Covid19, вашето общество и вие - от гледна точка на Data Science. Превод на статия от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас (fast.ai)

Хей Хабр! Представям на вашето внимание превода на статията „Covid-19, вашата общност и вие – гледна точка на науката за данните“ от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас.

От преводача

В Русия проблемът с Covid-19 в момента не е толкова остър, но си струва да се разбере, че в Италия преди две седмици ситуацията не беше толкова критична. И е по-добре да информирате обществеността предварително, отколкото да съжалявате по-късно. В Европа много хора не приемат този проблем сериозно и по този начин излагат много други хора на риск - както сега е очевидно в Испания (бързото нарастване на броя на случаите).

статия

Ние сме учени по данни, нашата работа е да анализираме и интерпретираме данни. А данните за covid-19 са повод за безпокойство. Най-уязвимите групи в нашето общество, възрастните и хората с ниски доходи, са изложени на най-голям риск, но за да контролираме разпространението и въздействието на болестта, всички трябва да променим обичайното си поведение. Мийте ръцете си старателно и често, избягвайте тълпи, отменяйте планирани събития и избягвайте да докосвате лицето си. В тази публикация ще обясним защо се тревожим – и защо вие също трябва да се тревожите. Корона накратко, написана от Итън Али (президент на организация с нестопанска цел, която разработва технологии за намаляване на риска от пандемии), е отлична статия, която обобщава цялата ключова информация.

Имаме нужда от работеща здравна система.

Само преди няколко години един от нас (Рейчъл) беше диагностициран с мозъчна инфекция, която убива около една четвърт от хората, които я получават; една трета страдат от умствено увреждане за цял живот. Много от тях остават с увреждане на зрението и слуха си за цял живот. Рейчъл пристигна на паркинга на болницата в много тежко състояние, но имаше късмет и получи необходимото внимание, диагноза и лечение. Доскоро Рейчъл беше абсолютно здрава. Много вероятно е бързият достъп до спешното отделение да й спаси живота.

Сега нека поговорим за covid-19 и какво може да се случи на хората в подобни ситуации през следващите седмици и месеци. Броят на заразените с covid-19 се удвоява на всеки 3-6 дни. С удвояване на скоростта на всеки 3 дни броят на заразените може да се увеличи 100 пъти за XNUMX седмици (всъщност не е толкова просто, но нека не се увличаме с подробностите). Един на 10 заразените хора се нуждаят от много седмици хоспитализация и много от тях се нуждаят от кислород. Въпреки факта, че това е само началото на разпространението на вируса, вече има региони, където няма празни легла в болниците - и хората не могат да получат необходимото лечение (не само за коронавирус, но и за други заболявания, напр. , тази жизненоважна терапия, от която Рейчъл се нуждаеше). Например в Италия, където само преди седмица администрацията обяви, че ситуацията е под контрол, сега около 16 милиона души са заключени у дома (Актуализация: 6 часа след тази публикация, Италия заключи цялата страна) и подобни палатки се издигат, за да се справят по някакъв начин с потока от пациенти:

Covid19, вашето общество и вие - от гледна точка на Data Science. Превод на статия от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас (fast.ai)
Медицинска палатка в Италия.
Д-р Антонио Песенти, ръководител на регионалния отдел, отговарящ за кризисните ситуации в Северна Италия, Той каза, че: „Нямаме друг избор, освен да организираме интензивни грижи в коридорите, в операционните зали, в отделенията... Една от най-добрите здравни системи - в Ломбардия - е на ръба на колапса.“

Не е като грипа

Смъртността от грип се оценява на 0.1%. Марк Липстич, директор на Центъра за динамика на инфекциозните болести в Харвард оценява смъртността от коронавирус е 1-2%. Последно епидемиологично моделиране установиха смъртност от 1.6% през февруари в Китай, 16 пъти по-висока от тази на грипа (тази оценка може да е неточна, тъй като смъртните случаи нарастват, когато системите за здравеопазване се провалят). Положителна оценка: 10 пъти повече хора ще умрат от коронавирус тази година, отколкото от грип (и прогноза Елена Гревал, бивш директор Data Science в Airbnb, показва, че в най-лошия сценарий 100 пъти повече хора могат да умрат). И това не отчита огромното въздействие върху медицинската система, както е описано по-горе. Разбираемо е, че някои хора се опитват да се самоубедят, че тази ситуация не е нищо ново и че болестта е много подобна на грипа - защото наистина не искат да приемат непознатата реалност.

Нашите мозъци не са проектирани да разбират интуитивно експоненциалното нарастване на броя на хората, които се разболяват. Затова трябва да анализираме тази ситуация като учени, без да прибягваме до интуицията.

Covid19, вашето общество и вие - от гледна точка на Data Science. Превод на статия от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас (fast.ai)
Как ще изглежда след две седмици? Два месеца?

Средно всеки болен от грип заразява около 1.3 души. Това се нарича грип “R0”. Ако R0 е по-малко от 1.0, инфекцията не се разпространява и спира. При по-високи стойности инфекцията се разпространява. В момента коронавирусът има R0 от 2-3 извън Китай. Разликата може да изглежда малка, но след 20 „поколения“ заразени хора, предаващи инфекцията, 0 души ще се заразят с R1.3 146, а 0 милиона с R2.5 36! (Това, разбира се, е много приблизително и това изчисление пренебрегва много фактори, но е разумна илюстрация на относителната разлика между коронавирус и грип, при равни други условия).

Имайте предвид, че R0 не е основен параметър на заболяването. Зависи от реакцията и може да се промени с времето. Трябва да се отбележи, че в Китай R0 на коронавирус е намалял значително - и вече се доближава до 1.0! как? - ти питаш. Чрез прилагане на всички необходими мерки в мащаб, който е трудно да си представим в страна като например Съединените щати: чрез пълно затваряне на мегаполисите и разработване на система за тестване, която позволява наблюдение на състоянието на повече от милион души седмично.

Има много объркване в социалните медии (включително популярни профили като Илон Мъск) относно разликата между логистичен и експоненциален растеж. Логистичният растеж се отнася до модела на епидемично разпространение на форма S. Експоненциалният растеж, разбира се, не може да продължи вечно – тогава ще има повече заразени хора, отколкото цялото население на Земята! Така че в резултат на това скоростта на инфекция винаги трябва да се забавя, което ни води до S-образна форма (известна като сигмоидна) на растеж с течение на времето. В същото време намаляването на височината не се случва напразно - това не е магия. Основни причини:

  • Масови и ефективни действия на обществото.
  • Голям брой заразени хора, което води до малък брой потенциални жертви поради липса на здрави хора.

Така че няма логика да разчитаме на растежа на логистиката като начин за контрол на пандемията.

Друга причина да е трудно интуитивно да разберете въздействието на коронавируса върху вашата местна общност е значителното забавяне между заразяването и хоспитализацията – обикновено около 11 дни. Това може да изглежда като кратък период, но докато забележите, че болниците са препълнени, инфекцията ще е достигнала ниво, при което ще има 5-10 пъти повече заразени хора.

Имайте предвид, че има някои ранни индикатори, че въздействието върху вашия регион може да зависи донякъде от климата. В статията "Анализ на температурата и географската ширина за прогнозиране на потенциалното разпространение и сезонността на COVID-19" пише, че болестта досега се е разпространила в умерения климат (за наше съжаление температурата в Сан Франциско, където живеем, е точно в този диапазон; основните центрове на Европа, включително Лондон, също попадат там).

"Не изпадайте в паника. „Запазете спокойствие“ не помага

Един от най-честите отговори на призивите да бъдете бдителни в социалните медии е „Не се паникьосвайте“ или „Запазете спокойствие“. Това меко казано не помага. Никой не смяташе, че паниката е най-добрият изход от ситуацията. По някаква причина обаче „запазете спокойствие“ е много популярен отговор в някои среди (но не и сред епидемиолозите, чиято работа е да проследяват подобни неща). Може би „запазете спокойствие“ помага на някого да оправдае собственото си бездействие или да се почувства превъзхождащ хората, които си представя в състояние на паника.

Но „запазете спокойствие“ може лесно да доведе до провал в подготовката и реагирането. В Китай 10 милиона души бяха поставени в изолация и бяха построени две нови болници, докато те бяха в щата на днешните САЩ. Италия чака твърде дълго и точно днес (неделя, 8 март) обяви 1492 нови инфекции и 133 смъртни случая, въпреки че 16 милиона души са заключени. Въз основа на най-добрата информация, която можем да потвърдим в момента, само преди 2-3 седмици Италия беше в подобна ситуация като САЩ и Англия днес (по отношение на статистиката за инфекциите).
Имайте предвид, че почти всичко, свързано с коронавируса, е във въздуха. Не знаем степента на инфекция или смъртност, не знаем колко дълго оцелява на повърхности, не знаем дали оцелява или как се разпространява в горещ климат. Всичко, което имаме, е нашето най-добро предположение, базирано на най-добрата информация, до която можем да се докопаме. И не забравяйте, че по-голямата част от тази информация е в Китай, на китайски. Сега най-добрият начин да разберете китайския опит е да прочетете доклада Съвместна мисия на СЗО-Китай по коронавирусната болест 2019, базиран на съвместно проучване на 25 експерти от Китай, Германия, Япония, Корея, Нигерия, Русия, Сингапур, САЩ и СЗО.

Когато има известна несигурност – че може би няма да има глобална пандемия и че може би всичко просто ще мине без колапс на болничната система – това не означава, че правилното решение е да не се прави нищо. Това би било твърде спекулативно и неоптимално във всеки сценарий. Също така изглежда малко вероятно страни като Италия и Китай да затворят огромни части от икономиките си без основателна причина. И това не съвпада с това, което виждаме в заразени райони, където медицинската система не може да се справи (например в Италия се използват 462 палатки за предварителен преглед, а пациентите в интензивно лечение са били преместен от замърсени зони).

Вместо това обмисленият и разумен отговор е да следвате стъпките, препоръчани от експертите, за да предотвратите разпространението на инфекция:

  • Избягвайте тълпите.
  • Отмяна на събития.
  • Работа от разстояние (ако е възможно).
  • Мийте ръцете си, когато влизате и излизате от къщата - и често, когато сте извън дома.
  • Избягвайте да докосвате лицето си, особено извън дома (не е лесно!).
  • Дезинфекцирайте повърхности и торбички (вирусът има вероятност да оцелее до 9 дни върху повърхности, въпреки че това не е известно със сигурност).

Това не се отнася само за вас

Ако сте под 50 години и нямате рискови фактори като слаба имунна система, сърдечно-съдови заболявания, тютюнопушене или други хронични заболявания, можете да се успокоите: малко вероятно е да умрете от коронавирус. Но как реагирате все още е много важно. Все още има голям шанс да се заразите - и ако се заразите, също има голям шанс да заразите други. Средно всеки заразен човек заразява повече от двама души и те стават заразни преди появата на симптомите. Ако имате родители, за които се грижите, или баби и дядовци и планирате да прекарвате време с тях, по-късно може да разберете, че сте ги заразили с коронавирус. И това е трудно бреме, което ще остане за цял живот.

Дори и да нямате контакт с хора над 50 години, вероятно имате повече колеги и познати с хронични заболявания, отколкото предполагате. Проучване показваче малко хора говорят за здравето си на работа поради страх от дискриминация. И двамата сме изложени на риск, но много хора, с които общуваме, може да не знаят това.

И, разбира се, това се отнася не само за хората около вас. Това също е много важен етичен въпрос. Всеки, който полага усилия да забави разпространението на вируса, помага на цялата общност да намали разпространението му. Както Zeynep Tufekci написа: в Scientific American: „Подготовката за почти сигурното глобално разпространение на вируса... е едно от най-социално полезните, алтруистични неща, които можете да направите.“ Тя продължава:

Трябва да се подготвим – не защото ние лично се чувстваме в опасност, а и за да намалим опасността за всеки един от нас. Трябва да се подготвим не защото идва краят на света, а защото можем да променим всеки аспект на риска, пред който сме изправени като общество. Вярно е, че трябва да се подготвите, защото вашите съседи имат нужда от това - особено вашите възрастни съседи, вашите съседи, които работят в болници, вашите съседи с хронични заболявания и вашите съседи, които не могат да се подготвят поради липса на време или ресурси.

Засегна ни лично. Най-големият и най-важен курс, който направихме във fast.ai, който представлява кулминацията на годините на нашата работа, беше планиран да започне в Университета на Сан Франциско след седмица. Миналата сряда (4 март) решихме да проведем целия курс онлайн. Ние бяхме едни от първите курсове, към които преминахме онлайн. Защо направихме това? Защото в началото на миналата седмица разбрахме, че чрез провеждането на този курс ние индиректно насърчаваме масовото събиране на стотици хора в затворено пространство, много пъти в продължение на няколко седмици. Събирането на групи от хора в затворено пространство е най-лошото нещо, което можете да направите в тази ситуация. Чувствахме се длъжни да предотвратим това. Това решение беше изключително трудно. Времето, в което работех със студенти, беше една от най-големите ми радости и най-продуктивните моменти всяка година. И нашите ученици щяха да долетят от цял ​​свят за този курс - не искахме да ги разочароваме.

Но знаехме, че това е правилното решение, защото в противен случай вероятно ще увеличим разпространението на болестта в нашата общност.

Трябва да изравним кривата

Това е изключително важно, защото ако намалим разпространението на инфекцията в дадена общност, ще дадем време на болниците в тази общност да се справят както със заразените пациенти, така и с редовните пациенти, които трябва да лекуват. Това се нарича "изравняване на кривата" и е ясно показано на тази диаграма:

Covid19, вашето общество и вие - от гледна точка на Data Science. Превод на статия от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас (fast.ai)

Фарзад Мосташари, бивш национален координатор за IT в здравеопазването, обясни: „Всеки ден има нови случаи без история на пътуване или връзки с известни случаи и ние знаем, че те са само върхът на айсберга поради забавяне на тестването. Това означава, че броят на заразените ще се увеличи значително през следващите две седмици... Опитът да се наложат малки ограничения в лицето на експоненциалното разпространение е като да се концентрирате върху искрите, когато къща гори. Когато това се случи, стратегията трябва да се промени към смекчаващи предпазни мерки, за да се забави разпространението и да се намали въздействието върху общественото здраве. Ако можем да намалим разпространението толкова много, че нашите болници да могат да се справят с напрежението, тогава хората ще имат достъп до лечение. Но ако има твърде много болни, много от тези, които се нуждаят от хоспитализация, няма да я получат.

Ето как изглежда от гледна точка на математиката Според Лиз Шпехт:

В САЩ има 1000 болнични легла на 2.8 души. При население от 330 милиона, ние получаваме около един милион места. Обикновено 65% от тези места са заети. Това ни оставя 330 хиляди свободни болнични легла в цялата страна (може би малко по-малко през този период, като се вземат предвид сезонните заболявания). Нека вземем за основа цифрите от Италия и приемем, че 10% от случаите изискват хоспитализация. (Имайте предвид, че за много пациенти хоспитализацията продължава седмици – с други думи, текучеството ще бъде изключително бавно, тъй като леглата се пълнят с пациенти с коронавирус). Според тази оценка до 8 май всички празни легла в американските болници ще бъдат запълнени. (Разбира се, това не казва колко добре са оборудвани болничните легла, за да изолират пациенти със силно заразен вирус.) Ако сме сгрешили относно броя на сериозните случаи, това само променя времето, необходимо за запълване на болничните легла, с 6 дни във всяка посока. Ако 20% от случаите изискват хоспитализация, мястото ще свърши ~2 май. Ако само 5% - ~14 май. 2.5% ни довежда до 20 май. Това, разбира се, предполага, че няма спешна нужда от болнични легла (не и за коронавирус), което е под въпрос. Здравната система е претоварена, липсват рецепти и т.н., хората с хронични заболявания, които обикновено са независими и самоорганизирани, могат да се разболеят сериозно, изисквайки интензивни медицински грижи и хоспитализация.

Разликата е в реакцията на обществото

Както вече обсъдихме, тази математика не е точна – Китай вече показа, че е възможно да се намали разпространението с спешни мерки. Друг добър пример за успешен отговор е Виетнам, където, наред с други неща, национална реклама (със закачлива песен!) бързо мобилизира обществото и убеди хората да променят поведението си към нещо по-приемливо в тази ситуация.

Това не е просто хипотетична ситуация, както ясно се вижда по време на испанския грип през 1918 г. В САЩ два града показаха много различни отговори на пандемията: Филаделфия проведе планиран парад от 200.000 XNUMX души за набиране на средства за войната; Сан Луис активира стратегия за минимизиране на социалните контакти, за да намали разпространението на вируса; Всички публични събития бяха отменени. Ето как изглежда статистиката за смъртните случаи във всеки град, както е показано в Производството на Националната академия на науките:

Covid19, вашето общество и вие - от гледна точка на Data Science. Превод на статия от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас (fast.ai)
Различни реакции към испанския грип от 1918 г

Ситуацията във Филаделфия бързо излезе извън контрол до точката, в която нямаше дори ковчези или морги за погребението на толкова много мъртви.

Ричард Бесър, който беше директор на Центровете за превенция и контрол на заболяванията по време на пандемията H1N1 през 2009 г. исковече в Съединените щати „вашият риск от опасност и способността да защитите себе си и семейството си зависят от доходите, достъпа до здравни грижи, имиграционния статут и други параметри“. Това показва, че:

Възрастните хора и хората с увреждания са изложени на повишен риск, когато техните ежедневни ритми и поддържащи системи не работят правилно. Хората без достъп до здравеопазване, включително селата и местните общности, също ще бъдат засегнати от проблема с разстоянието до най-близките центрове. Хората, живеещи в затворени зони – социални жилища, затвори, приюти или дори бездомни – могат да се заразят на вълни, както вече видяхме в щата Вашингтон. И уязвимостта на нископлатените работници с работници без правен статут и нестабилни графици ще бъде разкрита по време на тази криза. Попитайте 60 процента от почасовата работна сила в САЩ колко лесно е за тях да си вземат отпуск или отпуск.

Това показва Американското бюро по трудова статистика по-малко от една трета хората в по-нисък клас на заплащане имат платен отпуск по болест.

Covid19, вашето общество и вие - от гледна точка на Data Science. Превод на статия от Джереми Хауърд и Рейчъл Томас (fast.ai)
Повечето американци с ниски доходи нямат платен отпуск по болест, така че трябва да ходят на работа.

Нямаме надеждна информация за Covid-19 в САЩ

Един от най-големите проблеми в САЩ е липсата на проверки; и резултатите от извършените проверки не се публикуват правилно, което означава, че не знаем какво всъщност се случва. Скот Готлиб, предишният ръководител на Администрацията по храните и лекарствата, обясни, че тестването е било по-добро в Сиатъл, така че имаме информация за инфекциите в тази област: „Причината, поради която знаехме за ранните инфекции с covid-19 в Сиатъл – внимателното внимание на независими изследователи. В други градове никога не е имало такова пълно наблюдение. Така че други горещи точки в САЩ може да не бъдат намерени в момента. Според Атлантическия океан, вицепрезидентът Майк Пенс обеща около 1.5 милиона теста да бъдат налични тази седмица, но в целия САЩ само 2000 души са били тествани до момента. Въз основа на работа от Проектът за проследяване на COVIDРобинсън Майер и Алексис Мадригал от The Atlantic казват:

Информацията, която събрахме, предполага, че реакцията на Америка на covid-19 и инфекцията, която причинява, е шокиращо бавна, особено в сравнение с други развити страни. Центровете за контрол и превенция на заболяванията потвърдиха преди 8 дни, че вирусът се разпространява в американската общност - че заразява американци, които сами не са пътували в чужбина или са били в контакт с някой, който е бил. В Южна Корея повече от 66.650 10.000 души бяха тествани през първата седмица след първата домашна инфекция - и скоро се научиха да тестват XNUMX XNUMX души на ден.

Част от проблема е, че се стигна до политическо ниво. По-специално, Доналд Тръмп ясно заяви, че иска да запази „числата“ (тоест броят на заразените хора в САЩ) ниски. (Ако искате да научите повече по тази тема, прочетете статията за етиката в науката за данните "Проблемът с показателите е фундаментален проблем за AI"). Ръководител на отдела за изкуствен интелект в Google, Джеф Дийн, написа туит относно проблема с политическата дезинформация:

Когато работех в СЗО, бях част от международната програма за СПИН - сега UNAIDS - създадена за борба с пандемията от СПИН. Персоналът, лекари и учени, бяха изцяло фокусирани върху решаването на този проблем. По време на криза е необходима ясна и точна информация, за да помогне на всички да вземат информирани решения за това как да действат (държава, щат, местно правителство, компании, организации с нестопанска цел, училища, семейства и отделни лица). С правилната информация и мерки, за да се вслушаме в най-добрите експерти и учени, можем да преодолеем предизвикателства като ХИВ/СПИН или COVID-19. С дезинформацията, водена от политически интереси, съществува реална заплаха нещата да се влошат много, като не се реагира бързо и решително по време на нарастваща пандемия и чрез активно насърчаване на поведение, което прави болестта много по-разпространена. Непоносимо болезнено е да гледам как се развива тази ситуация.

Не изглежда, че политиците искат да променят нещата, когато става въпрос за прозрачност. Министърът на здравеопазването Алекс Азар според Wired „започнаха да говорят за тестовете, които медицинските работници правят, за да разберат дали пациентът е заразен с новия коронавирус. Липсата на тези тестове означаваше опасна празнина в епидемиологичната информация относно разпространението и жестокостта на болестта в Съединените щати, влошена от липсата на прозрачност на правителството. Азар се опитваше да каже, че вече са поръчани нови тестове и че единственото нещо, което липсва, е контролът на качеството, за да ги получи. Но те продължават:

Тогава Тръмп рязко прекъсна Азар. „Но мисля, и това е важно, че всеки човек, който се нуждаеше от тест днес или вчера, го получи. Те са тук, имат тестове и те са страхотни. Всеки, който има нужда от тест, получава тест“, каза Тръмп. Не е вярно. Вицепрезидентът Майк Пенс каза пред репортери, че търсенето на тестове в САЩ надвишава предлагането.

Други страни реагират много по-бързо и по-значително от САЩ. Много страни в Югоизточна Азия се представят добре, включително Тайван, където R0 достигна 0.3, и Сингапур, за който беше предложено да се брои Модел за реакция на COVID-19. Но сега не е само Азия; във Франция например е забранено всяко събиране на повече от 1000 души, а училищата са затворени в три зони.

Заключение

Covid-19 е важен социален проблем и ние можем и трябва да работим за намаляване на разпространението на болестта. Това означава:

  • Избягвайте големи тълпи от хора
  • Отмяна на събития
  • Работете от вкъщи, ако е възможно
  • Мийте ръцете си, когато влизате и излизате от къщата - и често, когато сте извън дома.
  • Избягвайте да докосвате лицето си, особено извън дома

Забележка: Тъй като беше наложително да публикуваме тази статия възможно най-рано, не бяхме толкова внимателни при съставянето на списъка с цитати и произведения, на които се основавахме.

Моля, уведомете ни, ако сме пропуснали нещо.

Благодаря на Sylvain Gugger и Alexis Gallagher за отзивите и коментарите.

Източник: www.habr.com

Добавяне на нов коментар