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Enregistrement W4319263047 · doi:10.20944/preprints202302.0078.v1

Real-Time Epidemiology and Acute Care Need Monitoring and Forecasting for COVID-19 via Bayesian Sequential Monte Carlo-leveraged Transmission Models

2023· preprint· en· W4319263047 sur OpenAlexaboutno aff
Xiaoyan Li, Vyom Patel, Lujie Duan, Jalen Mikuliak, Jenny Basran, Nathaniel Osgood

Notice bibliographique

RevuePreprints.org · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueCOVID-19 epidemiological studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPublic healthComputer scienceTransmission (telecommunications)Bayesian probabilityOperations researchMedicineEngineeringArtificial intelligenceTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

COVID-19 transmission models have conferred great value in informing public health understanding, planning, and response. However, the pandemic also demonstrated the infeasibility of basing public health decision-making on transmission models with pre-set assumptions. No matter how favourably evidenced when built, a model with fixed assumptions is challenged by numerous factors that are difficult to predict. Ongoing planning associated with rolling back and re-instituting measures, initiating surge planning, and issuing public health advisories can benefit from approaches that allow state estimates for transmission models to be continuously updated in light of unfolding time series. A model being continuously regrounded by empirical data in this way can provide a consistent, integrated depiction of the evolving underlying epidemiology and acute care demand, offer the ability to project forward such a depiction in a fashion suitable for triggering the deployment of acute care surge capacity or public health measures, support quantative evaluation of tradeoffs associated with prospective interventions in light of the latest estimates of the underlying epidemiology. We describe here the design, implementation and multi-year daily use for public health and clinical support decision-making of a particle filtered COVID-19 compartmental model, which served Canadian federal and provincial governments via regular reporting starting in June 2020. The use of the Bayesian Sequential Monte Carlo algorithm of Particle Filtering allows the model to be re-grounded daily and adapt to new trends within daily incoming data – including test volumes and positivity rates, endogenous and travel-related cases, hospital census and admissions flows, daily counts dose-specific vaccinations administered, measured concentration of SARS-CoV-2 in wastewater, and mortality. Important model outputs include estimates (via sampling) of the count of undiagnosed infectives, the count of individuals at different stages of the natural history of frankly and pauci-symptomatic infection, the current force of infection, effective reproductive number, and current and cumulative infection prevalence. Following a brief description of model design, we describe how the machine learning algorithm of particle filtering is used to continually reground estimates of dynamic model state, support probabilistic model projection of epidemiology and health system capacity utilization and service demand and probabilistically evaluate trade-offs between potential intervention scenarios. We further note aspects of model use in practice as an effective reporting tool in a manner that is parameterized by jurisdiction, including support of a scripting pipeline that permits a fully automated reporting pipeline other than security-restricted new data retrieval, including automated model deployment, data validity checks, and automatic post-scenario scripting and reporting. As demonstrated by this multi-year deployment of Bayesian machine learning algorithm of particle filtering to provide industrial-strength reporting to inform public health decision making across Canada, such methods offer strong support for evidence-based public health decision making informed by ever-current articulated transmission models whose probabilistic state and parameter estimates are continually regrounded by diverse data streams.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,148
Score d'incertitude au seuil0,294

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
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 Opus0,560
Tête enseignante GPT0,480
Écart entre enseignants0,081 · 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

Citations2
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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