modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/pres-marcos.pdf ·...

29
Modelización matemá0ca de la propagación de enfermedades humanas. Aplicación al caso de la reciente epidemia de ébola. Análisis de sensibilidad del modelo. Alumno: Marcos González Bernal Directores: Benjamín Ivorra, Ángel Manuel Ramos

Upload: others

Post on 18-Jul-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

Modelización  matemá0ca  de  la  propagación  de  enfermedades  humanas.  

 Aplicación  al  caso  de  la  reciente  epidemia  de  ébola.    

 Análisis  de  sensibilidad  del  modelo.  

Alumno:  Marcos  González  Bernal  Directores:  Benjamín  Ivorra,  Ángel  Manuel  Ramos  

Page 2: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

Índice    

                           1.  Introducción                                    2.  Formulación  Matemá0ca                                3.  Es0mación  de  los  parámetros  EVD                                    4.    Sensibilidad  de  parámetros                                5.  Conclusiones    

Page 3: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

1.Introducción  •  El  virus  del  ébola  (EVD,  Ebola  Virus  Disease)  es  una  enfermedad  grave  con  tasa  de  

mortalidad  de  hasta  el  90%  en  el  ser  humano.    

•  Su  primera  aparición  se  dió  en  el  con0nente  Africano  con  dos  brotes  en  Nzara  (Sudán)  y  Yambuku  (República  Democrá0ca  del  Congo).  Se  han  dado  dis0ntos  brotes  a  lo  largo  de  la  historia  1995,  2003,  2007,  2014.  

•  Consideramos  el  brote  de  EVD  2014-­‐2015,  los  países  mas  afectados  fueron  Guinea,  Liberia  y  Sierra  Leona  en  donde  el  porcentaje  de  mortalidad  se  redujo  del  72,8%  (Marzo  2014)  al  47,5%  (Abril  2015)  debido  a  las  medidas  de  control.  

•  Las  formas  mas  comunes  de  la  transmisión  de  la  enfermedad:                  1.  Transmisión  del  virus  de  animales  a  personas.                        (Esporádicos)                2.  Transmisión  del  virus  entre  personas.              

 

Page 4: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

2.1  Caracterís0cas  epidémicas  del  EVD      Estados  posibles  durante  un  brote  de  Ébola:    •  Sana  (S)  •  Infectada  (E)  •  Infecciosa  (I)    •  Hospitalizada  (H)  •  Muerto  (M)  •  Recuperado  (R)  •  Enterrado  (B)    Cuando  se  detecta  un  caso  las  medidas  de  control  que  se  ponen  en  marcha:    •  Aislamiento  •  Cuarentena  •  Seguimiento  •  Aumento  de  las  condiciones  sanitarias    

Page 5: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

2.2  Descripción  general    

Page 6: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

2.3  Propagación  entre  países  

Page 7: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

2.4  Salidas  del  modelo  

•  Cumulcases(i,t):  

•  Cumuldeaths(i,t):  

•  R0:  Factor  que  permite  determinar  la  dinámica  global  de  una  epidemia  es0mando                su  crecimiento  inmediato  en  el  caso  de    tener  solo  una  persona  infectada  en  la                población  sana    •  TRS(i):  

•  TRI(i):  

•  MNH(i):  

Page 8: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

3.1  Indicadores  País  

•  DENi:  Densidad  de  población  (personas/km2)  

•  NP(i,0):  Numero  total  de  personas  vivas,  muertas  o  enterradas  por  EVD  en  t=0  

•  GNIi:  Ingreso  nacional  bruto  anual  per  capita  (US$/persona*año)  

•  SANi:  Gasto  medio  en  salud  per  capita  (US$/persona*año)  

•  MLEi:  Esperanza  media  de  vida  (días)  

•   NRi:  Tasa  de  natalidad  en  el  país  i  

•             ::  Movimiento  de  personas  entre  países    

Los  siguientes  indicadores  se  han  obtenido  desde  h"p://data.worldbank.org    

Page 9: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

3.2  Parámetros  EVD  

     

   

Los  parámetros  usados  para  nuestro  modelo  son:  

Page 10: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

3.2  Parámetros  EVD  

     

   

•  En  Guinea,    

•  En  Sierra  leona,    

•  En  Liberia,      

Por  ajuste  a  datos  reales:    

Para  los  demás  países  creamos  una  función  general  

Page 11: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

3.3  Medidas  de  Control  

     

   

•  En  Guinea,      •  En  Sierra  leona,    

•  En  Liberia,    

Por  ajuste  a  datos  reales:  

Creamos  una  función  general  para  los  demás  países  

Page 12: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

-­‐1000,000  

0,000  

1000,000  

2000,000  

3000,000  

4000,000  

5000,000  

6000,000  

7000,000  

8000,000  

9000,000  

10000,000  

-­‐25%   -­‐10%   -­‐5%   0%   5%   10%   25%  

casos  reportados  

numero  de  muertes  

hospitalizaciones  

Page 13: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

-­‐35,000  

-­‐30,000  

-­‐25,000  

-­‐20,000  

-­‐15,000  

-­‐10,000  

-­‐5,000  

0,000  

5,000  

10,000  

15,000  

-­‐25%   -­‐10%   -­‐5%   0%   5%   10%   25%  

R0    

Page 14: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

-­‐500,000  

0,000  

500,000  

1000,000  

1500,000  

2000,000  

2500,000  

3000,000  

3500,000  

4000,000  

-­‐25%   -­‐10%   -­‐5%   0%   5%   10%   25%  

riesgo  de  introducir  la  enfermedad  en  otro  pais  riesgo  de  propagacion  de  la  enfermedad  

Page 15: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

-­‐100,000  

-­‐50,000  

0,000  

50,000  

100,000  

150,000  

200,000  

250,000  

300,000  

-­‐25%   -­‐10%   -­‐5%   0%   5%   10%   25%  

numero  de  casos  

numero  de  muertes  

numero  de  hospitalizaciones  

Page 16: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

-­‐10,000  

-­‐8,000  

-­‐6,000  

-­‐4,000  

-­‐2,000  

0,000  

2,000  

4,000  

6,000  

-­‐25%   -­‐10%   -­‐5%   0%   5%   10%   25%  

R0    

Page 17: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

-­‐100,000  

-­‐50,000  

0,000  

50,000  

100,000  

150,000  

200,000  

250,000  

-­‐25%   -­‐10%   -­‐5%   0%   5%   10%   25%  

riesgo  de  introducir  la  enfermedad  en  otro  pais  riesgo  de  propagacion  de  la  enfermedad  

Page 18: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 19: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 20: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 21: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 22: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 23: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 24: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 25: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 26: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 27: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

     

   

Page 28: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

5.  Conclusiones  

     

   

Se  ha  presentado  una  formulación  matemá0ca  a  un  modelo  epidemiológico  par0cularizado  al  caso  del  ébola,  se  realiza  un  análisis  de  sensibilidad  de  parámetros,  obteniendo  que  las  variables  mas  significa0vas  son:  •  Duri  •  Xbet  

Por  otro  lado  las  variables  que  mas  reducen  la  propagación  de  la  epidemia  son:  •  Xcmes  •  Durhd  •  Coen    Finalmente  se  pone  de  manifiesto  la  limitación  actual  del  enfoque  propuesto,  pues  habría  que  añadir  mas  parámetros  al  modelo  calibrados  sobre  datos  reales,  cuando  se  dispongan  de  estos.  

 

Page 29: Modelización,matemácade,lapropagación,de, enfermedades ...ivorra/pres/Pres-Marcos.pdf · Presentación2.pptx Author: Marcos González Bernal Created Date: 9/9/2015 5:33:58 PM

Bibliograoa