IHME：美国医疗需求高峰将出现在4月第二周丨图解疫情

整理：闫方甲/第一财经研究院研究员（实习）

来源：华盛顿大学健康数据与评估研究所（IHME）

​

3月26日，美国华盛顿大学健康数据与评估研究所（IHME）新冠病毒研究团队发表论文称，新冠病毒导致的全美额外医疗资源需求高峰出现在4月第二周，届时将需要64175个普通床位、17380个ICU床位以及19481台呼吸机。而根据各地情况不同，美国各州需求高峰将在4月第二周到5月出现。此后4个月中，预计累计死亡人数为81114，每日新增死亡将自6月起降至10人以下。

 

很多现有预测方法使用SIR（其中S表示易感者，I表示感染者，R表示移出）之类的数学模型计算病毒在美国全国的传播概率，预测累计感染人数达到总人口的25%-70%。基于目前的死亡率，全国死亡人数将达到百万级别。但个人主动应对及政府主导的强制性干预措施，包括关闭学校和非必要设施、减少外出等，将会显著降低疫情规模。因此这类SIR模型假设的人群均匀分布会大大高估感染人数。

另一个选择是基于人口死亡率曲线建模，可以同时覆盖病毒传播范围和患者死亡率。并且在检测不足的地区，死亡人数往往比确诊人数更加准确。进而根据死亡人数及各年龄层重症比例，可以估计医疗资源需求量。IHME研究团队便使用这种方法建立了统计学模型。

根据模型预测，全美医疗资源需求量在3月底至4月中旬快速上升，最多需要64175个普通床位、17380个ICU床位以及19481台呼吸机（图1），此后开始缓慢下降。每日新增死亡平均人数在4月第二周达到2300人（图1），累计死亡81114人（图2）。死亡人数快速上升的州（如纽约州）将更早达到峰值，其他州最晚在5月达到峰值（图3）。 

图1 全美普通床位、ICU床位、呼吸机需求量及新增死亡人数 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2 全美累计死亡人数

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图3 各州疫情峰值时刻

 

 

 

 

 

 

 

 

相比目前全美医疗系统能力，普通床位最大需求超出7%，ICU床位最大需求超出25%（图4）。然而需求峰值的不确定性很大（浅色区域），实际需求可能大大高于预测平均值。全美现有呼吸机数量没有准确数据，但很可能无法满足最大19481台的需求。各州具体情况不尽相同，但ICU床位普遍不足（图5）。 

图4 全美普通床位、ICU床位需求量与当前保有量对比

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图5 各州普通床位及ICU床位需求缺口

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

应对

由于资源有限，医疗系统一方面需要提高收治能力，包括推迟非紧急手术、重新安排手术台与ICU床位、充分利用办公室、走廊等医院空间，另一方面需要考虑调整护理标准以求在资源有限的条件下救治更多患者。

有效救治面临的最大困难可能是缺少呼吸机。取消其他手术后富余的麻醉机可以作为替代。军队的移动医疗设备可以有效缓解资源不足，特别是各州对医疗资源需求的峰值并不同时出现。此外，建立临时医院也是一种可行方案。

除了物质条件缺乏，医护人员的缺乏可能更加严重。目前医护人员数量是基于全美66%的平均床位使用率配备的，如果医院全负荷运转并额外增加床位，将需要增加大量人员。应对策略包括延长工作时间、减少科研教学任务以及紧急训练社区诊所医生等非核心人员，但某些重要岗位（如ICU护士）难以迅速扩充。除此之外，个人防护用品、药物、呼吸机耗材甚至床单的需求也会大增，信息系统等基础设施可能也需要扩容。

讨论

本预测有着较大的不确定性，得到的结论需要谨慎看待。

第一，预测新冠疫情发展总体上是十分困难的，因为只有武汉经历了从爆发到结束的完整周期，其他大部分地区都处于疫情初期缺少足够数据；而由于疫情传播的地域差别十分明显，无法直接套用武汉模式。由于截至目前美国的有效数据量较少，床位呼吸机需求量及死亡人数的置信区间宽度很大。此外，本研究未考虑很多相关因素，包括慢性阻塞性肺病发病率、多重慢性病发病率、人口密度、公共交通使用率以及个体免疫力，也没有考虑医疗系统超负荷运行状态下死亡率的上升。

第二，模型假设所有州在新增死亡率达到0.31/百万人阈值后，最晚一周之内采取3至4种限制性干预措施，其效果与武汉封城效果相当。通过跟踪每日死亡人数，可以评估和修正上述假设是否成立，特别是干预措施的实际效果会显著影响死亡人数总量和峰值。但一个重要事实是，即使采取了十分全面严格的强制措施，武汉每日死亡人数仍然在长达27天里持续增长。

即便有以上种种不确定，有一个结论是确定的：各州需要尽快严格落实干预措施，提高社会隔离程度，否则医疗资源的缺口会明显上升，医疗系统将不堪重负。