2
부산메디클럽

일상 속 수학…산업 속 수학 <1> 코로나 확산과 중환자 예측

감염재생산지수란 1명이 전파가능한 사람 수…1보다 크면 확산세

  • 손우식 국가수리과학연구소 감염병 연구팀장
  •  |   입력 : 2022-05-10 19:50:10
  •  |   본지 10면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
AI(인공지능) IoT(사물인터넷) 빅데이터 핀테크…. 4차 산업혁명 시대를 맞아 복잡한 첨단산업은 물론 일상생활에서 수학의 역할이 더욱더 중요해지고 있다. 수학은 코로나19 확산 추이와 경로를 예측하고, 빅데이터 분석을 통해 암을 치료하는 데 도움을 준다. 일반인의 삶에도 유용한 수단이다. 국제신문은 국가수리과학연구소(소장 김현민 부산대 수학과 교수)와 공동으로 수학에 친숙하게 다가갈 수 있는 기획을 마련해 격주로 연재한다.
그림1은 코로나19 유효 감염재생산지수 및 확산 예측. 3월 하순 유효 감염재생산지수가 1 이하로 떨어진 이후 확진자가 줄어드는 추세를 보이고 있다. 그림2는 연령그룹별 코로나19 확산 예측. 사진은 지난 2월 설 연휴 부산역에 마련된 임시 선별진료소를 찾은 시민이 코로나 검사를 받기 위해 긴 줄이 이어진 모습. 국제신문DB
- 수리 모델링 이용 매주 리포트
- 최근 0.71… 신규확진 감소 전망
- 거리두기·백신 접종 등은 변수

- 연령별·지역별 확진자도 분석
- 위중증 추이 파악 병상 효율화
- 팬데믹 빈번… 연구 고도화 노력

2019년 12월 시작된 코로나19 감염병 대유행은 우리나라를 포함한 전 세계에서 현재 지속되고 있고, 감염으로 인한 입원 및 사망 같은 공중보건 위기뿐만 아니라 사회경제적 피해도 누적되고 있다. 올해 1월 중순부터 이어진 오미크론 변이에 의한 국내 코로나19 감염의 급격한 증가는 3월 중순 이후 감소세로 전환됐지만, 아직도 하루 만 명 이상 신규 확진이 이어지고 있다.

2022년 가을 이후, 국내 코로나19 확산이 어떤 모습을 보일지 현재로는 낙관적 전망을 할 수 없는 상황이다. 바이러스는 끊임없이 변이하며 전 세계는 바이러스 앞에 하나로 묶여 있기 때문이다.

코로나19 대유행 위기에 대응하기 위해 코로나19 감염 확산 상황에 관한 분석, 그리고 향후 신규 확진 및 위중증 환자 규모를 예측하는 작업이 반드시 필요하다.

국가수리과학연구소 감염병연구팀은 2020년 9월부터 현재까지 매주 코로나19 리포트를 정기적으로 작성해 질병관리청에 제공하고 있다. 코로나19 리포트는 전국·지역별 감염재생산지수 분석, 전국 향후 확산 예측, (재원중) 위중증 환자 예측을 포함하고 있다. 질병관리청에서는 코로나19 리포트 결과를 반영해 코로나19 대응 중앙재난안전대책본부 회의에 이를 활용하고 있다. 이 글을 통해 코로나19 확산 및 위중증 환자 예측 방법에 관해 소개하고자 한다.

■유효 감염재생산지수

먼저 코로나19 감염 확산 상황을 분석하기 위해 유효 감염재생산지수 계산이 필요하다. 유효 감염재생산지수는 일일 단위로 계산되며, 당일 신규 감염된 감염자 수를 당일 다른 사람을 감염시킬 수 있는 전체 감염자 수로 나눈 값이다. 유효 감염재생산지수가 1보다 크면 감염병은 현재 규모보다 크게 확산되고, 1보다 작으면 감소한다.

국가수리과학연구소 감염병 연구팀은 국내 지역, 연령그룹별 확진 및 백신 접종 자료, 인구이동 자료, 연령별 밀접접촉 자료 등을 이용해서 전국·지역별 감염재생산지수를 계산한다. 그림1은 2022년 5월 4일까지 확진자료(해외 감염 제외, 1주일 이동 평균)를 이용해 계산한 유효 감염재생산지수 결과이다. 그림의 빨간 수직 실선은 사회적 거리두기 완화 발표 시기를 나타낸다. 그림1을 보면, 2022년 1월 하순 이후 유효 감염재생산지수는 전반적으로 감소세를 보이는데 사회적 거리두기 완화 이후 감소세가 둔화되는 것을 확인할 수 있다. 가장 최근 유효 감염재생산지수는 0.71이다.

코로나19 향후 확산 예측을 위해서는 먼저 현재까지 감염재생산지수 추세를 바탕으로 향후 감염재생산지수 변화에 대한 전망이 필요하다. 현재 국내 코로나19 누적 확진, 그리고 백신 접종 상황을 고려하면 향후 유효 감염재생산지수는 1 이하를 유지할 것으로 전망된다.

그림1의 유효 감염재생산지수의 검은 실선, 그리고 빨간 영역은 각각 향후 6주 유효 감염재생산지수의 예측 평균값 그리고 최소·최대값을 나타낸다. 그림1 확진의 검은 실선, 그리고 빨간 영역은 각각 위 유효 감염재생산지수를 가정한 경우, 향후 확산 예측 결과이다. 코로나19 신규 확진은 감소세를 유지할 것으로 예측된다.

■재원중 위중증 환자 예측

코로나19 신규 확진 예측뿐만 아니라 재원중 위중증 환자 예측도 반드시 필요하다. 국내 가용 코로나19 중환자 병상보다 많은 위중증 환자가 발생하면 의료 체계가 붕괴할 수 있는 위험이 있기 때문이다. 코로나19 위중증 환자 예측을 위해서는 먼저 연령그룹별 확산을 예측해야 한다. 코로나19 신규 확진자의 중증화율은 연령그룹과 높은 상관관계를 보이기 때문이다. 국가수리과학연구소 감염병연구팀은 질병관리청이 제공하는 연령그룹별 중증화율 자료를 이용해 향후 위중증 환자를 예측하고 있다. 그림2는 연령그룹별 확산 예측 결과인데, 모든 연령그룹에서 감소세를 유지할 것으로 전망된다. 재원중 위중증 환자 규모도 지속적으로 감소할 것으로 전망된다.

코로나19 대유행이 처음 시작된 2020년 초에 팬데믹 피해가 이렇게 전 세계적으로 장기화될 것으로 예측한 사람은 많지 않을 것이다. 이번 팬데믹을 통해 신종 바이러스에 대한 진단 백신 치료제 개발 환자를 위한 병상 준비 및 운영 계획 등 종합적인 준비가 필요함을 모두가 알게 되었다. 물론 필자의 역할인 감염병 확산 예측, 방역 정책의 감염 확산 억제 및 사회 경제적 효과 분석의 고도화도 반드시 필요하다. 인간 행동 양식과 자연환경 변화, 기후 변화에 따른 인수 공통 감염병이 증가하고 팬데믹 주기는 단축되고 있다.

평화 시기의 군대가 위기 상황을 대비해 훈련하고 준비하는 것처럼 감염병 대유행 위기에 대한 준비는 평상시에 지속되어야 함을 절감하게 된다.

※공동기획:국제신문·국가수리과학연구소


[감염재생산지수] 이미지 크게 보기 click

ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1양산시 상북 석계리 아파트 진입도로 확장지연 교통체증 심각 우려
  2. 2부경대·한국해양대, 연합대학으로 뭉쳐 글로컬大 도전
  3. 3개원의도 집단행동 나서나…접점 없는 강 대 강 대치
  4. 4부산 첫 미쉐린 ★맛집 3곳 탄생…30대 셰프 맛에 반했다(종합)
  5. 5영도 흰여울마을부터 석면지붕 없앤다…돈 없어 방치된 곳 개량비 지원
  6. 615조 부산시금고 유치 물밑작업? 사회공헌 활발해진 은행
  7. 7[단독]사직야구장 재건축 경제타당성 미달…재정 방안도 아직 미정
  8. 8베니스 가는 달집태우기…‘K-미술’ 환하게 비추옵소서
  9. 9[단독] 與 경선점수 비공개키로…컷오프 될 현역 반발 부르나
  10. 10[속보]유명 작곡가 '신사동호랭이' 숨진 채 발견
  1. 1[단독] 與 경선점수 비공개키로…컷오프 될 현역 반발 부르나
  2. 2공천 탈락자 모시자…제3지대 ‘이삭줍기’ 물밑 경쟁
  3. 3민주, 부산 첫 경선 금정 박인영 勝…추미애·이언주 등 전략공천 가능성
  4. 4선거구 획정 대립 언제까지…野 "부산 1석 안 줄이면 원안대로" 與 "무책임"
  5. 5[부산 경선지역을 가다] 부산진을, ‘초선 무덤’ 뚫은 3선이냐…反현역 지지 업은 루키냐
  6. 6이재명 당내 사퇴요구 일축 “그런 식이면 365일 대표 바꿔야”
  7. 7[부산 경선지역을 가다] 중영도, 용산인사 vs 前장관 격돌…예선 탈락자들 누굴 밀까
  8. 8김종인 개혁신당 공관위원장으로 또다시 선거판 재등장
  9. 9공천 배제됐다가 구제 뒤 또 컷오프…국힘 사천남해하동 공천 잡음
  10. 10민주당 부산 수영구 유동철 전략공천, 강윤경 탈락
  1. 1부산 첫 미쉐린 ★맛집 3곳 탄생…30대 셰프 맛에 반했다(종합)
  2. 215조 부산시금고 유치 물밑작업? 사회공헌 활발해진 은행
  3. 3中알리·테무 저가 공습…韓 이커머스 시장 요동
  4. 4해상풍력·레저산업 급성장…바다 사유화 없게 법 정비해야
  5. 5부산시, 조선업에 1조3000억 투입
  6. 6신세계 센텀시티 '하이퍼그라운드' 개장 1년 만에 'MZ 핫플'로
  7. 7TV홈쇼핑 대박 주인공 되세요
  8. 8부산 年 1000명 조선인력 양성에 방점
  9. 9기준금리 3.5% 또 동결…한은 “상반기 인하 쉽지 않다”
  10. 10부산 아파트 매매가·전세 동반 하락
  1. 1양산시 상북 석계리 아파트 진입도로 확장지연 교통체증 심각 우려
  2. 2부경대·한국해양대, 연합대학으로 뭉쳐 글로컬大 도전
  3. 3개원의도 집단행동 나서나…접점 없는 강 대 강 대치
  4. 4영도 흰여울마을부터 석면지붕 없앤다…돈 없어 방치된 곳 개량비 지원
  5. 5[단독]사직야구장 재건축 경제타당성 미달…재정 방안도 아직 미정
  6. 6명지주민은 걸고, 강서구는 떼고…‘선거구 독립’ 현수막 전쟁
  7. 7노인보행기 등 수입가 뻥튀기…건보공단도, 어르신도 당했다
  8. 8총선 예비후보 ‘문자 폭탄’ 선관위 단속 나서
  9. 9성적 행위 거부 이유로 손님이 마사지사 폭행 도주
  10. 10의료계 반발에도… 정부 의대 증원 절차 예정대로
  1. 1류현진 화려한 컴백…몸값 8년 170억 역대 최고
  2. 2손흥민 호주전 골, 아시안컵 최고골 후보
  3. 3한국 남자탁구 해냈다…덴마크 꺾고 4강 진출·동메달 확보, 다음은 중국이다
  4. 4류현진, 국내 프로야구 선수 중 첫 메이저리그 직행
  5. 5동아대 태권도학과 일본서 시범공연
  6. 6막오른 동계체전…부산 크로스컨트리 '간판' 허부경·이의진 첫 금메달
  7. 7사과한 이강인, 감싸준 손흥민…韓축구 한시름 덜었다
  8. 8만리장성은 높았다…한국 여자대표팀, 중국에 패배
  9. 9'간절함, 성실함으로 똘똘 뭉친 신인', 롯데 강성우를 만나다[부산야구실록]
  10. 10류현진 4년 170억+α 최고 예우…힘 실리는 KBO 샐러리캡 조정론
우리은행
난치병 환우에 새 생명을
사회복귀 위한 인지·도수치료비 지원 절실
고영삼의 인생 이모작…한 번 더 현역
안창수 화백
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내
스토리 박스