마스크가 '기대 이상으로' 바이러스 감염증 대책에 효과를 발휘하는 이유를 알기 쉽게 해설한 동영상

많은 연구에 의해 일정 수의 사람이 마스크를 착용하고 있으면 '신종 코로나바이러스 감염(COVID-19)의 대유행이 억제된다'는 것이 알려져 있지만, 직감으로는 '절반의 사람이 마스크를 하면 감염도 반감한다'고 생각되기 쉽습니다. 그러나 마스크가 COVID-19를 포함한 바이러스 감염을 억제하는 효과는 이러한 직감을 훨씬 웃도는 것이라고 교육 정보 동영상 등을 취급하는 YouTube 채널 MinutePhysics이 해설하고 있습니다.

Why Masks Work BETTER Than You 'd Think - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=Y47t9qLc9I4

'바이러스를 다른 사람에게 감염시킬 위험을 절반으로 감소시키는 마스크'가 있다고 가정합니다. 이 경우 이 마스크는 '50%의 효과가 있다'고 표현할 수 있습니다.

그러나 거리를 돌아다니는 사람들이 모두 '50%의 효과가 있는 마스크'를 착용한 경우, 그 효과는 '50%'보다 높습니다. 왜일까요?

이를 직관적으로 이해할 수 있도록 극단적인 예를 생각해 보겠습니다. 만약 세상에 마스크를 착용하는 사람이 없다면 마스크의 혜택도 제로입니다.

만약 모든 사람이 '50%의 효과가 있는 마스크'를 착용한다면 감염도 50% 감소하는 것이 아닌 75% 감소합니다.

이 마스크는 '착용자를 감염으로부터 보호하는 효과'와 '착용자의 감염을 막는 효과'가 있기 때문입니다.

또한 '모두가 마스크를 쓰고 있다'는 것은 '사람과 사람 사이에는 2개의 마스크가 있다'는 것을 의미합니다.

확산하는 바이러스는 먼저 그 사람이 착용하고 있는 마스크에서 50% 감소된 후 다른 사람의 마스크에서 추가로 50% 감소된다는 것입니다.

이것이 '50%의 효과가 있는 마스크'가 75%의 효과를 발휘하는 이유입니다.

불행히도 현실은 모두가 마스크를 착용하고 있는 것은 아닙니다. 따라서 감염자와 비감염자가 접촉하는 패턴은 4가지입니다.

첫번째는 감염자와 접촉자 모두 마스크를 착용하지 않은 경우. 이 경우 마스크의 혜택은 제로입니다.
두번째는 감염자만 마스크를 쓰고 있는 케이스. 이 경우 마스크의 효과는 50%입니다.
세번째는 접촉자만 마스크를 쓰고 있는 케이스. 상기와 같이 감염이 50% 억제됩니다.
네번째는 양자가 마스크를 쓰고 있는 케이스. 앞서 언급했듯이 마스크의 효과는 75%입니다.

조금 전 '모두가 50%의 효과가 있는 마스크를 쓰고 있으면 마스크의 효과는 75%'라는 것을 알았습니다. 그러면 50%의 사람들이 마스크를 착용한다면 어떻게 될까요?

이 경우 모든 접촉 중 4분의 1은 '마스크를 미착용'이고 4분의 1은 '감염자만 마스크를 착용', 4분의 1은 '접촉자만 마스크를 착용', 4분 1은 '양측이 마스크를 착용'입니다.

그 결과, 마스크를 착용하는 사람이 전체의 2분의 1임에도 불구하고 각각의 접촉의 4분의 3이 마스크를 착용 중이며, 그중 일부는 양자가 마스크를 착용하고 있을 것입니다.

직관적으로 보면 '절반의 사람들이 50%의 효과가 있는 마스크를 착용하고 있으면 '50%×50% =25%'로 감염 억제율은 25%'입니다. 물론 마스크가 단방향의 효과밖에 없는 경우에는 이것이 정답입니다.

그러나 위와 같이 마스크는 양방향 효과가 있으므로 실제 억제 효과는 44%. 즉 50%의 효과가 있는 마스크를 50%의 사람만 착용한 경우에도 감염을 거의 반감시키는 효과를 발휘합니다.

마스크의 착용 비율과 마스크의 효과를 어떤 값으로 가정해도 항상 '실제 효과'가 '직감'을 능가합니다.

그럼 이것을 COVID-19에 적용시키면 어떻게 될까요?

1명의 COVID-19 환자가 COVID-19를 감염시키는 수는 2.5명으로 알려져 있습니다. 이를 역학적으로 형용하면 기본재생산수는 2.5입니다.

이것을 60% 감소시켜 1미만으로 만들면 감염의 확산은 신속하게 억제됩니다.

60%의 감소를 달성할 수 있는 '착용 비율'과 '마스크 효과'의 조합은 여러가지가 있지만, 예를 들면 '60%의 사람'이 '60%의 효과가 있는 마스크'를 착용하면 달성할 수 있습니다.

이 동영상은 이해하기 쉽게하기 위해 많은 요소를 배제하고 있어서 COVID-19가 실제로는 매우 복잡한 구조로 확산하고 있다는 점에 주의가 필요합니다.

MinutePhysics는 '효과가 100%인 마스크를 착용하지 않아도, 모두가 마스크를 착용하지 않아도 충분한 수의 사람이 마스크를 착용한다면 전염병을 물리칠 수 있습니다.'라고 결론짓습니다.