[論文レビュー] Quantifying human mobility behavior changes in response to non-pharmaceutical interventions during the COVID-19 outbreak in the United States

Yixuan Pan, Aref Darzi+5 more|arXiv (Cornell University)|May 4, 2020

COVID-19 epidemiological studies参考文献 21被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、2020年1月1日から4月9日までの連邦州連邦地域（アラスカおよびハワイ含む）のモバイルデバイス位置データを用いて、非医薬的介入（NPI）への反応としての人間の移動行動の変化を定量化するためのソーシャルディスタンシングインデックス（SDI）を導入する。主な発見では、国家非常事態宣言および自宅待機命令が社会的距離の確保を顕著に向上させたが、一部の州および郡では感染症の報告件数が増加しているにもかかわらず、反応が遅れたり不十分だったりし、公衆衛生上のリスクを生じさせた。

ABSTRACT

Ever since the first case of the novel coronavirus disease (COVID-19) was confirmed in Wuhan, China, social distancing has been promoted worldwide, including the United States. It is one of the major community mitigation strategies, also known as non-pharmaceutical interventions. However, our understanding is remaining limited in how people practice social distancing. In this study, we construct a Social Distancing Index (SDI) to evaluate people's mobility pattern changes along with the spread of COVID-19. We utilize an integrated dataset of mobile device location data for the contiguous United States plus Alaska and Hawaii over a 100-day period from January 1, 2020 to April 9, 2020. The major findings are: 1) the declaration of the national emergency concerning the COVID-19 outbreak greatly encouraged social distancing and the mandatory stay-at-home orders in most states further strengthened the practice; 2) the states with more confirmed cases have taken more active and timely responses in practicing social distancing; 3) people in the states with fewer confirmed cases did not pay much attention to maintaining social distancing and some states, e.g., Wyoming, North Dakota, and Montana, already began to practice less social distancing despite the high increasing speed of confirmed cases; 4) some counties with the highest infection rates are not performing much social distancing, e.g., Randolph County and Dougherty County in Georgia, and some counties began to practice less social distancing right after the increasing speed of confirmed cases went down, e.g., in Blaine County, Idaho, which may be dangerous as well.

研究の動機と目的

• 米国のCOVID-19流行の初期段階における非医薬的介入（NPI）への人間の移動行動の変化を理解すること。
• 米国の州および郡レベルで移動の減少を定量化するための標準化された指標「ソーシャルディスタンシングインデックス（SDI）」を構築すること。
• 確認済みの感染症件数と社会的距離の確保の時期と強度の相関関係を評価すること。
• 特に感染症件数が増加している地域における、社会的距離の確保への地域的格差を特定すること。
• 感染症の増加が鈍った地域で、社会的距離の確保行動が早期に緩和されるリスクを評価すること。

提案手法

• 本研究では、連邦州連邦地域（アラスカおよびハワイ含む）の集計済みかつ匿名化されたモバイルデバイス位置データに基づいて、ソーシャルディスタンシングインデックス（SDI）を構築する。
• SDIは、前流行期のベースラインと比較して、毎日の移動行動と公共施設への訪問頻度の低下を測定することで算出される。
• 分析期間は2020年1月1日から4月9日までの100日間であり、米国初例の感染症報告からNPIのピーク実施までの期間をカバーする。
• 研究者たちは、国家非常事態宣言や州レベルの自宅待機命令などの公式な公衆衛生イベントとSDIのトレンドを相関させる。
• 州および郡レベルで空間分析を実施し、地域の感染症件数および増加率と比較して移動行動の反応を評価する。
• 時系列分析を用いて、主要な政策介入および感染症の急増イベントの前後におけるSDIの変化を追跡する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 国家非常事態宣言の発表が、米国全体の移動行動および社会的距離の確保行動にどのように影響したか？
• RQ2 州レベルの自宅待機命令は、移動の減少という形でどの程度明確に相関したか？
• RQ3 確認済みの感染症件数が多い州の移動行動は、件数が少ない州と比べて、NPIへの反応としてどのように異なっていたか？
• RQ4 特に感染症の報告件数が多い地域では、社会的距離の確保行動に地理的格差が見られるか？
• RQ5 新規感染症の報告件数の増加率の低下が、社会的距離の確保行動の早期緩和を引き起こすか？

主な発見

• 国家非常事態宣言により、大多数の州で移動の減少が顕著に観察され、社会的距離の確保が顕著に向上した。
• 自宅待機命令の義務化により、移動のさらなるかつ持続的な減少が見られ、政策による行動変容の強さが裏付けられた。
• 確認済みの感染症件数が多い州は、NPIへの反応が早くかつ強く、移動の減少も顕著かつ早期に観察された。
• ウィヨミング、北ダコタ、モンタナなど、感染症件数が少ない州では、感染症の急増にもかかわらず、社会的距離の確保が最小限にとどまった。
• ジョージア州のランドフォード郡およびダフネイ郡など、感染症の報告件数が多い郡では、移動の減少が限定的で、社会的距離の確保への従順性が低かった。
• アイダホ州のブレイン郡では、感染症の増加率が低下した直後に社会的距離の確保が減少したため、早期に緩和された可能性が示唆され、再流行のリスクを生じさせる恐れがある。