Modelos para doenças infecciosas: Requisitos gerais (e ... · O homem, em muitos casos, ´e o...

Metodologia

Modelos para doencas infecciosas: Requisitosgerais (e para o Epigrass)

Claudia Torres Codeco Flavio Codeco Coelho OswaldoGoncalves Cruz

Programa de Computacao Cientıfica (PROCC)

Claudia Torres Codeco, Flavio Codeco Coelho, Oswaldo Goncalves CruzModelos para doencas infecciosas: Requisitos gerais (e para o Epigrass)

Metodologia

Para comecar, o que sao modelos para doencas infecciosas?

• Acompanham a evolucaoimunologica dos indivıduos

• Transicao imunologica e umafuncao do contato com umagente

• Processos nao lineares, locais,heterogeneidades, naoestacionarios


Metodologia

Os modelos classicos

• Dinamicos (tempo discreto oucontınuo)

• Populacionais, individuais

• Determinısticos, estocasticos


Metodologia

Uso de Modelos

Representacao de conhecimento, elaboracao de hipoteses,laboratorio para tomadas de decisao

• Acoplamento de teoria de controle a modelos epidemicos

• Estudo de espalhamento de doencas no espaco

• Mecanismos associados a recorrencia de epidemias epermanencia de endemias

• Importancia de diversas fontes de heterogeneidade natransmissao

• Importancia de processos estocasticos


Metodologia

As estruturas de contato podem ser representadas porgrafos

• Aids: redes sexuais, usuarios de drogas

• Catapora: redes de interacao social (quem fala com quem)

• Dengue e outras doencas de transmissao indireta: maisdifusas, mas existem.

O homem, em muitos casos, e o principal agente de dispersao.


Metodologia

O que queremos:

Desenvolver modelos que possam subsidiar tomadas de decisao:

• Estrategias pontuais de vacinacao (coqueluche, rubeola)

• Avaliacao de risco de introducao de novas doencas (FebreAmarela urbana, Dengue 4, Gripe). Instalacao de unidadessentinelas

• Estrategias de controle de vetores (dengue) e identificacao deareas de risco


Metodologia

Teoria de Tomada de decisao

θ: Estado da Natureza (desconhecido))

A Conjunto de acoes a (a ∈ A)

L(θ, a) Funcao de custo

Objetivo: Escolher a que minimize o valor esperado de LPlataforma: Utilizar o Epigrass


Metodologia

Nossa cobaia:


Metodologia

O que precisamos (no mınimo) para modelar o Rio:

• Particao em um conjunto de localidades

• Descritores para as populacoes locais (fatores de risco deadoecer)

• Medidas de mobilidade entre localidades !!!


Metodologia

Temos um estudo de mobilidade!

• Realizado 2002 a 2003 para oPDTU

• 34.000 domicılios (RM RJ)

• RMRJ dividida em 17macrozonas (MZ) e 485 zonasde trafego (ZT)

• 10.894.756 pessoas, sendo53.8% no MRJ


Metodologia

Mobilidade da populacao do Rio


Metodologia

Imobilidade

0−5 15−19 40−49 >60

age

stay

ing

hom

e (%

)

010

2030

4050

6070

0−5 15−19 40−49 >60

age

1 tr

ip (

%)

010

2030

4050

6070

0−5 15−19 40−49 >60

age

2 tr

ips

or m

ore

(%)

010

2030

4050

6070


Metodologia

Definicao de um modelo de metapopulacoes para o Rio

Localidades: Zonas de Trafego

Ligacoes: Reconstrucao a partir da amostra do estudo doPDTU.

1. A partir do PDTU, identificar variaveis maisimportantes para a mobilidade

2. Utilizando redes bayesianas, criar distribuicao deprobabilidade conjunta para estas variaveis

3. Povoar localidades com indivıduos destadistribuicao

4. Estimar (por regressao logıstica) a probabilidadede viajar

5. Alocar estocasticamente viagens aos indivıduos6. Contabilizar o numero de viagens entre cada par

de ZTs


Metodologia

Variaveis mais importantes para sair de casa

Variável ORSEXOF 1.21FA1 0.22FA2 0.78FA3 1.1FA5 0.87FA6 0.75FA7 0.8FA8 0.99

0.620.050.470.420.450.751.61.020.070.070.320.071.19

SITUACAO_FAMconjugeSITUACAO_FAMempregado resSITUACAO_FAMfilhoSITUACAO_FAMparenteGRAU_INSTRUCAOanalfGRAU_INSTRUCAOfundGRAU_INSTRUCAOpréGRAU_INSTRUCAOsupATIV_PRINCautonomoATIV_PRINCempregadorATIV_PRINCinformalATIV_PRINCnegfamiliartemauto


Metodologia

Para sair de casa, mas nao ir muito longe

Variável ORSEXO2 0.14FA1 1.68FA2 4.35FA3 2.21FA5 0.87FA6 1.02FA7 1.01

1.111.71.770.740.75

SEXO2:FA1 0.55SEXO2:FA2 0.57SEXO2:FA3 0.89SEXO2:FA5 0.75SEXO2:FA6 0.64SEXO2:FA7 0.63

GRAU_INSTRUCAOanalfGRAU_INSTRUCAOfundGRAU_INSTRUCAOpréGRAU_INSTRUCAOsuptemauto


Metodologia

Risco de sair da macrozona

Variável ORSEXOF 0.74FA1 0.46FA2 0.72FA3 1.13FA5 1.09FA6 1.19FA7 1.24

0.640.720.471.112.031.011.021.20.671.05

SEXO2:FA1 1.49SEXO2:FA2 1.5SEXO2:FA3 1.11SEXO2:FA5 1.08SEXO2:FA6 1.14SEXO2:FA7 1.09

GRAU_INSTRUCAOanalfGRAU_INSTRUCAOfundGRAU_INSTRUCAOpréGRAU_INSTRUCAOsupATIV_PRINCassalariadoATIV_PRINCautonomoATIV_PRINCempregadorATIV_PRINCinformalATIV_PRINCnegfamiliartemauto


Metodologia

Para onde foram? Depende do motivo...

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Out

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

12 3457

9

Viagens para estudo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Out

0.0000.0500.1000.1500.200

0.2500.300

0.350

0.4000.450

0.500

0.550

0.600

0.650

12

3456

8

Viagens para trabalho


Metodologia

Para estudar...

4550703 4552803 4550803

MZ1−centro

0.00

0.15

0.30

4550906 4551003 4551308

MZ2−sul

0.00

0.10

4551204 4551508 4551211

MZ3−portuaria

0.00

0.04

0.08

4551307 4551409 4551408

MZ4−tijuca

0.00

0.10

4551725 4551719 4552017

MZ5−central

0.00

0.04

4552101 4552109 4552118

MZ6−jacarepagua

0.00

0.06

0.12

4552005 4551614 4553009

MZ7−norte

0.00

0.06

4552927 4552916 4552930

MZ8−barra

0.00

0.06

0.12

4552315 4552303 4552205

MZ9−oeste0.

000.

10


Metodologia

Para trabalhar...

4550602 4550705 4550704

MZ1−centro

0.00

0.15

4551105 4551109 4550912

MZ2−sul

0.00

0.04

0.08

4553210 4553603 4553203

MZ3−portuaria

0.00

0.04

4551307 4551409 4551407

MZ4−tijuca

0.00

0.10

4551718 4552018 4551729

MZ5−central

0.00

0.06

0.12

4552125 4552117 4552119

MZ6−jacarepagua

0.00

0.06

0.12

4552005 4553008 4551909

MZ7−norte

0.00

0.04

0.08

4552901 4552929 4552928

MZ8−barra

0.00

0.04

0.08

4552402 4552405 4552204

MZ9−oeste0.

000.

040.

08


Metodologia

Criando um gerador de pessoas


Metodologia

Povoando o Rio


Metodologia

Arvore de decisao para viajar


Metodologia

Probabilidade de Viajar

Seja i uma pessoa com caracterısticas Xi = {x1, x2, ..., xn}residente da ZTi = z , onde ZTi ∈ MZ = m.O modelo de mobilidade calcula:

πc = 1− exp(β0 + βX )/(1 + exp(β0 + βX ))

πz = (1− πc)exp(γ0 + γX )/(1 + exp(γ0 + γX ))

πm = (1− πz)exp(δ0 + δX )/(1 + exp(δ0 + δX ))


Metodologia

Temos as ligacoes

4550606 4552101 4550804

Destination

# or

igin

s

050

100

150

200

4550704 4551717 4551906

Origin#

Des

tinat

ions

010

2030

40


Metodologia

Chega um indivıduo com uma nova gripe na rodoviaria...


Metodologia

Chega um indivıduo com uma nova gripe na Rocinha...


Metodologia

Chega um indivıduo com uma nova gripe em Acari...


Metodologia

Continuacao

• Incorporar fatores de risco locais

• Analise de incerteza

• Aplicar em contexto de decisao


Metodologia

Obrigada!


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