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Enregistrement W4407056447 · doi:10.1016/j.artmed.2025.103076

Leveraging deep-learning and unconventional data for real-time surveillance, forecasting, and early warning of respiratory pathogens outbreak

2025· article· en· W4407056447 sur OpenAlexafffundabout
Zahra Movahedi Nia, Laleh Seyyed-Kalantari, Mary Goitom, B. Mellado, Ali Ahmadi, Ali Asgary, James Orbinski, Jude Dzevela Kong

Notice bibliographique

RevueArtificial Intelligence in Medicine · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueData-Driven Disease Surveillance
Établissements canadiensYork UniversityArtificial Intelligence in Medicine (Canada)
Organismes subventionnairesForeign, Commonwealth and Development OfficeSocial Sciences and Humanities Research Council of CanadaNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaInternational Development Research Centre
Mots-clésComputer scienceWarning systemCoronavirus disease 2019 (COVID-19)Deep learningOutbreakArtificial intelligenceData scienceMachine learningData miningInfectious disease (medical specialty)VirologyMedicineTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Controlling re-emerging outbreaks such as COVID-19 is a critical concern to global health. Disease forecasting solutions are extremely beneficial to public health emergency management. This work aims to design and deploy a framework for real-time surveillance, prediction, forecasting, and early warning of respiratory disease. To this end, we selected southern African countries and Canadian provinces, along with COVID-19 and influenza as our case studies. METHODOLOGY: Six different datasets were collected for different provinces of Canada: number of influenza cases, number of COVID-19 cases, Google Trends, Reddit posts, satellite air quality data, and weather data. Moreover, five different data sources were collected for southern African countries whose COVID-19 number of cases were significantly correlated with each other: number of COVID-19 infections, Google Trends, Wiki Trends, Google News, and satellite air quality data. For each infectious disease, i.e. COVID-19 and Influenza for Canada and COVID-19 for southern African countries, data was processed, scaled, and fed into the deep learning model which included four layers, namely, a Convolutional Neural Network (CNN), a Graph Neural Network (GNN), a Gated Recurrent Unit (GRU), and a linear Neural Network (NN). Hyperparameters were optimized to provide an accurate 56-day-ahead prediction of the number of cases. RESULT: The accuracy of our models in real-time surveillance, prediction, forecasting, and early warning of respiratory diseases are evaluated against state-of-the-art models, through Root Mean Square Error (RMSE), coefficient of determination (R2-score), and correlation coefficient. Our model improves R2-score, RMSE, and correlation by up to 55.98 %, 39.71 %, and 44.47 % for 56 days-ahead COVID-19 prediction in Ontario, 34.87 %, 25.52 %, 50.91 % for 8 weeks-ahead influenza prediction in Quebec, and 51.04 %, 32.04 %, and 28.74 % for 56 days-ahead COVID-19 prediction in South Africa, respectively. CONCLUSION: This work presents a framework that automatically collects data from unconventional sources, and builds an early warning system for COVID-19 and influenza outbreaks. The result is extremely helpful to policy-makers and health officials for preparedness and rapid response against future outbreaks.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
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: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,295
Score d'incertitude au seuil0,762

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
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 Opus0,078
Tête enseignante GPT0,355
Écart entre enseignants0,278 · 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

Citations7
Publié2025
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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