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估算此次大连疫情核酸检测10:1混采效率提高了多少

 高考数学汤忠军 2021-11-19

昨天刚做完第四轮核酸检测,感恩那些奉献的“大白”,全副武装,确实非常辛苦。截至目前,大连疫情累计确诊449例,累计治愈165例,这次检测据说不像去年按照1:1采样进行分析,而是按照101混采检测技术(风险等级程度不同,比例不同,这里我为了后面计算研究方便,统一按照这个数据进行分析,居家闲的没事,我们一起计算一下,10:1混采检测对比1:1检测节约了多少工作量。

截止到20213月,大连常住人口近似为N=600(万人),核酸检测分为两种,一种是11检测;一种是按照个人为一组进行分组(大连地区实际风险等级较低的地区此次选取的是k=10一起进行核酸检测,如果这种混合血液呈现阴性反应,就说明这k个人的血都是呈现阴性反应,没有被感染,此时这k个人相当于检测了1次;若呈现阳性,则再次对这k个人的血液进行一一检测,此时这个人的血液总共需要被检测次k+1次。假设每个人化验呈现阳性的概率均为p,且这些被检测的人的实验反应条件与结果是相互独立的(密切感染者检测个例排除在外),接下来我们分析一下,如果当p在集中爆发期感染比例最大时,选取k多少时,可以合理有效减少化验的次数。

每个人的血液呈现阴性反应的概率为q=1-p,所以这个人的混合血液呈现阴性反应的概率为q的k次方,这个人的混合血液呈现阳性反应的概率为1-q的k次方

设以k个人为一组时,组内每人化验的次数为X,这是一个随机变量,其分布列为

则随机变量的数学期望为

则N个人平均需要化验检测的次数为

所以只需要使得选择适当的k,使得

即可,如果使得p固定,则

且取得最小值时,这个是比较合理的

由于大连此次疫情比较突然,属于庄河泉水片区集中爆发,所以姑且选择每个人化验呈现阳性的概率均为p=0.0005,则当时k=10时,大连600万人口平均只需要化验

这样平均来说,可以减少近90%的工作量,与此同时由于核酸检测多轮进行,所以筛查的精准度实际上会更大,效果会更好。

下附电子稿阅读版本

注:本文目的在于以统计概率与实际生活相结合进行运用,计算结果,混采比例,采样数据不代表任何官方数据。

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