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Enregistrement W2935348598 · doi:10.1101/598490

A Mechanism-based Outbreak Projection Study of Pertussis (Whooping Cough): Combining Particle Filtering and Compartmental Models with Pre-vaccination Surveillance data

2019· preprint· en· W2935348598 sur OpenAlexaffabout
Xiaoyan Li, Nathaniel Osgood

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2019
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueInfluenza Virus Research Studies
Établissements canadiensUniversity of Saskatchewan
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésParticle filterOutbreakContext (archaeology)Counterfactual thinkingInferenceTransmission (telecommunications)Computer sciencePsychological interventionWhooping coughStatisticsEconometricsArtificial intelligenceMedicineVaccinationMathematicsGeographyVirologyKalman filterPsychology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Particle filtering is a contemporary Sequential Monte Carlo state inference and identification methodology that allows filtering of general non-Gaussian and non-linear models in light of time series of empirical observations. Several previous lines of research have demonstrated the capacity to effectively apply particle filtering to low-dimensional compartmental transmission models. We demonstrate here implementation and evaluation of particle filtering to more complex compartmental transmission models for pertussis – including application with models involving 1, 2, and 32 age groups and with two distinct functional forms for contact matrices – using over 35 years of monthly and annual pre-vaccination provincial data from the mid-western Canadian province. Following evaluation of the predictive accuracy of these four particle filtering models, we then performed prediction, intervention experiments and outbreak classification analysis based on the most accurate model. Using that model, we contribute the first full-paper description of particle filter-informed intervention evaluation in health. We conclude that applying particle filtering with relatively high-dimensional pertussis transmission models, and incorporating time series of reported counts, can serve as a valuable technique to assist public health authorities in predicting pertussis outbreak evolution and classify whether there will be an outbreak or not in the next month (Area under the ROC Curve of 0.9) in the context of even aggregate monthly incoming empirical data. Within this use, the particle filtering models can moreover perform counterfactual analysis of interventions to assist the public health authorities in intervention planning. With its grounding in an understanding of disease mechanisms and a representation of the latent state of the system, when compared with other emerging applications of artificial intelligence techniques in outbreak projection, this technique further offers the advantages of high explanatory value and support for investigation of counterfactual scenarios.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,201
Score d'incertitude au seuil0,400

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,085
Tête enseignante GPT0,322
Écart entre enseignants0,237 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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