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Enregistrement W4293101661 · doi:10.2196/35114

Exploring Socioeconomic Status as a Global Determinant of COVID-19 Prevalence, Using Exploratory Data Analytic and Supervised Machine Learning Techniques: Algorithm Development and Validation Study

2022· article· en· W4293101661 sur OpenAlexvenueno aff
Luke Winston, Michael McCann, George Onofrei

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueCOVID-19 epidemiological studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSocioeconomic statusPandemicMachine learningRegression analysisComputer scienceStatisticsArtificial intelligenceMathematicsCoronavirus disease 2019 (COVID-19)MedicineEnvironmental healthPopulation

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background The COVID-19 pandemic represents the most unprecedented global challenge in recent times. As the global community attempts to manage the pandemic in the long term, it is pivotal to understand what factors drive prevalence rates and to predict the future trajectory of the virus. Objective This study had 2 objectives. First, it tested the statistical relationship between socioeconomic status and COVID-19 prevalence. Second, it used machine learning techniques to predict cumulative COVID-19 cases in a multicountry sample of 182 countries. Taken together, these objectives will shed light on socioeconomic status as a global risk factor of the COVID-19 pandemic. Methods This research used exploratory data analysis and supervised machine learning methods. Exploratory analysis included variable distribution, variable correlations, and outlier detection. Following this, the following 3 supervised regression techniques were applied: linear regression, random forest, and adaptive boosting (AdaBoost). Results were evaluated using k-fold cross-validation and subsequently compared to analyze algorithmic suitability. The analysis involved 2 models. First, the algorithms were trained to predict 2021 COVID-19 prevalence using only 2020 reported case data. Following this, socioeconomic indicators were added as features and the algorithms were trained again. The Human Development Index (HDI) metrics of life expectancy, mean years of schooling, expected years of schooling, and gross national income were used to approximate socioeconomic status. Results All variables correlated positively with the 2021 COVID-19 prevalence, with R2 values ranging from 0.55 to 0.85. Using socioeconomic indicators, COVID-19 prevalence was predicted with a reasonable degree of accuracy. Using 2020 reported case rates as a lone predictor to predict 2021 prevalence rates, the average predictive accuracy of the algorithms was low (R2=0.543). When socioeconomic indicators were added alongside 2020 prevalence rates as features, the average predictive performance improved considerably (R2=0.721) and all error statistics decreased. Thus, adding socioeconomic indicators alongside 2020 reported case data optimized the prediction of COVID-19 prevalence to a considerable degree. Linear regression was the strongest learner with R2=0.693 on the first model and R2=0.763 on the second model, followed by random forest (0.481 and 0.722) and AdaBoost (0.454 and 0.679). Following this, the second model was retrained using a selection of additional COVID-19 risk factors (population density, median age, and vaccination uptake) instead of the HDI metrics. However, average accuracy dropped to 0.649, which highlights the value of socioeconomic status as a predictor of COVID-19 cases in the chosen sample. Conclusions The results show that socioeconomic status is an important variable to consider in future epidemiological modeling, and highlights the reality of the COVID-19 pandemic as a social phenomenon and a health care phenomenon. This paper also puts forward new considerations about the application of statistical and machine learning techniques to understand and combat the COVID-19 pandemic.

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)0,010
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,018
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 enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,052

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0100,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
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 Opus0,613
Tête enseignante GPT0,537
Écart entre enseignants0,076 · 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

Citations7
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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