de subpoblaciones infecciosas gobernadas eventualmente bajo parámetros de proporcionalidad diferentes. La investigación realizada se basa en el problema de satisfacer las restricciones de hospitalización prescritas relacionadas con el número de pacientes a través de intervenciones de control. Hay cuatro controles potenciales disponibles que se pueden manipular, a saber, la vacunación de los individuos susceptibles, el tratamiento de los pacientes hospitalizados que no están en cuidados intensivos, el tratamiento de los pacientes hospitalizados en la unidad de cuidados intensivos y la tasa de transmisión que eventualmente se puede actualizar a través de intervenciones públicas como el aislamiento de los infectados, normas de reuniones grupales, uso de mascarillas, decretos de cuarentenas parciales o totales, entre otros. Los pacientes que permanecen en la unidad de cuidados no intensivos y los que permanecen en la unidad de cuidados intensivos son eventualmente, pero no necesariamente, tratados como dos subpoblaciones hospitalizadas diferentes. Los controles están diseñados en base a problemas de control de salida en el sentido de que los niveles de ingresos hospitalarios están limitados a través de niveles máximos prescritos y las salidas mensurables están definidas por los pacientes hospitalizados ya sea bajo una consideración conjunta de la suma de ambas subpoblaciones o por separado. En este segundo caso, es posible enfocarse en cualquiera de las dos subpoblaciones hospitalizadas solamente o en ambas consideradas como dos componentes diferentes de la salida. Se proporcionan diferentes algoritmos para diseñar los controles que garanticen, si es posible, que las restricciones de hospitalización prescritas se cumplan. Si esto no fuera posible, porque los niveles de infección grave son demasiado altos según los medios disponibles en el hospital, entonces las restricciones se revisan y modifican en consecuencia para que las modificadas puedan ser cumplidas por un conjunto de controles. Los algoritmos se prueban a través de ejemplos trabajados numéricamente bajo parametrizaciones de enfermedades de COVID-19.