A mathematical model and inference method for bacterial colonization in hospital units applied to active surveillance data for carbapenem-resistant enterobacteriaceae
Notice bibliographique
Résumé
Widespread use of antibiotics has resulted in an increase in antimicrobial-resistant microorganisms. Although not all bacterial contact results in infection, patients can become asymptomatically colonized, increasing the risk of infection and pathogen transmission. Consequently, many institutions have begun active surveillance, but in non-research settings, the resulting data are often incomplete and may include non-random testing, making conventional epidemiological analysis problematic. We describe a mathematical model and inference method for in-hospital bacterial colonization and transmission of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae that is tailored for analysis of active surveillance data with incomplete observations. The model and inference method make use of the full detailed state of the hospital unit, which takes into account the colonization status of each individual in the unit and not only the number of colonized patients at any given time. The inference method computes the exact likelihood of all possible histories consistent with partial observations (despite the exponential increase in possible states that can make likelihood calculation intractable for large hospital units), includes techniques to improve computational efficiency, is tested by computer simulation, and is applied to active surveillance data from a 13-bed rehabilitation unit in New York City. The inference method for exact likelihood calculation is applicable to other Markov models incorporating incomplete observations. The parameters that we identify are the patient-patient transmission rate, pre-existing colonization probability, and prior-to-new-patient transmission probability. Besides identifying the parameters, we predict the effects on the total prevalence (0.07 of the total colonized patient-days) of changing the parameters and estimate the increase in total prevalence attributable to patient-patient transmission (0.02) above the baseline pre-existing colonization (0.05). Simulations with a colonized versus uncolonized long-stay patient had 44% higher total prevalence, suggesting that the long-stay patient may have been a reservoir of transmission. High-priority interventions may include isolation of incoming colonized patients and repeated screening of long-stay patients.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,020 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».