Põhiline erinevus SIR-i ja SEIR-mudeli vahel on see, et SIR on üks lihtsamaid epidemioloogiamudeleid, millel on kolm vastuvõtlikku, nakatunud ja tervenenud sektsiooni, samas kui SEIR on SIR-i tuletis, millel on neli vastuvõtlikku sektsiooni. kokku puutunud, nakatunud ja taastunud.
Epidemioloogia uurib, kui sageli esineb haigusi erinevatel inimrühmadel ja miks. Teisisõnu analüüsib epidemioloogia tervise ja haigusseisundite levikut, mustreid ja determinante määratletud populatsioonides. Sellel on kambrimudelid, mis on nakkushaiguste matemaatilised mudelid. Nendes mudelites jagatakse elanikkond osadeks ja seda kasutatakse haiguse leviku ennustamiseks. SIR ja SEIR on kaks epidemioloogias kasutatavat mudelit. Tegelikult on SIR üks lihtsamaid ja põhimudeleid ning SEIR on selle edasiarendus. SIR-mudelis on kolm sektsiooni (S, I ja R), SEIR-mudelis aga neli sektsiooni (S, E, I ja R).
Millised on SIR- ja SEIR-mudeli sektsioonid?
- Tundlik (S) sektsioon koosneb indiviididest, kellel on kalduvus nakatuda.
- Nakkuslik (I) sektsioon koosneb isikutest, kes on nakatunud patogeeniga ja on võimelised haigust edasi kandma.
- Taastunud (R) sektsioonis on isikuid, kes ei ole enam nakkusohtlikud, või surnud isikud.
- Katmata (E) rühmas on isikud, kes on nakatunud, kuid ei ole patogeeni inkubatsiooniperioodi tõttu nakkavad.
Mis on SIR-mudel?
SIR-mudel või vastuvõtlik-nakkus-taastunud mudel on üks lihtsamaid epidemioloogilisi mudeleid. See on põhitüüpi mudel. Sellel mudelil on palju tuletisi. Selles mudelis on kolm vastuvõtlikku (tähistab vastuvõtlike isikute arvu), nakkavat (näitab nakatunud isikute arvu) ja taastunud (esindab tervenenud või surnud isikute arvu) sektsiooni. Seetõttu on kogupopulatsioon N=S + I + R. Sektsioonide liikmed arenevad üldiselt vastuvõtlikust nakkusohtlikust paranemiseni.
Joonis 01: SIR-mudel
SIR-i mudel on põhimõtteliselt rakendatav mitmesuguste haiguste, eriti leetrite, mumpsi ja punetiste puhul, mis on õhu kaudu levivad lastehaigused, millel on tervenemisel eluaegne immuunsus. Seetõttu on see mudel mõistlikult ennustav nakkushaiguste suhtes, mis kanduvad inimeselt inimesele.
Mis on SEIR mudel?
SEIR-mudel või vastuvõtlik-eksponeeritud-nakkus-taastunud mudel on SIR-i põhimudeli tuletis. Sellel on neli sektsiooni: S, E, I ja R. S tähistab vastuvõtlike isendite arvu, samas kui E tähistab isendeid, kellel on pikk inkubatsiooniaeg; I tähistab nakkusohtlike isikute arvu ja R tähistab tervenenud või surnud isikute arvu. Seetõttu erineb SEIR-mudel SIR-ist põhiliselt latentsusperioodi kaasamise poolest.
Joonis 02: SEIR mudel
Latentse või inkubatsiooniperioodi ajal on indiviidid nakatunud, kuid ei ole patogeeni inkubatsiooniperioodi tõttu nakkavad. Selles mudelis on kogupopulatsioon N=S + E + I + R. Sarnaselt SIR-mudeliga on SEIR-mudel rakendatav ka leetrite, mumpsi ja punetiste puhul.
Millised on SIR-i ja SEIR-mudeli sarnasused?
- SIR ja SEIR on kaks epidemioloogilist mudelit.
- Mõlemad mudelid on kasutatavad leetrite, mumpsi ja punetiste puhul.
- Neil mudelitel on sama väärtus kui paljunemisnumbril.
- SEIR-mudelit saab muuta SIR-mudeliks, lülitades välja inkubatsiooniperioodi.
Mis vahe on SIR-i ja SEIR-mudeli vahel?
SIR on kõige lihtsam ja elementaarsem epidemioloogilistes uuringutes kasutatav sektsioonide mudel. Samal ajal on SEIR-mudel SIR-i põhimudeli tuletis, millel on täiendav sektsioon, mida nimetatakse paljastatuks, sealhulgas nakatunud, kuid veel mittenakkavad isikud. Niisiis, see on peamine erinevus SIR-i ja SEIR-i vahel. SIR-mudelil on kolm muutujat/sektsiooni S, I ja R, SEIR-mudelil aga neli S, E, I ja R.
Lisaks erineb SEIR-mudel SIR-mudelist latentsusperioodi lisamise poolest. Seetõttu toimub indiviidide progresseerumine SIR-mudelis tundlikust nakkusohtlikust taastumiseni, SEIR-mudelis aga nakkustundlikust taastumiseni. Pealegi on SIR-mudelis N=S + I + R kogupopulatsioon, samas kui SEIR-mudelis on N=S + E + I + R kogupopulatsioon.
Allpool olev infograafik võtab kokku erinevuse SIR-i ja SEIR-i vahel.
Kokkuvõte – SIR vs SEIR mudel
SIR ja SEIR on kaks epidemioloogias kasutatavat sektsioonimudelit. SIR on põhimudel, SEIR aga SIR-mudeli tuletis. Peamine erinevus SIR-i ja SEIR-i vahel on see, et SIR-mudelil on ainult kolm sektsiooni (S, I ja R), samas kui SEIR-mudelil on neli sektsiooni (S, E, I ja R). Seetõttu on SEIR-mudelil kamber, mis koosneb nakatunud isikutest kuid mitte nakkav patogeeni inkubatsiooniperioodi tõttu. SIR-mudelis esindab kogupopulatsiooni N=S + I + R, samas kui SEIR-mudelis esindab kogurahvastikku N=S + E + I + R.
