O artigo analisa a aplicabilidade do modelo Susceptible-Exposed-Infectious-Recovered (SEIR) aprimorado, incluindo dinâmicas vitais como nascimentos e mortes, para modelar a evolução de surtos de Monkeypox (Mpox) nos Estados Unidos e Europa. A pesquisa visa aprimorar a previsão da trajetória da epidemia e avaliar intervenções regionais no controle da doença.
Introdução
O modelo SEIR tradicional é adaptado com dinâmicas vitais para incorporar a renovação populacional, permitindo projeções de longo prazo. Dados regionais foram processados com filtragem Gaussiana para reduzir ruídos e melhorar a precisão. A pesquisa também considerou taxas de transmissão dinâmicas, ajustadas para capturar impactos de intervenções públicas, como campanhas de vacinação e medidas de isolamento.
Metodologia
Coleta de Dados: Informações sobre casos de Mpox foram obtidas de bases públicas (ex. Kaggle).
Filtragem Gaussiana: Aplicada para suavizar anomalias e inconsistências nos dados.
Parâmetros Modelados: Taxas de transmissão (!), recuperação ($), incubação (%) e dinâmicas vitais. A otimização foi realizada via evolução diferencial para minimizar o erro quadrático médio (RMSE).
Cenários Avaliados: Modelos com e sem dinâmicas vitais foram comparados para prever a trajetória epidêmica de curto e longo prazo.
Resultados
Para a Europa, o modelo ajustado sem dinâmicas vitais apresentou RMSE de 21,46, enquanto o modelo com dinâmicas vitais exibiu desempenho semelhante para projeções de curto prazo.
Em cenários de longo prazo, o modelo com dinâmicas vitais mostrou maior realismo ao evitar a exaustão da população suscetível, essencial para avaliar surtos recorrentes ou condições endêmicas.
Diferenças regionais incluíram taxas de incubação (EUA: 8,3 dias; Europa: 3 dias) e recuperação (EUA: 20 dias; Europa: 13 dias), refletindo características populacionais e respostas de saúde pública.
Discussão
As intervenções nos EUA, mais tardias e intensas (força de intervenção: 0,0608), contrastaram com as ações europeias, precoces porém menos intensivas (0,0215). Essas disparidades sublinham a importância de adaptar modelos epidemiológicos às particularidades regionais, considerando densidade populacional, comportamento social e capacidade do sistema de saúde.
Conclusões
O modelo SEIR híbrido, ao integrar dinâmicas vitais e taxas de transmissão dinâmicas, provou-se robusto para analisar surtos de Mpox. No entanto, sua eficácia de curto prazo não é significativamente melhorada pelas dinâmicas vitais, enquanto para projeções de longo prazo, essas são essenciais. Estudos futuros podem incluir fatores adicionais, como taxas de vacinação e índices de mobilidade, para refinar as previsões.
Referência:
Bryne Tan e Fabiano de Abreu Agrela Rodrigues. Modeling the Monkeypox Outbreak with the Refined SEIR Model Including Vital Dynamics for the US. CPAH, 12(3), 120–135, 2024.
Smith, A., & Johnson, E. Gaussian Filtering in Epidemic Modeling: Enhancing Data Smoothing for SEIR Models. Journal of Computational Epidemiology, 15(2), 200–215, 2023.
