Dzięki badaniom wiadomo już, że maski mają ogromny udział w spowalnianiu rozprzestrzeniania się COVID-19. Mimo tego niektórzy sprzeciwiają się noszeniu masek, uznając to za osobisty wybór a nie kwestię zdrowia publicznego.
To nie ma sensu, ponieważ maseczki chronią zarówno noszących jak i ludzi wokół nich. Ta dwukierunkowa ochrona sprawia, że powszechne noszenie maseczek jest skutecznym sposobem na przeciwdziałanie epidemii.
Przeprowadzając proste obliczenia na danych o noszeniu maseczek pokażemy, że gdy 60% ludzi nosi maseczki, które mają 60-procentową skuteczność, rozprzestrzenianie się choroby spada nawet aż o 60% — mniej więcej tyle ile potrzebujemy aby zatrzymać dalsze roznoszenie COVID-19.
Ale najpierw przyjrzyjmy się danym. Podczas wydechu rozsiewane są malutkie kropelki śliny w różnych rozmiarach. Jeśli osoba wydychająca jest zarażona, ten "ustny aerozol" jest pełen wirusów. Ten pełen wirusów aerozol śliny jest główną drogą rozprzestrzeniania dla COVID-19.
W trakcie oddychania, zarażona osoba rozpyla około tysiąca cząsteczek wirusowych na minutę.
W trakcie mówienia, taka osoba rozpyla nawet do dziesięciu tysięcy cząsteczek wirusowych na minutę.
Podczas kasłania, zakażona osoba może rozpylić nawet do stu tysięcy cząsteczek wirusowych na minutę.
A każde kichnięcie może rozpylić do miliona cząsteczek wirusowych.
Im więcej cząsteczek wirusowych podróżuje od osoby do osoby, tym większa jest szansa na zarażenie. (A po zakażeniu osoby, które były narażone na większą ilość cząsteczek wirusowych, doświadczają bardziej dotkliwych objawów.)
Maski zmniejszają zasięg aerozolu z ust, który może dotrzeć do innych osób — poprzez zatrzymanie lub przekierowanie — i w rezultacie zmniejszają prawdopodobieństwo zakażenia.
Należy pamiętać, że nie ma idealnej maski. Nawet najbardziej skuteczne maski (N95), zalecane dla pracowników służby zdrowia, zapewniają zatrzymanie 95% cząsteczek wirusowych (i to tylko jeśli są noszone prawidłowo).
Maski nie gwarantują bezpieczeństwa, ale zmniejszają ryzyko. W podobny sposób jak używanie parasola nie zapewnia, że pozostaniemy susi, ale znacząco zmniejsza szanse na przemoczenie. Podobnie do parasola, maski działają tylko jeśli są prawidłowo używane. Ale w odróżnieniu od parasola, który chroni tylko osobę go używającą, maski chronią również ludzi w otoczeniu noszącego.
Wyobraźmy sobie, że osoba zarażona nosi maskę o skuteczności 50%. Przez "maskę o skuteczności 50%" mam na myśli to, że noszenie takiej maski obniża o połowę ryzyko, że osoba zarażona zarazi kogoś innego.
Lecz co się dzieje jeśli zamiast osoby chorej maskę nosi osoba zdrowa?
Ogólnie rzecz ujmując, skuteczność maski różni się podczas wdechu i wydechu. Na razie jednak nie wdawajmy się w szczegóły i dla uproszczenia przyjmijmy, że maska jest równie skuteczna w obu przypadkach.
W takim wypadku szanse zakażenia również spadają o 50%.
Co jeśli zarówno osoba zakażona jak i niezakażona noszą maski?
Pierwsza maska zmniejsza ryzyko infekcji o połowę i druga maska także zmniejsza ryzyko infekcji o połowę. Więc jeśli obie osoby noszą maski, prawdopodobieństwo infekcji wynosi połowę z połowy, to jest 25% (w porównaniu do sytuacji gdy nikt nie nosi maski). To 75% spadek ryzyka infekcji.
Jeśli się nad tym zastanowisz, zaskakujące jest, że maska o 50% skuteczności może zredukować ryzyko infekcji o 75%. Jest to możliwe, ponieważ gdy obie osoby noszą maski, ryzyko infekcji zmniejsza się o połowę dwa razy. Ta podwójna ochrona powoduje, że maski są dużo bardziej skuteczne niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka.
Na wykresie poniżej przedstawiono wszystkie cztery sposoby transmisji zakażeń, przenoszonych drogą kropelkową, od jednej osoby do drugiej.
Do tej pory przyglądaliśmy się jedynie rozprzestrzenianiu się choroby pomiędzy dwojgiem ludzi. Jak możemy przełożyć to na zrozumienie jak działa rozprzestrzenianie się wirusa w całej populacji?
W przypadkach skrajnych jest to dość proste.
Na przykład jeśli założymy, że nikt nie nosi maski, wtedy zawsze gdy dwoje ludzi się spotyka prawdopodobieństwo, że żadne z nich nie ma maski, wynosi 100%.
W takiej sytuacji bierzemy pod uwagę tylko pierwszą drogę rozprzestrzeniania się choroby i w populacji nie zaobserwowalibyśmy żadnego spadku w roznoszeniu się choroby.
W przypadku drugiej skrajności, gdy założymy, że wszyscy noszą maski, w przypadku spotkania dwojga ludzi szansa, że oboje mają założone maski, wynosi 100%.
W tym przypadku bierzemy pod uwagę jedynie ostatnią drogę rozprzestrzeniania się choroby. Zakładając, że maski mają 50% skuteczność w każdym kierunku, w populacji zaobserwowalibyśmy 75% spadek w roznoszeniu choroby.
Tak więc gdy wszyscy noszą maski (lub gdy nikt ich nie nosi), łatwo jest obliczyć spadek transmisji choroby pośród populacji, ponieważ jest to przypadek skrajny i w obliczeniach uwzględniamy tylko tę jedną drogę roznoszenia choroby.
W rzeczywistości jednak niektórzy ludzie noszą maski, a inni nie. To oznacza, że wirus może roznosić się poprzez kombinację wszystkich czterech dróg rozprzestrzeniania. Prawdopodobieństwo każdej z nich zależy od tego, jak wiele ludzi nosi maski.
Na przykład, jeśli 50% ludzi nosi maski, to zawsze gdy spotyka się dwoje przypadkowych ludzi szansa na to, że oboje mają maski wynosi 50% ⨉ 50%, czyli 25%. W podobny sposób możemy obliczyć szanse na wystąpienie pozostałych trzech dróg rozprzestrzeniania się choroby.
Gdy dokładnie połowa populacji nosi maski okazuje się, że każda z dróg rozprzestrzeniania się jest równie prawdopodobna. (Czy możecie pokazać dlaczego tak jest?)
Teraz możemy obliczyć średni spadek w rozprzestrzenianiu choroby w całej populacji. Ponieważ założylismy, że każda z dróg jest równie prawdopodobna, średni spadek to średnia z: 0%, 50%, 50% i 75%, i wynosi 43.75%.
Osoby, które nie noszą masek, zakażają się poprzez dwie pierwsze drogi, które, gdy połowa populacji nosi maski, są równie prawdopodobne. Tak więc spadek w rozprzestrzenianiu pośród nienoszących masek równa się średniej z 0% i 50%, czyli 25%.
Tymczasem osoby, które noszą maski, zakażają się poprzez dwie ostatnie drogi. Wobec tego spadek w rozprzestrzenianiu się pośród osób noszących maski jest średnią z 50% i 75%, i wynosi 62.5%.
W ostatecznym rozrachunku nawet osoby nienoszące masek zyskują pewną niewielką ochronę, ponieważ powietrze którym oddychają jest częściowo filtrowane przez maski innych osób. Dla porównania osoby noszące maski zyskują dużo większą ochronę dzięki dodadkowemu zabezpieczeniu, które zapewniają im ich własne maski.
A ponieważ populacja składa sie zarówno z osób noszących jak i nienoszących masek, średnia korzyść z ochrony, którą zapewniają maski leży pomiędzy ilością ochrony w tych dwóch grupach.
Tak więc na tym prostym przykładzie (gdzie 50% ludzi nosi maski o 50% skuteczności) udało nam się ustalić jak przeliczyć korzyść, którą noszenie masek oferuje jednostce, na średnią korzyść, którą noszenie masek oferuje całej populacji.
Spróbujmy zastosować tę logikę do dowolnych wartości dotyczących używania masek i ich efektywności. Użyj poniższych suwaków aby zobaczyć jak noszenie masek wpływa na rozprzestrzenianie się choroby.
Jak zmieniłoby się roznoszenie choroby gdyby 60% osób nosiło maski o 60% skuteczności? Lub 90% nosiło maski o 50% skuteczności? Lub 50% nosiło maski o 90% skuteczności? Ten interaktywny panel pozwala odpowiedzieć na te pytania.
Podsumowując: Im więcej osób nosi maski, tym wszyscy są bezpieczniejsi.
Filtrując wdychane powietrze, maski zapewniają ochronę tym, którzy je noszą. A poprzez filtrowanie lub przekierowywanie wydychanego powietrza, maski zapewniają wszystkim dodatkową ochronę — wliczając tych, którzy ich nie noszą.
W rzeczywistości maski są jeszcze bardziej skuteczne niż sugerują te liczby.
Aby ugaścić pożar musisz pozbawić go dostępu do tlenu. Ale nie musisz pozbyć się całego tlenu, wystarczy, że zmniejszysz jego ilość na tyle by powstrzymać nasilenie się ognia. Podobny mechanizm działa w epidemii - nie musimy w 100% zatrzymać zakażeń. Jeśli obniżymy ilość zakażeń wystarczająco, aby zahamować dalsze rozprzestrzenianie się choroby, możemy ugasić epidemię jak pożar.
Prawdopodobnie słyszałaś/eś o terminie epidemiologicznym R0, czytane R-zero. Jest to liczba osób, jaką jedna zakażona osoba może zarazić w populacji, w której nie istnieje uprzednia odporność na daną chorobę.
Gdy R0 wzrasta ponad 1, liczba zakażeń będzie wzrastała wykładniczo dopóki wystarczająca liczba ludzi nie otrzyma szczepionki lub zakazi się i rozwinie odporność na daną chorobę.
Ale, według artykułu Eda Yonga w czasopiśmie 'The Atlantic' "R0 to nie przeznaczenie". R0 jest wynikiem dwóch liczb: średniej liczby osób, które zakażona osoba spotyka i prawdopodobieństwa zakażenia podczas kontaktu.
Zachowywanie dystansu, kwarantanny i tymczasowe zamknięcia zmniejszają pierwszą wartość. A noszenie masek zmniejsza wartość drugą. Celem tych wszystkich środków jest zapanowanie nad epidemią poprzez obniżenie wartości R0 poniżej 1.
Mając to na uwadze, przeanalizujmy jak używanie masek wpływa na wartości R0. Wykres poniżej ilustruje jak wartość R0 zmienia się w odpowiedzi na zwiększone użycie masek.
Możesz użyć pierwszego suwaka aby zmieniać wartość R0, która w przypadku COVID-19 jest pomiędzy 2 a 3 (zakładając brak jakichkolwiek działań prewencyjnych, które mogłyby obniżyć wartość R0, jak na przykład zachowywanie dystansu). Poprzez zmienianie wartości skuteczności masek, możecie łatwo zobaczyć w jaki sposób noszenie maski może pomóc kontrolować epidemię.
Aby zatrzymać rozprzestrzenianie się COVID-19, musimy utrzymać wartość R0 poniżej 1. Jeśli uda się to osiągnąć, średnio jedna zakażona osoba zarazi mniej niż jedną osobę a epidemia powoli się zatrzyma.
W takim razie ile osób musi nosić maski o 50% skuteczności abyśmy zatrzymali rozprzestrzenianie się COVID-19? Co stałoby się gdyby maski miały 75% skuteczność? Lub 90% skuteczność? Ten interaktywny panel pozwala udzielić odpowiedzi na te pytania.
Możemy poszerzyć nasze rozumienie o krok dalej i wyrazić skuteczność masek za pomocą bardziej przystępnych pojęć. Maski ratują życie poprzez zmniejszanie szansy zakażenia, co w konsekwencji ogranicza rozmiar epidemii.
Im więcej ludzi nosi maski, tym niższe R0. A im niższe R0, tym mniej zakażeń. Możemy zatem uzyskać jaśniejszy obraz jeżeli zamiast R0 przedstawimy zakażoną część populacji.
Możemy użyć szeroko stosowanego matematycznego modelu epidemii znanego jako model SIR by połączyć R0 oraz część populacji, która ostatecznie zostanie zakażona. (By dowiedzieć się więcej na temat modelu SIR, polecam obejrzeć ten świetny materiał.)
Mimo że model ten jest sporym uproszczeniem (n.p. zakłada losowe kontakty między ludźmi oraz brak kwarantanny), daje nam on przybliżony koszt ludzki spowodowany brakiem noszenia masek.
Linia w kształcie górki przedstawia krzywą infekcji i pokazuje w jaki sposób maski wpływają na rozmiar epidemii. Im więcej osób nosi maski, tym mniej zakażeń.
Gdy niewiele osób nosi maski, jesteśmy na szczycie krzywej infekcji i większość osób zostanie w końcu zakażona. Ale każdy krok w prawo sprowadza nas niżej. Zatem nawet częściowo skuteczne maski, stosowane jedynie przez część populacji, pomagają ograniczyć rozprzestrzenianie się COVID-19.
Aby zupełnie zatrzymać rozprzestrzenianie się COVID-19, musimy zejść aż na sam dół tej krzywej. Ale jest też jasna strona: im więcej osób nosi maski, tym krzywa robi się bardziej stroma. Co oznacza, że im więcej osób nosi maski, tym ich korzyść dla społeczeństwa jest większa.
Jeśli odpowiednia ilość osób nosi maski, możemy dotrzeć na sam dół krzywej, gdzie szanse zakażenia są zerowe. W ten sposób maski mogą zakończyć epidemię. Ale maski mogą zakończyć epidemię tylko, gdy nosi je wystarczająco dużo osób.
Możesz zastanawiać się jak wiele osób musi nosić maski, żeby zakończyć epidemię. To zależy od tego jak bardzo są one skuteczne.
Przesuń wskaźniki na powyższym wykresie interaktywnym a zobaczysz, że przy skuteczności masek na poziomie 50%, około trzy czwarte populacji musi je nosić, żeby powstrzymać rozprzestrzenianie się COVID-19. Przy skuteczności na poziomie 75%, musiałaby to być zaledwie połowa populacji.
Im skuteczniejsze maski, tym szybciej schodzimy z krzywej. Dlatego istotne jest, żeby nosić maski, które szczelnie zakrywają usta oraz nos i które wykonane są ze skutecznego materiału filtrującego.
Wszyscy chcemy zejść na sam dół krzywej zachorowań i zatrzymać rozprzestrzenianie się COVID-19. Ale nie dotrzesz tam sam. Pojdyncza osoba może zrobić jedynie mały krok w dół.
Jednak jeśli wiele osób wspólnie zrobi ten mały krok, to wspólnie zrobimy wielki krok w dobrą stronę.
Razem możemy zejść na sam dół krzywej infekcji.
Razem możemy zatrzymać COVID-19.