Exploring local factors associated with covid-19 mortality in brazilian municipalities: a computational epidemiology approach for the first three years

Carregando...
Imagem de Miniatura

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Federal de Minas Gerais

Descrição

Tipo

Tese de doutorado

Título alternativo

Explorando fatores locais associados à mortalidade por COVID-19 em municípios brasileiros: uma abordagem de epidemiologia computacional para os três primeiros anos

Primeiro orientador

Membros da banca

Americo Barbosa da Cunha Junior
Rodrigo Weber dos Santos
Joicymara Santos Xavier
Wagner Meira Junior

Resumo

Brazil was severely impacted by the COVID-19 pandemic, reporting over 36 million cases and nearly 694 thousand deaths by the end of 2022. Notably, Brazil has pronounced socioeconomic disparities across its regions and municipalities. This thesis analyzes the interplay between local factors and COVID-19 mortality in Brazilian municipalities across the first three pandemic years. More specifically, it investigates how national inequalities denoted by demographic, social, economic, and political factors correlate with COVID-19 mortality. It also evaluates the effects of social isolation, vaccination, and the emergence of variants in the pandemic dynamic. Using computational epidemiology approaches, such as regression analysis, clustering techniques, cross-correlation analysis, and epidemiological modeling, this thesis comprehensively provides insights into the mortality determinants and their temporal evolution. The findings suggest that urbanization plays a significant role in increasing COVID-19 deaths in the municipalities. However, the impact of urbanization varied over time, reflecting the public health measures employed at each moment. In the early pandemic, the municipalities implemented preventive social isolation, which reduced the basic reproduction number (R0) and mitigated the mortality in urbanized municipalities. A shift to reactive social isolation in 2021, associated with the spread of Gamma and Delta variants, correlates with higher R0 and disproportionately increased mortality in urbanized municipalities. Findings show vaccination efforts significantly correlated with lethality reduction and controlled urban-related mortality risks in 2022. Other variables, such as related poverty factors, elderly population, Indigenous people, and political preference, also explain the COVID-19 mortality in the municipalities. This thesis contributes methods and insights for health authorities to analyze and monitor epidemics, emphasizing the importance of proactive measures to control. It introduces a novel epidemiological model with fuzzy transitions to analyze multi-outbreak epidemics, demonstrating generalization through application to national and municipal data. It demonstrated robustness by forecasting COVID-19 deaths and validation against serological evidence. The findings underscore the value of dynamic and time-sensitive analysis and also highlight the role of misinformation and political influences in exacerbating health crises.

Abstract

O Brasil foi severamente impactado pela pandemia de COVID-19, com mais de 36 milhões de casos e quase 694 mil mortes reportadas até o final de 2022. Notavelmente, o Brasil apresenta significativa desigualdade socioeconômica entre suas regiões e municípios. Esta tese analisa a interação entre fatores locais e a mortalidade por COVID-19 em municípios brasileiros ao longo dos três primeiros anos da pandemia. Mais especificamente, investiga como as desigualdades nacionais, representadas por fatores demográficos, sociais, econômicos e políticos, se correlacionam com a mortalidade por COVID-19. Também avalia os efeitos do isolamento social, da vacinação e do surgimento de variantes na dinâmica da pandemia. Utilizando abordagens de epidemiologia computacional, como análise de regressão, técnicas de agrupamento, análise de correlação cruzada e modelagem epidemiológica, esta tese fornece percepções sobre os determinantes da mortalidade e sua evolução ao longo do tempo. Os resultados sugerem que a urbanização desempenha um papel significativo no aumento das mortes por COVID-19 nos municípios. No entanto, o impacto da urbanização variou ao longo do tempo, refletindo as medidas de saúde pública adotadas em cada momento. No início da pandemia, os municípios implementaram isolamento social preventivo, reduzindo o número básico de reprodução (R0) e mitigando a mortalidade em municípios urbanizados. Uma mudança para o isolamento social reativo em 2021, associada à disseminação das variantes Gama e Delta, correlacionou-se com um aumento do R0 e com uma mortalidade desproporcionalmente maior em municípios urbanizados. Os resultados também mostram que os esforços de vacinação se correlacionaram significativamente com a redução da letalidade e ajudaram a controlar os riscos de mortalidade relacionados à urbanização em 2022. Outras variáveis, como fatores ligados à pobreza, população idosa, povos indígenas e preferência política, também desempenharam papéis relevantes na dinâmica da pandemia nos municípios. Esta tese contribui com métodos e evidências para que autoridades de saúde possam analisar e monitorar epidemias, enfatizando a importância de medidas proativas para controle. Ela introduz um novo modelo epidemiológico com transições nebulosas para analisar epidemias de múltiplos surtos, validado por meio de sua aplicação a dados nacionais e municipais, além de sua aplicação na previsão de mortes por COVID-19 e seus resultados contrastados com evidências sorológicas. Por fim, os resultados ressaltam o valor de análises dinâmicas e sensíveis ao tempo, além de destacar o papel da desinformação e das influências políticas no agravamento das crises de saúde.

Assunto

Engenharia elétrica, Mineração de dados (Computação), COVID-19 Pandemia, 2020-, Previsão, Epidemiologia - Modelos matemáticos, Análise de regressão

Palavras-chave

COVID-19 pandemic, Computational epidemiology, Data mining techniques, Regression analysis, Epidemic modeling, Forecasting models

Citação

Endereço externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por

Licença Creative Commons

Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto