研究動機

根據世界衛生組織(WHO)的統計資料，全球每年約有 900 萬結核病新增病 例，約有 200 萬人死於結核病，結核病是全球單一病原引起最多死亡的傳染病 [1][2]。過去幾年來，越來越多的研究者以電腦模擬的方法，加上社會網路的概 念研究社會現象、社會議題，例如：疾病的擴散、意見的傳播及民意的傾向…等。

本研究以電腦模擬的方法建立結核病的傳染模型，之後的小節，我們從「結核病 複雜性」、「社會網路」及「電腦模擬建立疾病傳染模型」三個方面來說明疾病透 過人際社會網路傳播的複雜性，若以電腦模擬的方法來建立模型、模擬疾病的散 播，有許多適合且匹配的地方，以此來說明本研究的主要研究動機。

1.1.1. 結核病複雜性

追溯結核病的歷史，自從 1940 開始抗結核藥物治療的出現，使得這幾十年 來結核病的發生率大幅下降，但近年來又有小幅微升的趨勢，使我們不得不關注 這個課題。結核病透過人與人之間的接觸而造成疾病的擴散，其中有許多複雜的 因素：

(1) 要了解其中人際之間的接觸網路的與疾病在此網路上的傳播動態 對於建立模型來說非常不容易。

(2) 結核病染病後潛伏期長短不一，範圍由數週到終其一生。

(3) 結核病發病與否又會因個體的差異而有所不同。

(4) 對於結核病人不正確的治療及未完成療程會產生複雜的抗藥性、多 重抗藥性問題。

(5) 與其他病症共同感染。

(6) 預防及治療的公衛政策需要投入大量的人力與物力追蹤、管理染病 的患者。

(7) 因結核病為慢性傳染病的特性，對於實施公衛政策後的效果也無法 立即的得知。

種種的因素皆使結核病顯得更為複雜，擁有一個可以反映疾病的模型並作 為依據，使得運用有效的資源達到最好的成效，了解疾病的趨勢，成為防疫的重 要關鍵。

1.1.2. 社會網路

近年來拜社會網路領域發展迅速之賜，我們漸漸地可以了解真實社會中人 與人之間的互動關係並不是隨機的互動而是展現出小世界的特性(具有高群聚度 與低分隔度) [13]，不同疾病在不同的網路所呈現的傳染動態也大不相同，高群 聚度的特性會使疾病在群聚度高的地方迅速地擴散，低分隔度特性會使疾病散播 的範圍變的廣大，對於以往傳染病模型將感染個體傳播給其他任何人都具有相同 機率的概念已不足以反映真實社會中群體的互動關係，造成模擬的偏差。另外，

透過對於社會網路的了解，相較於過去的方法，我們對於疾病傳播在更微觀的個 體層次的擴散有更清楚地理解與呈現。

結核病必須透過長時間或反覆地接觸才容易造成感染[10]，通常也是長時 間相處在同一場所內互相感染的情況，換句話說結核病的散播具有地域性的概 念，加上每個個體每天又會在各個場所間移動，每個個體的行動力也大不相同，

行動力強的去的場所多，行動力弱的則較少，如此複雜也帶有隨機的特性也是過 去的方法所難以處理的，所以更需要倚靠底層的人際網路才能清楚地反映其傳播 的動態。

我們必須針對這些社會網路的特性與個體移動特性，再將疾病的傳染的模

式加以結合建模，在建模的同時如何抓住重要的原則，捨去影響較小的細節，來 回的測試模型、調整模型，才能清楚的掌握疾病的傳染動態，建立出能夠反映出 真實情況的模型。

1.1.3. 電腦模擬建立疾病傳染模型

過去透過疾病傳染模型我們可以了解疾病傳染的現象與結果、預測未來傳 染趨勢走向並且探討各種公衛政策與醫療行為介入下疾病擴散的結果，對於公共 衛生、疾病管制人員及政策決策者來說，疾病的傳染模型不但可以作為政策決定 與實行的參考依據、評量指標，更可以模擬一些真實環境不會發生的有趣議題。

例如：假設一個疾病尚未有特效藥問世，透過疾病的模型，我們可以預先模擬特 效藥的效果。然而，疾病的模擬是一個複雜的系統，需處理許多的隨機性質與不 確定性，往往會有許多的資料需要收集、彙整，例如：個體、傳播網路或疾病本 身的特性，建立出來的模型更需要來回的修改，使模型更符合真實的狀況，也是 建立模型中重要的一環。

對於疾病的模擬，電腦模擬的方法相較於以往以數學模擬的方式模擬具有 更多的優點：

1. 處理大量資料、資料轉換及資料呈現上更多樣化：對於一個模擬的結 果，往往要從各個面向觀察，以電腦模擬來說當模型建立後，其餘結果 的收集相對於數學模擬較為便利。

2. 數學的方法技巧可以輕易地轉為電腦模擬，反之則否

3. 電腦模擬模型對於真實的環境的呈現更為直接：相較於數學符號，電腦 模擬可以以物件的方式對應真實環境的個體物件。

4. 在修改方面更具彈性：如上所述，建立的模型後，往往需要根據實際的 實驗結果或真實的狀況作來回的調整，以電腦模擬的方法來說，容易將 所有資料物件化，之後若需要修改或測試，比數學方法必須重新寫方程

式、增加假設條件來說，更為方便。

透過以上的說明，我們可以很清楚的察覺到電腦模擬方法在建立疾病的傳 染模型上有許多優點可以幫助研究者以更精確、更方便的平台了解疾病的傳播，

這也是我們本研究的主要動機。