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Enregistrement W4367312293 · doi:10.2196/42721

Estimating Rare Disease Incidences With Large-scale Internet Search Data: Development and Evaluation of a Two-step Machine Learning Method

2023· article· en· W4367312293 sur OpenAlexvenueno aff
Jiayu Li, Zhiyu He, Min Zhang, Weizhi Ma, Ye Jin, Lei Zhang, Yiqun Liu, Shaoping Ma

Notice bibliographique

RevueJMIR Infodemiology · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueData-Driven Disease Surveillance
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesPeking Union Medical CollegePeking Union Medical College HospitalTsinghua UniversityNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésComputer scienceSearch engine indexingMatching (statistics)The InternetOnline searchScale (ratio)Session (web analytics)Information retrievalWeb search queryBig dataSearch engineMedicineMachine learningData miningStatisticsGeographyWorld Wide WebMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background As rare diseases (RDs) receive increasing attention, obtaining accurate RD incidence estimates has become an essential concern in public health. Since RDs are difficult to diagnose, include diverse types, and have scarce cases, traditional epidemiological methods are costly in RD registries. With the development of the internet, users have become accustomed to searching for disease-related information through search engines before seeking medical treatment. Therefore, online search data provide a new source for estimating RD incidences. Objective The aim of this study was to estimate the incidences of multiple RDs in distinct regions of China with online search data. Methods Our research scale included 15 RDs in China from 2016 to 2019. The online search data were obtained from Sogou, one of the top 3 commercial search engines in China. By matching to multilevel keywords related to 15 RDs during the 4 years, we retrieved keyword-matched RD-related queries. The queries used before and after the keyword-matched queries formed the basis of the RD-related search sessions. A two-step method was developed to estimate RD incidences with users’ intents conveyed by the sessions. In the first step, a combination of long short-term memory and multilayer perceptron algorithms was used to predict whether the intents of search sessions were RD-concerned, news-concerned, or others. The second step utilized a linear regression (LR) model to estimate the incidences of multiple RDs in distinct regions based on the RD- and news-concerned session numbers. For evaluation, the estimated incidences were compared with RD incidences collected from China’s national multicenter clinical database of RDs. The root mean square error (RMSE) and relative error rate (RER) were used as the evaluation metrics. Results The RD-related online data included 2,749,257 queries and 1,769,986 sessions from 1,380,186 users from 2016 to 2019. The best LR model with sessions as the input estimated the RD incidences with an RMSE of 0.017 (95% CI 0.016-0.017) and an RER of 0.365 (95% CI 0.341-0.388). The best LR model with queries as input had an RMSE of 0.023 (95% CI 0.017-0.029) and an RER of 0.511 (95% CI 0.377-0.645). Compared with queries, using session intents achieved an error decrease of 28.57% in terms of the RER (P=.01). Analysis of different RDs and regions showed that session input was more suitable for estimating the incidences of most diseases (14 of 15 RDs). Moreover, examples focusing on two RDs showed that news-concerned session intents reflected news of an outbreak and helped correct the overestimation of incidences. Experiments on RD types further indicated that type had no significant influence on the RD estimation task. Conclusions This work sheds light on a novel method for rapid estimation of RD incidences in the internet era, and demonstrates that search session intents were especially helpful for the estimation. The proposed two-step estimation method could be a valuable supplement to the traditional registry for understanding RDs, planning policies, and allocating medical resources. The utilization of search sessions in disease detection and estimation could be transferred to infoveillance of large-scale epidemics or chronic diseases.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,605
Score d'incertitude au seuil0,481

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,104
Tête enseignante GPT0,441
Écart entre enseignants0,338 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations4
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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