Modelos Epidemiológicos e Vacinação

Documentos relacionados
MODELAGEM MATEMÁTICA APLICADA À SISTEMAS DINÂMICOS EPIDEMIOLÓGICOS: O MODELO SIR

André Rodrigues da Cruz

Um novo atrator caótico em um modelo epidemiológico de vários sorotipos com imunidade temporária cruzada

Introdução aos modelos de transmissão de doenças infecciosas

Estratégias de Vacinação na Dinâmica da Varicela

Epidemiologia Matemática e Computacional. Guilherme Galante

Métodos Matemáticos em Biologia e Medicina Epidemiologia

ECA Encontro em Computação Aplicada - ISSN: Influenza A H1N1. UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná

MBIF-MODELO BASEADO EM INDIVÍDUOS FUZZY: PROPOSTA E APLICAÇÃO EM UM SISTEMA COMPLEXO

Análise da Coexistência de Sorotipos de Dengue

UM ESTUDO SOBRE MODELOS EPIDEMIOLÓGICOS ENVOLVENDO EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS

Redes Complexas Aula 15

MODELOS COMPARTIMENTAIS INVESTIGADOS POR PROCESSOS ESTOCÁSTICOS

Lista Nacional de Notificação Compulsória (anexo 1 do anexo V, Portaria de Consolidação nº 4 GM/MS de 3/10/2017)

Distribuição das doenças e agravos segundo características relacionadas às pessoas, ao tempo e ao espaço (I): Séries temporais

MODELAGEM, ANÁLISE E PREVISÃO EPIDEMIOLÓGICA DETERMINÍSTICA SOBRE DADOS DA GRIPE SUÍNA (H1N1) NO BRASIL NO ANO DE 2009.

Epidemiologia das Doenças Infecciosas HEP0142_EDI

Departamento de Engenharia Elétrica-UFSJ.

ATUALIZAÇÃO DO CALENDÁRIO DE VACINAÇÃO

INVESTIGAÇÃO COMPUTACIONAL DE MODELOS EPIDEMIOLÓGICOS USANDO O AMBIENTE DE MODELAGEM VENSIM

Modelos Matemáticos em Epidemiologia

MODELAGEM DE EPIDEMIAS ATRAVÉS DE MODELOS BASEADOS EM INDIVÍDUOS

Ministério da Saúde SECRETARIA DE ATENÇÃO À SAÚDE PORTARIA CONJUNTA Nº 20, DE 25 DE MAIO DE 2005.

s:

Sistema Nacional de Vigilância Epidemiológica (SINAVE)

Centro Pan-Americano de Febre Aftosa

REVISÃO VACINAS 15/02/2013

Imunização ativa e passiva

Estrutura epidemiológica dos problemas de saúde: o agente, o hospedeiro e o ambiente

Modelagem Epidemiológica Fuzzy

Modelo Epidêmico Discreto SIR com Estrutura Etária e Aplicação de Vacinação em Pulsos e Constante

Notificação obrigatória de doenças transmissíveis: Notificação laboratorial

s:

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO EM SAÚDE (SIS)

PORTARIA Nº. 5, DE 21 DE FEVEREIRO DE 2006.

DOENÇAS DE DECLARAÇÃO OBRIGATÓRIA

DOENÇAS DE DECLARAÇÃO OBRIGATÓRIA Volume I - Portugal

Vigilância Epidemiológica... A implantação dos NHE. Alcina Andrade. SESAB/SUVISA/DIVEP Junho Secretaria da Saúde

Introdução aos modelos de transmissão de doenças infecciosas

Estimação de Modelos SEIR Estocásticos com Dados Incompletos

Plano de Ensino-Aprendizagem Roteiro de Atividades Curso: Medicina

DOENÇAS DE DECLARAÇÃO OBRIGATÓRIA

A VIGILÂNCIA NO CONTEXTO DA SAÚDE. Herlon Guimarães Diretor da DUVAS

DOENÇAS DE DECLARAÇÃO OBRIGATÓRIA

Simulação de um modelo epidemiológico com renovação de população em redes Small World

Doenças Infecciosas / Transmissíveis

Dinâmica de Transmissão das Moléstias Infecciosas:

SÍFILIS MATERIAL DE APOIO.

Investigando a Influência de Indivíduos Imunes na Propagação de Doenças Contagiosas

Biologia II. Aula 3 Microbiologia e profilaxia

Pode a matemática descrever uma epidemia?

Doenças Infecciosas e Transmissão de Doenças: Conceitos Básicos

Controle populacional do mosquito Aedes aegypti na fase aquática

Especialidade: Infectologia

VIGILÂNCIA EM SAÚDE. Gerência de Epidemiologia e Informação Secretaria Municipal de Saúde

Introdução aos modelos de transmissão de doenças infecciosas

s:

Modelação Matemática de Epidemias

Epidemiologia como ferramenta de trabalho na Defesa Sanitária

DOENÇAS DE DECLARAÇÃO OBRIGATÓRIA

Indicadores de ocorrência de doenças em populações

Nos termos da alínea a) do nº 2 do artigo 2º do Decreto Regulamentar nº 14/2012, de 26 de janeiro,

6. DOENÇAS INFECCIOSAS

Ministério da Saúde Gabinete do Ministro PORTARIA NO - 204, DE 17 DE FEVEREIRO DE 2016

PROVA DE CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS Cód. 35. Entende-se por comportamento endêmico de uma doença quando:

Um estudo da modelagem epidemiológica SIR usando conceitos de derivadas de ordem inteira e fracionária

Investigação de Surtos e Epidemias

Modelagem de Epidemias no Ambiente Terraview: Um Estudo Numérico-Computacional

Modelos Epidemiológicos SIR, Contínuo com Estratégias de Vacinação como Método de Controle Epidêmico

Tratamento (Coquetel Anti- HIV)

DESCRIÇÃO DA FREQÜÊNCIA E DISTRIBUIÇÃO DE DADOS GERADOS EM SERVIÇOS DE SAÚDE

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENFERMAGEM Departamento de Enfermagem em Saúde Coletiva DEVOLUTIVA DAS CARTEIRAS DE VACINAÇÃO AOS ESTUDANTES

Universidade de São Paulo Faculdade de Saúde Pública Departamento de Epidemiologia. Epidemiologia das Doenças Infecciosas

Influência das Medidas Educacionais no Controle de Epidemias via Modelo Matemático SIER

Disciplinarum Scientia. Série: Naturais e Tecnológicas, Santa Maria, v. 15, n. 1, p , Recebido em: Aprovado em:

Conduta na gestação. Uma dose de dtpa (a partir da 20ª semana de gestação).

PROGRAMAÇÃO PARALELA CUDA PARA SIMULAÇÃO DE MODELOS EPIDEMIOLÓGICOS BASEADOS EM INDIVÍDUOS.

MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS À EPIDEMIOLOGIA

1. Introdução à epidemiologia CURSO DE EPIDEMIOLOGIA VETERINÁRIA, ACT Prof. Luís Gustavo Corbellini EPILAB /FAVET - UFRGS 23/09/2014 1

PORTARIA Nº 1.271, DE 6 DE JUNHO DE 2014

UM MODELO DE EQUAÇÕES DIFERENCIAIS NO ESTUDO DA EVOLUÇÃO TEMPORAL DA INFLUENZA A(H1N1)

Simulação de modelos epidemiológicos de múltiplos sorotipos. Diego Robles Vieira Ribeiro

ADULTO TAMBÉM TOMA VACINA!

Dra. Tatiana C. Lawrence PEDIATRIA, ALERGIA E IMUNOLOGIA

IMPRECISÕES NO REGISTRO DE DOSES APLICADAS IMPRECISÃO NA ESTIMATIVA DA POPULAÇÃO MENOR DE UM ANO

Imunização. Prof. Hygor Elias. Calendário Vacinal da Criança

Forma de ocorrência das doenças CURSO DE EPIDEMIOLOGIA VETERINÁRIA, ACT Prof. Luís Gustavo Corbellini EPILAB /FAVET - UFRGS

Surtos e epidemias: Diretrizes estaduais

Vigilância no prénatal, puerpério 2017

Vigilância sindrômica 2: Síndromes febris ictero-hemorrágicas 2018

300 QUESTÕES DE CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS PARA AGENTE COMUNITÁRIO

Administração de Sistemas e Serviços de Saúde Introdução ao Método Epidemiológico. 4. Avaliação de endemias, surtos e epidemias.

Vigilância no pré-natal, parto e puerpério 2018

Vigilância no pré-natal, parto e puerpério 2018

Vigilância e prevenção das Doenças de transmissão vertical 2016/2017

Processo Endêmico e Epidêmico

Vigilância no prénatal, puerpério 2017

Histórico. Imunização. Tipos de Imunização. Imunização ativa 14/09/2009

Séries Históricas de Mortalidade de Moléstias Infecciosas Séries Históricas de Mortalidade de Moléstias Infecciosas

Transcrição:

Programa de Computação Científica - FIOCRUZ 8 de dezembro de 2004

Histórico Doenças Infecciosas Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Qualidade de vida X Doenças Infecciosas (60s) Câncer e doenças cardiovasculares com maior atenção Países em desenvolvimento grande causa de mortalidade e sofrimento Evolução e adaptação do agente infeccioso

Emergência Doenças Infecciosas Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Doença de Lyme (1975) Doença do Legionário (1976) Síndrome do choque tóxico (1978) Hepatite C (1989) Hepatite E (1990) Hentavirose (1993)

Emergência Doenças Infecciosas Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Doença de Lyme (1975) Doença do Legionário (1976) Síndrome do choque tóxico (1978) Hepatite C (1989) Hepatite E (1990) Hentavirose (1993) HIV/AIDS (1981)

Reemergência Doenças Infecciosas Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Tuberculose Pneumonia Gonorréia Malária Dengue Febre Amarela

Permanentes Doenças Infecciosas Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Peste Cólera Febres Hemorrágicas Boliviana Ebola Lassa Marburg

Agentes Infecciosos Doenças Infecciosas Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Vírus Bactéria Protozoário Helminto

Novos Agentes Infecciosos Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Prions Encefalopatia Espongiforme Bovina Creutzfeldt-Jakob (humana) Scrapie (ovelhas)

Novos Agentes Infecciosos Histórico Infecções presentes Agentes Infecciosos Prions Encefalopatia Espongiforme Bovina Creutzfeldt-Jakob (humana) Scrapie (ovelhas) Evolução humana Degradação e ocupação de novas áreas Tráfego global Superaquecimento global

Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Importância da Modelagem Matemática Modelos matemáticos se tornaram importantes ferramentas para analisar o espalhamento e o controle das doenças infecciosas. O modelo permite: clarificar suposições determinar variáveis e parâmetros determinar pontos críticos números específicos como R 0, σ e R

Usando Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Modelos são poderosas ferramentas úteis para testar teorias, estimar parâmetros quantitativamente, responder perguntas específicas e determinar sensibilidades a mudanças nos valores dos parâmetros. Entender as características da transmissão em comunidades Melhores estratégias para diminuir a transmissão Comparar, planejar implementar, avaliar e otimizar programas de controle, prevenção, terapia e detecção Contribui para o desenho e análise de vigilâncias Identificar padrões Fazer e estimar incertezas de previsões

Comparação entre os modelos Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Modelos Compartimentais simulam com simplicidade as etapas de um processo de infecção/recuperação na população Outros modelos recentes levam em consideração :

Comparação entre os modelos Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Modelos Compartimentais simulam com simplicidade as etapas de um processo de infecção/recuperação na população Outros modelos recentes levam em consideração : 1 Imunidade passiva 2 Perda gradual de imunidade adquirida (vacina/doença) 3 Estágios de infecção 4 Transmissão vertical 5 Vetores 6 Faixas etárias e média de idade de ataque da doença 7 Grupos sexuais e sociais 8 Espalhamento espacial 9 Vacinação, Quarentena e Quimioterapia

Rótulos Doenças Infecciosas Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos M Crianças com imunidade passiva S Sucetíveis E Pessoas expostas no período latente I Infectados R Pessoas recuperadas com imunidade m, s, e, i, r Frações da população das classes acima β Taxa de contato 1/λ Período médio de imunidade passiva 1/ɛ Período médio de latência 1/γ Período médio de infecção R 0 Número básico de reprodução σ Número de contatos R Número de reposição

Variações do Modelo Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos MSEIR, MSEIRS, SEIR, SEIRS, SIRS, SEI, SEIS, SI e SIS M e E usualmente omitidos

Variações do Modelo Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos MSEIR, MSEIRS, SEIR, SEIRS, SIRS, SEI, SEIS, SI e SIS M e E usualmente omitidos Escolha dos compartimentos varia com a doença sendo modelada Determinação dos parâmetros de controle de fluxo em acordo com dados epidemiológicos

R 0 - Número básico de Reprodução Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Número médio de infecções secundárias produzidas quando um indivíduo infectado é inserido em uma população completamente suscetível. Infecção só é iniciada se R 0 > 1 (vários modelos determinísticos) Determina quando uma infecção pode invadir e persistir em uma população

σ - Número de Contatos Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Número médio de contatos adequados de um típico infectado durante seu período infeccioso Contato Adequado Suficiente para transmitir sse Indivíduo contactado é um infectado

R - Número de Reposição Importância Modelos Compartimentais Valores Críticos Número médio de infecções produzidas por um infectado típico durante todo seu período infeccioso. R 0 = σ = R no instante da invasão R 0 = σ para a maioria dos modelos R 0 definido para o início da invasão σ e R definidos para qualquer instante Após a invasão o número de suscetíveis é menor que a população, portanto: R 0 >= σ >= R (1)

Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Determinando Funções para Cada Classe S(t) é o número total de suscetíveis no tempo t I (t) é o número total de suscetíveis no tempo t N é o número total (constante) de indivíduos na população

Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Determinando Funções para Cada Classe S(t) é o número total de suscetíveis no tempo t I (t) é o número total de suscetíveis no tempo t N é o número total (constante) de indivíduos na população s(t) = S(t)/N e i(t) = I (t)/n são as frações da população

Incidência Horizontal Padrão Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Se β é a média de contatos adequados de uma pessoa por unidade de tempo Então βi /N = βi número de contatos com infectados por unidade de tempo de um suscetível logo (βi /N)S = βnis número de novos casos por unidade de tempo devido aos S = Ns suscetíveis

Incidência Horizontal Padrão Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Se β é a média de contatos adequados de uma pessoa por unidade de tempo Então βi /N = βi número de contatos com infectados por unidade de tempo de um suscetível logo (βi /N)S = βnis número de novos casos por unidade de tempo devido aos S = Ns suscetíveis Incidência horizontal padrão

Fluxos de Entrada e Saída Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Transmissão vertical fração fixa de reçém-nascidos infectados transições de M, E e I com termos δm, ɛe e γi (EDOs) Tempo de espera para γi P(t) = e γt Tempo de espera medio 1/δ, 1/ɛ e 1/γ 1/δ - Tempo médio de imunidade passiva (sarampo: 9 meses) 1/ɛ - Tempo médio de latência (sarampo: 1-2 semanas) 1/γ - Tempo médio de infecção (sarampo: 1 semana)

Problema de Valor Inicial Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Usando a notação descrita até agora, o modelo epidêmico clássico SIR é dado pelo problema de valor inicial : ds/dt = βis/n, S(0) = S 0 >= 0, di /dt = βis/n γi, I (0) = I 0 >= 0, dr/dt = γi R(0) = R 0 >= 0, S(t) + I (t) + R(t) = N σ = β/γ - taxa de contato β multiplicado pelo período médio de infecção 1/γ R = σs 0 - produto do número de contatos σ e a fração inicial de suscetíveis (2)

Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Frações de Indivíduos Dentro das Classes Dividindo a equação 2 pela população total constante N, temos: r(t) = s(t) + i(t) ds/dt = βis, s(0) = s 0 >= 0, di /dt = βis γi, i(0) = i 0 >= 0, (3)

Problema de Valor Inicial Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Usando a notação descrita até agora, o modelo endêmico clássico SIR é dado pelo problema de valor inicial : ds/dt = µn µs βis/n, S(0) = S 0 >= 0, di /dt = βis/n γi µi, I (0) = I 0 >= 0, dr/dt = γi µr R(0) = R 0 >= 0, S(t) + I (t) + R(t) = N Input: µn Output: µs, µi e µr Tempo de vida médio é 1/µ (4)

Formulação do Modelo Modelo Epidêmico Clássico SIR Modelo Endêmico Clássico SIR Frações de Indivíduos Dentro das Classes Dividindo a equação 4 pela população total constante N, temos: ds/dt = βis + µ µs, s(0) = s 0 >= 0, di/dt = βis/n (γ + µ)i, i(0) = i 0 >= 0, r(t) = s(t) + i(t) σ = R 0 para qualquer tempo t R 0 = σ = β/(γ + µ) - taxa de contato β multiplicado pelo período médio de infecção ajustado pela mortalidade 1/(γ + µ) (5)

R 0 Determina Invasão da Infecção Valor Crítico Imunização Necessária para R 0 < 1 Se o número básico de reprodução R 0 < 1, então o progresso da infecção caminhará em direção a uma população sem doença em equiĺıbrio assintóticamente estável. Infecção não pode invadir a população.

R 0 Determina Invasão da Infecção Valor Crítico Imunização Necessária para R 0 < 1 Porém se R 0 > 1, então a situação onde a população estaria livre da doença se torna um ponto de equiĺıbrio instável com uma direção repulsiva para o quadrante si positivo, de modo que a doença pode invadir de maneira que qualquer caminho começando com um i 0 positivo pequeno se moverá para dentro do quadrante si onde a doença persiste. Infecção pode invadir a população.

Valor Crítico Imunização Necessária para R 0 < 1 Estimativas de σ e frações de imunidade gera (η) Doença Local A L σ η vac Sarampo Inglaterra, 1956-1959 4.8 70 15.6 0.94 99% Catapora Maryland, USA 1943 6.8 70 11.3 0.91 Difteria Virginia, USA 1934 11.0 70 7.4 0.86 Caxumba Maryland, USA 1943 9.9 70 8.1 0.88 Rubéola Inglaterra 1979 11.6 70 7.0 0.86 92% Pólio USA 1955 17.9 70 4.9 0.80 Varíola India 12 50 5.2 0.81 Dados tirados de [Anderson, 1982], complementado com cálculos feitos pelo professor Herbert W Hethcote para os valores de η. σ = 1 + L/A