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Enregistrement W2984791853 · doi:10.1101/19006056

Calibration of individual-based models to epidemiological data: a systematic review

2019· review· en· W2984791853 sur OpenAlexaff
C. Marijn Hazelbag, Jonathan Dushoff, Emanuel M. Dominic, Zinhle E. Mthombothi, Wim Delva

Notice bibliographique

RevuemedRxiv · 2019
Typereview
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueCOVID-19 epidemiological studies
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCalibrationMeasure (data warehouse)Computer sciencePopulationData miningGoodness of fitEconometricsStatisticsData scienceMedicineMachine learningMathematicsEnvironmental health

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Individual-based models (IBMs) informing public health policy should be calibrated to data and provide estimates of uncertainty. Two main components of model-calibration methods are the parameter-search strategy and the goodness-of-fit (GOF) measure; many options exist for each of these. This review provides an overview of calibration methods used in IBMs modelling infectious disease spread. We identified articles on PubMed employing simulation-based methods to calibrate IBMs informing public health policy in HIV, tuberculosis, and malaria epidemiology published between 1 January 2013 and 31 December 2018. Articles were included if models stored individual-specific information, and calibration involved comparing model output to population-level targets. We extracted information on parameter-search strategies, GOF measures, and model validation. The PubMed search identified 653 candidate articles, of which 84 met the review criteria. Of the included articles, 40 (48%) combined a quantitative GOF measure with an algorithmic parameter-search strategy – either an optimisation algorithm (14/40) or a sampling algorithm (26/40). These 40 articles varied widely in their choices of parameter-search strategies and GOF measures. For the remaining 44 (52%) articles, the parameter-search strategy could either not be identified (32/44) or was described as an informal, non-reproducible method (12/44). Of these 44 articles, the majority (25/44) were unclear about the GOF measure used; of the rest, only five quantitatively evaluated GOF. Only a minority of the included articles, 14 (17%) provided a rationale for their choice of model-calibration method. Model validation was reported in 31 (37%) articles. Reporting on calibration methods is far from optimal in epidemiological modelling studies of HIV, malaria and TB transmission dynamics. The adoption of better documented, algorithmic calibration methods could improve both reproducibility and the quality of inference in model-based epidemiology. There is a need for research comparing the performance of calibration methods to inform decisions about the parameter-search strategies and GOF measures. Author summary Calibration - that is, “fitting” the model to data - is a crucial part of using mathematical models to better forecast and control the population-level spread of infectious diseases. Evidence that the mathematical model is well-calibrated improves confidence that the model provides a realistic picture of the consequences of health policy decisions. To make informed decisions, Policymakers need information about uncertainty: i.e., what is the range of likely outcomes (rather than just a single prediction). Thus, modellers should also strive to provide accurate measurements of uncertainty, both for their model parameters and for their predictions. This systematic review provides an overview of the methods used to calibrate individual-based models (IBMs) of the spread of HIV, malaria, and tuberculosis. We found that less than half of the reviewed articles used reproducible, non-subjective calibration methods. For the remaining articles, the method could either not be identified or was described as an informal, non-reproducible method. Only one-third of the articles obtained estimates of parameter uncertainty. We conclude that the adoption of better-documented, algorithmic calibration methods could improve both reproducibility and the quality of inference in model-based epidemiology.

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)0,033
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,181
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Revue systématique · Signal consensuel: Revue systématique
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,967
Score d'incertitude au seuil0,172

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0330,181
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,002
Méta-épidémiologie (sens large)0,0080,011
Bibliométrie0,0130,011
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0050,005
Science ouverte0,0040,002
Intégrité de la recherche0,0030,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,001

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 Opus0,735
Tête enseignante GPT0,519
Écart entre enseignants0,217 · 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.

Devis d'étudeRevue systématique
DomaineMéthodes
GenreSynthèse

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

En bref

Citations8
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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