以佇列模型評估新冠肺炎住院與重症病房需求

利用義大利、法國、西班牙、比利時、紐約州、日本及韓國所提供之公開資料，發展佇列等候模型來描述個案從確診、居家隔離、住院、加護病房、康復以至死亡的過程。

本計畫利用佇列等候模型（如圖）來描述個案從確診、居家隔離、住院、加護病房、康復以至死亡的過程，利用貝氏馬可夫鏈蒙地卡羅模型可得到各狀態機參數最佳估計值。

圖：新冠肺炎傳染病佇列等候模型

上述模式所估計之參數可用來評估隔離病房和加護病房的壅塞指數以表達並用以監測COVID-19大流行醫院的臨床應對能力。以義大利倫巴底區為例，從2020年3月3日到5月9日的動態隔離機率(PSQ2)從第一周14.7% (95%信賴區間：12.6%-16.8%)增加到20.2% (95%信賴區間：18.9%-21.5%)並持續一個月，而後在第十周降至9.7% (95%信賴區間：9.5%-9.9%)。至於隔離至康復的動態機率(PQ2R)則是由第一周的6.7% (95%信賴區間：6.1%-7.4%)下降到第七周的2.5% (95%信賴區間：2.4%-2.5%)且維持穩定。而從隔離到加護病房的動態機率(PQ2I)是由第一周的3.4% (95%信賴區間：2.2%-4.7%)增加到第六周為4.1% (95%信賴區間：3.5%-4.6%)，並持續下降。

最後則是從加護病房到死亡的動態機率(PID)為最低的第一周9.4% (95%信賴區間：7.7.%-11.4%)，在第二周後急遽上升到達第四周的30.4% (95%信賴區間：29.7%-31.3%)，而後逐漸下降到27% (95%信賴區間：26.6%-27.4%)。據此可得，義大利倫巴底區醫院及加護病房的壅塞指數從第一周的2.2 (95%信賴區間：1.9-2.6)、2.9 (95%信賴區間：1.9-4.3)，到第五周達到巔峰的6.0 (95%信賴區間：5.8-6.2)以及7.9 (95%信賴區間：7.5-8.2)，之後便開始一路下降。此模型可進一步用以預測住院病床以及加護病房病床的需求量，針對加護病房的病床，當時義大利可供應之病床數為482床，使用本模型可預測出第二周就需要887床，超過可使用量，造成醫療量能不足(Reference: Jen, G.H.H.,et al. (2021). Evaluating Medical Capacity for Hospitalization and Intensive Care Unit of COVID-19: A Queue Model Approach. Journal of the Formosan Medical Association.)

運用多階段佇列模型對於大流行期間個案由確診、居家隔離、住院治療、加護病房治療、康復或死亡的過程，建構病房壅塞指數，以對於大規模流行時之醫療照護準備能量程度進行預測，可精準預測臨床照護如侵入性呼吸輔助或ECMO心肺輔助之重症照護需求。