病媒性疾病模型的重點在於病媒的加入。在病媒的特性上,因病媒的數量龐大 且社會性與個體差異並不明顯,且病媒族群的數量會隨著季節而改變,所以本模型利 用倉室模型(Compartment Model)中的 SEIR 模型概念,可將每一晶格上的病媒視為一 個大族群,此族群又將病媒族群分為四部份:(S)未感染族群、(E)潛伏期族群、(I)已 感染族群、(R)康復或死亡族群。由於目前垂直傳播循環在登革病毒的自然生態循環 上到底占有多大份量則尚待評估,所以在本研究裡不討論垂直傳染的影響,以下先介 紹 SEIR 四個狀態的特性,見圖 14。
(S)未感染族群代表每一晶格的病媒族群中未受到感染的部份,若是與已感染的 個體接觸則根據感染率而有機會得病而進入(E)潛伏期。以登革熱為例,未受到感染 的病媒蚊若叮咬了登革熱患者則根據感染率此病媒蚊會進入(E)潛伏期狀態。
(E)潛伏期族群代表每一晶格的病媒族群中已染病且進入潛伏期的部份,此時與 未感染個體接觸也不會使個體染病,但潛伏期的長短往往會影響疾病爆發的時間,潛 伏期短的疾病爆發的速度很快,潛伏期長的疾病會經過一段時間而爆發,如登革熱,
使疾病的流行更難以預測。
(I)已感染族群代表每一晶格的病媒族群中已染病且可以傳播疾病的部份,此時 與未感染個體接觸會根據感染率而使個體染病,而染病時間長短會因為疾病的不同而 有差異,一般來說登革熱病媒蚊一旦染病即終身可傳播疾病。
(R)已康復族群代表每一晶格的病媒族群中已康復或死亡不具有傳染或被傳染能 力的部份,以登革熱病媒來說(R)狀態即代表死亡的部份。
E E I I S S
8~12天
R R
未染病 潛伏期 攜帶病毒 死亡
終身帶病毒
圖 14 病媒族群狀態
根據病媒具有移動特性,其移動的方式為短距離的移動,根據晶格中病媒密度 的不同,病媒密度低的晶格代表此環境不適於病媒的生存,病媒密度高的晶格則代表 此環境適合病媒的生存,因此處於病媒密度較低晶格中的病媒有機會移動到病媒密度 較大之相鄰晶格,此為病媒擴散之表現。由台南市疾管處許惠美[17]女士的對白線斑 蚊的調查報告中指出,見表二,白線斑蚊的飛行距離可到 488 公尺,而在 250 公尺以 上的比例占全部釋放比例的 2.9%,根據調查高雄市[18]406 個里中面積大小在 250 平 方公尺以下的里為 255 個,佔全部的 62%。所以在我們的模型中設定 62%的晶格上 的病媒可以作移動。
在模擬的程式中,我們以類別(class)去紀錄病媒蚊族群的屬性,再以二維陣列去 記錄整個模型中所有的病媒蚊族群,這樣一來病媒蚊族群所在位置與地理層的關係便 可以一一對應,方便我們在處理模型模擬時病媒蚊的移動造成四周晶格病媒蚊數的增 減,以下為病媒蚊的屬性。
屬性名稱 資料型態 說明
pos_x,pos_y 整數 所在位置(x,y)
IllState
整數 目前為無病、盯咬期、潛 伏期、帶原 or 死亡
IncubDays
整數 用來表示潛伏期多久
IncubCountDown
整數 用來表示潛伏期倒數天 數,為零就可以傳染 IfBite
布林值 判斷此蚊子今天可不可 盯人
DENType
列舉 用來表示病媒蚊帶哪一 種原
BitePerson
整數 用來表示病媒蚊一次可 叮幾人
Vector_S_Local
整數 紀錄病媒蚊族群
compartmental model 中本 地狀態 S 的蚊子數 Vector_S_Foreign
整數 錄病媒蚊族群
compartmental model 中外 地移入狀態 S 的蚊子數 Vector_E_Local
整數 紀錄病媒蚊族群
compartmental model 中本 地狀態 E 的蚊子數 Vector_E_Foreign
整數 錄病媒蚊族群
compartmental model 中外 地移入狀態 E 的蚊子數 Vector_I_Local
整數 紀錄病媒蚊族群
compartmental model 中本 地狀態 I 的蚊子數 Vector_I_Foreign
整數 錄病媒蚊族群
compartmental model 中外 地移入狀態 I 的蚊子數 Vector_R_Local
整數 紀錄病媒蚊族群
compartmental model 中本 地狀態 R 的蚊子數 Vector_R_Foreign
整數 錄病媒蚊族群
compartmental model 中外 地移入狀態 R 的蚊子數 表 3 病媒屬性表
表 4 白線斑蚊之擴散距離