東京オリンピックはCOVID-19の感染を促進させたか？機械学習による解釈

Did the Tokyo Olympic Games enhance the transmission of COVID-19? An interpretation with machine learning.

抄録

背景:

2021年夏、COVID-19パンデミックの拡大による緊急事態の中、東京でオリンピックが開催されました。新規日陽性例（DPC）はオリンピック開催前に増加し、開催後数週間は減少した。しかし，DPCに影響を与える要因はいくつか存在するため，今後の流行時の国際的なイベントには慎重な検討が必要である．

BACKGROUND: In the summer of 2021, the Olympic Games were held in Tokyo during the state of emergency due to the spread of COVID-19 pandemic. New daily positive cases (DPC) increased before the Olympic Games, and then decreased a few weeks after the Games. However, several cofactors influencing DPC exist; consequently, careful consideration is needed for future international events during an epidemic.

方法:

東京都、大阪府、愛知県で開催されたオリンピックが新規DPCに与える影響を、十分に学習・評価された長期短期記憶（LSTM）ネットワークを用いて評価した。また、祝祭日がDPCに与える影響を評価するために、有効再生産数（ERN）に基づく補正方法を提案した。

METHODS: The impact of the Olympic Games on new DPC were evaluated in the Tokyo, Osaka, and Aichi Prefectures using a well-trained and -evaluated long short-term memory (LSTM) network. In addition, we proposed a compensation method based on effective reproduction number (ERN) to assess the effect of the national holidays on the DPC.

結果:

拡散期において、LSTMによるDPCの推定値は観測値より30%～60%低かったが、3県のERNの補正値と一致した。減衰期には、DPCの推定値は観測値と一致した。減衰のタイミングは，65歳未満の人の完全接種率が10％～15％に達した時期と一致していた．

RESULTS: During the spread phase, the estimated DPC with LSTM was 30%-60% lower than that of the observed value, but was consistent with the compensated value of the ERN for the three prefectures. During the decay phase, the estimated DPC was consistent with the observed values. The timing of the decay coincided with achievement of a fully-vaccinated rate of 10%-15% of people aged <65 years.

結論:

7月と9月に見られたパンデミック波の上昇と下降は，祝日期間中の高いERNと，特に65歳未満の人々に対するワクチン接種効果に起因すると思われる．東京の祝日の影響は，むしろ東京から離れた愛知や大阪で顕著であった．流行波の拡大・減衰に対するオリンピックの影響は，オリンピックに合わせて祝祭日がずれるため，支配的でもなく無視できるものでもない．

CONCLUSIONS: The up- and downsurge of the pandemic wave observed in July and September are likely attributable to high ERN during national holiday periods and to the vaccination effect, especially for people aged <65 years. The effect of national holidays in Tokyo was rather notable in Aichi and Osaka, which are distant from Tokyo. The effect of the Olympic Games on the spread and decay of the pandemic wave is neither dominant nor negligible due to the shifting of the national holiday dates to coincide with the Olympic Games.