Small Area Forecasting of Opioid-Related Mortality: Bayesian Spatiotemporal Dynamic Modeling Approach
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Opioid-related overdose mortality has remained at crisis levels across the United States, increasing 5-fold and worsened during the COVID-19 pandemic. The ability to provide forecasts of opioid-related mortality at granular geographical and temporal scales may help guide preemptive public health responses. Current forecasting models focus on prediction on a large geographical scale, such as states or counties, lacking the spatial granularity that local public health officials desire to guide policy decisions and resource allocation. OBJECTIVE: The overarching objective of our study was to develop Bayesian spatiotemporal dynamic models to predict opioid-related mortality counts and rates at temporally and geographically granular scales (ie, ZIP Code Tabulation Areas [ZCTAs]) for Massachusetts. METHODS: We obtained decedent data from the Massachusetts Registry of Vital Records and Statistics for 2005 through 2019. We developed Bayesian spatiotemporal dynamic models to predict opioid-related mortality across Massachusetts' 537 ZCTAs. We evaluated the prediction performance of our models using the one-year ahead approach. We investigated the potential improvement of prediction accuracy by incorporating ZCTA-level demographic and socioeconomic determinants. We identified ZCTAs with the highest predicted opioid-related mortality in terms of rates and counts and stratified them by rural and urban areas. RESULTS: Bayesian dynamic models with the full spatial and temporal dependency performed best. Inclusion of the ZCTA-level demographic and socioeconomic variables as predictors improved the prediction accuracy, but only in the model that did not account for the neighborhood-level spatial dependency of the ZCTAs. Predictions were better for urban areas than for rural areas, which were more sparsely populated. Using the best performing model and the Massachusetts opioid-related mortality data from 2005 through 2019, our models suggested a stabilizing pattern in opioid-related overdose mortality in 2020 and 2021 if there were no disruptive changes to the trends observed for 2005-2019. CONCLUSIONS: Our Bayesian spatiotemporal models focused on opioid-related overdose mortality data facilitated prediction approaches that can inform preemptive public health decision-making and resource allocation. While sparse data from rural and less populated locales typically pose special challenges in small area predictions, our dynamic Bayesian models, which maximized information borrowing across geographic areas and time points, were used to provide more accurate predictions for small areas. Such approaches can be replicated in other jurisdictions and at varying temporal and geographical levels. We encourage the formation of a modeling consortium for fatal opioid-related overdose predictions, where different modeling techniques could be ensembled to inform public health policy.
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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 | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
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 ».