Covid19, a túa sociedade e ti, desde o punto de vista da Ciencia de Datos. Tradución dun artigo de Jeremy Howard e Rachel Thomas (fast.ai)

Ola Habr! Presento á súa atención a tradución do artigo "Covid-19, a túa comunidade e ti: unha perspectiva da ciencia de datos" por Jeremy Howard e Rachel Thomas.

Do tradutor

En Rusia, o problema do Covid-19 non é tan agudo polo momento, pero vale a pena entender que en Italia hai dúas semanas a situación non era tan crítica. E é mellor informar ao público con antelación que arrepentirse despois. En Europa, moitas persoas non se toman en serio este problema e, polo tanto, poñen en risco a moitas outras persoas, como se evidencia agora en España (o rápido aumento do número de casos).

Artigo

Somos científicos de datos, o noso traballo é analizar e interpretar datos. E os datos sobre covid-19 son motivo de preocupación. Os colectivos máis vulnerables da nosa sociedade, os anciáns e as persoas con escasos recursos, corren o maior risco, pero para controlar a propagación e o impacto da enfermidade todos debemos cambiar o noso comportamento habitual. Lave as mans ben e con frecuencia, evite aglomeracións, cancele eventos planificados e evite tocarse a cara. Nesta publicación, explicaremos por que nos preocupamos e por que tamén debes preocuparte. Corona in Brief de Ethan Alley (presidente dunha organización sen ánimo de lucro que desenvolve tecnoloxías para reducir o risco de pandemias) é un excelente artigo que resume toda a información clave.

Necesitamos un sistema sanitario que funcione.

Hai só un par de anos, a unha de nós (Rachel) diagnosticáronlle unha infección cerebral que mata a preto da cuarta parte das persoas que a contraen; un terzo sofre deficiencia mental ao longo da vida. Moitos quedan con danos de por vida na súa visión e oído. Rachel chegou ao aparcadoiro do hospital en estado moi grave, pero tivo sorte e recibiu a atención, o diagnóstico e o tratamento que precisaba. Ata hai pouco, Rachel estaba absolutamente saudable. É moi probable que o acceso rápido á sala de urxencias lle salve a vida.

Agora, imos falar do covid-19 e do que pode pasar coas persoas en situacións similares nas próximas semanas e meses. O número de persoas infectadas polo covid-19 duplícase cada 3-6 días. Cunha taxa que se duplica cada 3 días, o número de persoas infectadas podería aumentar 100 veces en XNUMX semanas (en realidade non é tan sinxelo, pero non nos deixemos levar cos detalles). Un de cada 10 as persoas infectadas requiren moitas semanas de hospitalización e moitas requiren osíxeno. A pesar de que este é só o comezo da propagación do virus, xa hai rexións onde non hai camas baleiras nos hospitais e as persoas non poden recibir o tratamento necesario (non só para o coronavirus, senón tamén para outras enfermidades, por exemplo). , esa terapia vital, na que Rachel precisaba). Por exemplo, en Italia, onde hai apenas unha semana a administración declarou que a situación estaba controlada, agora uns 16 millóns de persoas están encerradas na casa (Actualización: 6 horas despois desta publicación, Italia pechou todo o país), e tendas similares. están sendo erixidos para facer fronte dalgunha maneira ao fluxo de pacientes:

Covid19, a túa sociedade e ti, desde o punto de vista da Ciencia de Datos. Tradución dun artigo de Jeremy Howard e Rachel Thomas (fast.ai)
Carpa médica en Italia.
O doutor Antonio Pesenti, xefe do departamento rexional responsable das situacións de crise no norte de Italia, dito: "Non nos queda máis remedio que organizar coidados intensivos nos corredores, nos quirófanos, nas salas... Un dos mellores sistemas de saúde - en Lombardía - está ao bordo do colapso".

Non é como a gripe

A taxa de mortalidade pola gripe estímase nun 0.1%. Mark Lipstitch, director do Centro para a Dinámica das Enfermidades Infecciosas de Harvard avalía A mortalidade por coronavirus é do 1-2%. Últimos modelos epidemiolóxicos atopou unha taxa de mortalidade do 1.6% en febreiro en China, 16 veces superior á da gripe (esta estimación pode ser inexacta, xa que as mortes aumentan cando fallan os sistemas de saúde). Valoración positiva: morrerán 10 veces máis persoas por coronavirus este ano que por gripe (e previsión Elena Grewal, ex directora de Data Science de Airbnb, demostra que no peor dos casos, 100 veces máis persoas poderían morrer). E isto non ten en conta o enorme impacto no sistema médico, como se describiu anteriormente. É comprensible que algunhas persoas intenten convencerse de que esta situación non é nada nova e de que a enfermidade é moi semellante á gripe, porque realmente non queren aceptar unha realidade descoñecida.

Os nosos cerebros non están deseñados para comprender intuitivamente o aumento exponencial do número de persoas que se enferman. Por iso, debemos analizar esta situación como científicos, sen recorrer á intuición.

Covid19, a túa sociedade e ti, desde o punto de vista da Ciencia de Datos. Tradución dun artigo de Jeremy Howard e Rachel Thomas (fast.ai)
Como será dentro de dúas semanas? Dous meses?

De media, cada persoa con gripe infecta a unhas 1.3 persoas. Isto chámase gripe "R0". Se R0 é inferior a 1.0, a infección non se propaga e detense. En valores máis altos, a infección esténdese. O coronavirus ten actualmente un R0 de 2-3 fóra de China. A diferenza pode parecer pequena, pero despois de que 20 "xeracións" de persoas infectadas transmitan a infección, 0 persoas infectaranse con R1.3 146 e 0 millóns con R2.5 36! (Isto é, por suposto, moi aproximado e este cálculo ignora moitos factores, pero é unha ilustración razoable da diferenza relativa entre o coronavirus e a gripe, sendo todas as demais cousas iguais).

Teña en conta que R0 non é un parámetro fundamental da enfermidade. Depende da resposta e pode cambiar co tempo. Cabe destacar que en China o R0 do coronavirus diminuíu significativamente e agora achégase a 1.0. Como? -preguntas. Aplicando todas as medidas necesarias a unha escala difícil de imaxinar nun país como, por exemplo, Estados Unidos: pechando por completo as megacidades e desenvolvendo un sistema de probas que permita controlar o estado de máis dun millón de persoas á semana.

Hai moita confusión nas redes sociais (incluíndo perfís populares como Elon Musk) sobre a diferenza entre o crecemento loxístico e exponencial. O crecemento loxístico refírese ao patrón de propagación da epidemia da forma S. O crecemento exponencial, por suposto, non pode continuar para sempre; entón habería máis persoas infectadas que toda a poboación da Terra! Así, como resultado, a taxa de infección sempre debe diminuír, o que nos leva a unha forma de S (coñecida como sigmoide) de crecemento ao longo do tempo. Ao mesmo tempo, unha diminución da altura non ocorre por nada, non é maxia. Razóns principais:

  • Accións masivas e eficaces da sociedade.
  • Un número elevado de persoas infectadas, o que leva a un número reducido de vítimas potenciais debido á falta de persoas sans.

Polo tanto, non hai lóxica confiar no crecemento loxístico como forma de controlar a pandemia.

Outra razón pola que é difícil intuír o impacto do coronavirus na túa comunidade local é o importante atraso entre a infección e a hospitalización, normalmente uns 11 días. Isto pode parecer un período curto, pero no momento en que note que os hospitais están superpoboados, a infección chegará a un nivel no que haberá de 5 a 10 veces máis persoas infectadas.

Teña en conta que hai algúns primeiros indicadores de que o impacto na súa rexión pode depender algo do clima. No artigo "Análise de temperatura e latitude para prever a posible propagación e estacionalidade do COVID-19" di que a enfermidade se estendeu ata agora en climas temperados (desgraciadamente para nós, a temperatura en San Francisco, onde vivimos, está nesa franxa; os principais centros de Europa, incluído Londres, tamén caen alí).

"Non entres en pánico. "Mantén a calma" non axuda

Unha das respostas máis comúns ás chamadas para estar atentos nas redes sociais é "Non te asustes" ou "manteña a calma". Isto non axuda, cando menos. Ninguén pensou que o pánico era a mellor saída á situación. Por algún motivo, con todo, "manteña a calma" é unha resposta moi popular nalgúns círculos (pero non entre os epidemiólogos, cuxo traballo é rastrexar tales cousas). Quizais "manter a calma" axude a alguén a xustificar a súa propia inacción ou a sentirse superior ás persoas que imaxinan nun estado de pánico.

Pero "manteña a calma" pode levar facilmente a non prepararse e responder. En China, 10 millóns de persoas foron illadas e construíronse dous novos hospitais cando estaban no estado actual dos Estados Unidos. Italia esperou demasiado e hoxe mesmo (domingo 8 de marzo) anunciou 1492 novas infeccións e 133 mortes, a pesar de que 16 millóns de persoas estaban encerradas. Baseándonos na mellor información que podemos confirmar polo momento, hai só 2-3 semanas, Italia atopábase nunha situación similar á actual de Estados Unidos e Inglaterra (en termos de estatísticas de infección).
Teña en conta que case todo o relacionado co coronavirus está no aire. Descoñecemos a taxa de infección ou mortalidade, non sabemos canto tempo sobrevive nas superficies, non sabemos se sobrevive nin como se propaga en climas cálidos. Todo o que temos é a nosa mellor suposición baseada na mellor información que podemos ter nas nosas mans. E lembra que a maior parte desta información está en China, en chinés. Agora a mellor forma de entender a experiencia chinesa é ler o informe Misión conxunta OMS-China sobre enfermidade do coronavirus 2019, baseado nun estudo conxunto de 25 expertos de China, Alemaña, Xapón, Corea, Nixeria, Rusia, Singapur, EUA e OMS.

Cando hai certa incerteza -de que quizais non haxa unha pandemia global e que quizais todo simplemente pase sen o colapso do sistema hospitalario- iso non significa que a decisión correcta sexa non facer nada. Isto sería demasiado especulativo e subóptimo en calquera escenario. Tamén parece improbable que países como Italia e China pechen grandes partes das súas economías sen unha boa razón. E isto non coincide co que vemos en zonas infectadas onde o sistema médico non pode facer fronte (por exemplo, en Italia, úsanse 462 tendas de campaña para o exame previo e os pacientes de coidados intensivos foron movido de zonas contaminadas).

Pola contra, a resposta reflexiva e sensata é seguir os pasos recomendados polos expertos para evitar a propagación da infección:

  • Evita aglomeracións.
  • Cancelar eventos.
  • Traballar a distancia (se é posible).
  • Lave as mans ao entrar e saír da casa, e moitas veces cando fóra da casa.
  • Evite tocarse a cara, especialmente fóra da casa (non é fácil!).
  • Desinfecte superficies e bolsas (é probable que o virus sobreviva ata 9 días nas superficies, aínda que non se sabe con certeza).

Isto non só lle preocupa

Se tes menos de 50 anos e non tes factores de risco como un sistema inmunitario débil, enfermidades cardiovasculares, tabaquismo ou outras enfermidades crónicas, podes relaxarte: é pouco probable que morras por coronavirus. Pero como reaccionas aínda é moi importante. Aínda hai unha gran probabilidade de que te infectes, e se te infectas, tamén hai unha alta probabilidade de que infectes a outros. De media, cada persoa infectada infecta a máis de dúas persoas e infecciosos antes de que aparezan os síntomas. Se tes pais que coidas ou avós e pensas pasar un tempo con eles, máis tarde podes descubrir que os contaxiches con coronavirus. E esta é unha carga difícil que permanecerá de por vida.

Aínda que non teñas contacto con persoas maiores de 50 anos, probablemente teñas máis colegas e coñecidos con enfermidades crónicas dos que pensas. A investigación mostraque poucas persoas falan da súa saúde no traballo debido a medo á discriminación. Os dous estamos en risco, pero moitas persoas coas que interactuamos quizais non o saiban.

E, por suposto, isto aplícase non só ás persoas que te rodean. Esta é tamén unha cuestión ética moi importante. Calquera persoa que faga un esforzo para frear a propagación do virus axuda a toda a comunidade a reducir a súa propagación. Como escribiu Zeynep Tufekci: en Scientific American: "Prepararse para a case segura propagación mundial do virus... é unha das cousas máis beneficiosas socialmente e altruístas que podes facer". Ela continúa:

Debemos prepararnos, non porque nos sintamos persoalmente en perigo, senón tamén para reducir o perigo para cada un de nós. Debemos prepararnos non porque estea chegando a fin do mundo, senón porque podemos cambiar todos os aspectos do risco ao que nos enfrontamos como sociedade. É certo, cómpre prepararse porque o precisan os seus veciños, sobre todo os veciños maiores, os que traballan nos hospitais, os veciños con enfermidades crónicas e os veciños que non poden prepararse por falta de tempo ou recursos.

A nós afectounos persoalmente. O curso máis grande e importante que fixemos en fast.ai, que representa a culminación de anos do noso traballo, estaba programado para comezar na Universidade de San Francisco nunha semana. O pasado mércores (4 de marzo) decidimos impartir todo o curso en liña. Fomos un dos primeiros cursos aos que cambiamos En liña. Por que fixemos isto? Porque a principios da semana pasada decatámonos de que coa realización deste curso fomentabamos indirectamente a concentración masiva de centos de persoas nun espazo pechado, moitas veces ao longo de varias semanas. Reunir grupos de persoas nun espazo pechado é o peor que podes facer nesta situación. Sentímonos na obriga de evitar isto. Esta decisión foi extremadamente difícil. O meu tempo traballando cos estudantes foi unha das miñas maiores alegrías e momentos máis produtivos cada ano. E os nosos alumnos ían voar de todo o mundo para este curso, non queriamos defraudalos.

Pero sabiamos que era a decisión correcta porque, se non, probablemente aumentaríamos a propagación da enfermidade na nosa comunidade.

Debemos aplanar a curva

Isto é moi importante porque se reducimos a propagación da infección nunha comunidade, daremos tempo aos hospitais desa comunidade para facer fronte tanto aos pacientes infectados como aos pacientes habituais que teñen que tratar. Isto chámase "aplanar a curva" e móstrase claramente neste diagrama:

Covid19, a túa sociedade e ti, desde o punto de vista da Ciencia de Datos. Tradución dun artigo de Jeremy Howard e Rachel Thomas (fast.ai)

Farzad Mostashari, ex-coordinador nacional de TI para a Saúde, explicou: "Hai casos novos todos os días sen historial de viaxes nin conexións con casos coñecidos, e sabemos que son só a punta do iceberg debido aos atrasos nas probas. Isto significa que o número de infectados aumentará notablemente nas próximas dúas semanas... Intentar impoñer pequenas restricións ante unha propagación exponencial é como concentrarse nas faíscas cando unha casa arde. Cando isto ocorre, a estratexia debe cambiar a medidas de mitigación para frear a propagación e reducir o impacto sobre a saúde pública". Se podemos reducir a propagación tanto que os nosos hospitais poidan manexar a tensión, entón a xente terá acceso ao tratamento. Pero se hai demasiadas persoas enfermas, moitos dos que precisan hospitalización non o conseguirán.

Aquí tes o que parece en termos de matemáticas dacordo con Liz Specht:

Nos EUA hai 1000 camas de hospital por cada 2.8 persoas. Cunha poboación de 330 millóns, temos preto dun millón de asentos. Normalmente o 65% destes lugares están ocupados. Isto déixanos 330 mil camas hospitalarias gratuítas en todo o país (quizais un pouco menos durante este período, tendo en conta as enfermidades estacionais). Tomemos como base as cifras de Italia e supoñamos que o 10% dos casos requiren hospitalización. (Ten en conta que para moitos pacientes, a hospitalización dura semanas; noutras palabras, a rotación será extremadamente lenta a medida que as camas se enchen de pacientes con coronavirus). Segundo esta estimación, para o 8 de maio, todas as camas baleiras dos hospitais estadounidenses estarán cubertas. (Por suposto, isto non indica o ben que están equipadas as camas dos hospitais para illar aos pacientes cun virus altamente contaxioso). 6 días en cada sentido. Se o 20% dos casos requiren hospitalización, o espazo esgotarase ~ 2 de maio. Se só o 5% - ~14 de maio. O 2.5% lévanos ao 20 de maio. Isto, por suposto, supón que non hai necesidade urxente de camas hospitalarias (non para coronavirus), o que é cuestionable. O sistema sanitario está sobrecargado, escaseza de receitas, etc., as persoas con enfermidades crónicas, que adoitan ser independentes e autoorganizadas, poden enfermar gravemente, requirindo coidados médicos intensivos e hospitalización.

A diferenza está na reacción da sociedade

Como xa comentamos, esta matemática non é exacta: China xa demostrou que é posible reducir a propagación con medidas de emerxencia. Outro bo exemplo de resposta exitosa é Vietnam, onde, entre outras cousas, un anuncio nacional (cunha canción pegadiza!) mobilizou axiña á sociedade e convenceu á xente para que cambiase o seu comportamento por algo máis aceptable nesta situación.

Non se trata só dunha situación hipotética, como foi claramente evidente durante a gripe española de 1918. En Estados Unidos, dúas cidades mostraron respostas moi diferentes á pandemia: Filadelfia realizou un desfile previsto de 200.000 persoas para recadar fondos para a guerra San Luis activou unha estratexia para minimizar o contacto social para reducir a propagación do virus; Todos os actos públicos foron cancelados. E así eran as estatísticas de mortes en cada cidade, como se mostra en Proceedings, da Academia Nacional de Ciencias:

Covid19, a túa sociedade e ti, desde o punto de vista da Ciencia de Datos. Tradución dun artigo de Jeremy Howard e Rachel Thomas (fast.ai)
Diferentes reaccións ante a gripe española de 1918

A situación en Filadelfia rapidamente descontrolouse ata o punto de que nin sequera había ataúdes nin morgues polo enterro de tantos mortos.

Richard Besser, que foi director dos Centros de Prevención e Control de Enfermidades durante a pandemia de H1N1 de 2009, aprobaque nos Estados Unidos, "o seu risco de perigo e a capacidade de protexerse a si mesmo e á súa familia dependen dos ingresos, o acceso á atención sanitaria, o estado migratorio e outros parámetros". Indica que:

As persoas maiores e as persoas con discapacidade corren un maior risco cando os seus ritmos diarios e os seus sistemas de apoio non funcionan correctamente. Os que non teñen acceso á sanidade, incluíndo aldeas e comunidades locais, tamén se verán afectados polo problema da distancia aos centros máis próximos. As persoas que viven en zonas pechadas (vivendas sociais, cárceres, refuxios ou mesmo sen fogar) poden infectarse en ondas, como xa vimos no estado de Washington. E as vulnerabilidades dos traballadores con salarios baixos con traballadores sen estatuto legal e horarios inestables estarán ao descuberto durante esta crise. Pregúntalle ao 60 por cento da forza laboral por hora dos Estados Unidos o fácil que lles resulta tomar vacacións ou descansar.

O American Bureau of Job Statistics mostra iso menos dun terzo as persoas no grao de retribución inferior teñen abonado unha baixa por enfermidade.

Covid19, a túa sociedade e ti, desde o punto de vista da Ciencia de Datos. Tradución dun artigo de Jeremy Howard e Rachel Thomas (fast.ai)
A maioría dos estadounidenses de baixos ingresos non teñen baixa por enfermidade, polo que teñen que ir traballar.

Non dispoñemos de información fiable sobre o Covid-19 nos EUA

Un dos maiores problemas de EEUU é a falta de inspeccións; e os resultados das comprobacións realizadas non se publican adecuadamente, o que significa que non sabemos o que realmente está a pasar. Scott Gottlieb, o anterior xefe da Food and Drug Administration, explicou que as probas foron mellores en Seattle, polo que temos información sobre as infeccións nesa zona: "A razón pola que sabiamos sobre as primeiras infeccións por covid-19 en Seattle - a atención estreita de investigadores independentes. Nunca houbo unha vixilancia tan completa noutras cidades. Polo tanto, é posible que non se atopen neste momento outros puntos quentes nos Estados Unidos". Dacordo con O Atlántico, o vicepresidente Mike Pence prometeu que preto de 1.5 millóns de probas estarán dispoñibles esta semana, pero en todo Estados Unidos só se probaron a 2000 persoas ata a data. Baseado no traballo de Proxecto de seguimento do COVIDRobinson Meyer e Alexis Madrigal de The Atlantic din:

A información que recompilamos suxire que a resposta de Estados Unidos ao covid-19 e á infección que provoca foi sorprendentemente lenta, especialmente en comparación con outros países desenvolvidos. Os Centros para o Control e a Prevención de Enfermidades confirmaron hai 8 días que o virus se estendeu na comunidade estadounidense: que estaba infectando a estadounidenses que non viaxaran ao estranxeiro nin estiveran en contacto con ninguén que o fixera. En Corea do Sur, máis de 66.650 persoas foron probadas na primeira semana despois da primeira infección doméstica, e pronto aprenderon a probar a 10.000 persoas ao día.

Parte do problema é que chegou a nivel político. En particular, Donald Trump afirmou claramente que quere manter os "números" (é dicir, o número de persoas infectadas en EE. UU.) baixos. (Se queres saber máis sobre este tema, le o artigo sobre Data Science Ethics "O problema coas métricas é un problema fundamental para a IA"). Xefe de Intelixencia Artificial de Google, Jeff Dean, escribiu chío sobre o problema da desinformación política:

Cando traballaba na OMS, formaba parte do programa internacional de loita contra a sida -agora ONUSIDA- creado para loitar contra a pandemia da sida. O persoal, médicos e científicos, concentráronse completamente en resolver este problema. Durante unha crise, é necesaria unha información clara e precisa para axudar a todos a tomar decisións informadas sobre como actuar (país, estado, goberno local, empresas, organizacións sen ánimo de lucro, escolas, familias e persoas). Coa información e as medidas adecuadas para escoitar aos mellores expertos e científicos, podemos superar retos como o VIH/SIDA ou a COVID-19. Coa desinformación impulsada por intereses políticos, existe unha ameaza real de empeorar moito as cousas ao non responder de xeito rápido e decidido durante unha pandemia en aumento e ao fomentar activamente un comportamento que fai que a enfermidade se estenda moito máis rápido. É insoportablemente doloroso ver como se desenvolve esta situación.

Non parece que os políticos teñan ganas de cambiar as cousas no que se refire á transparencia. O secretario de Sanidade Alex Azar segundo Wired "Comezouse a falar das probas que fan os traballadores médicos para entender se un paciente está infectado co novo coronavirus. A falta destas probas supuxo unha perigosa brecha na información epidemiolóxica sobre a propagación e ferocidade da enfermidade nos Estados Unidos, agravada pola falta de transparencia do goberno. Azar intentaba dicir que xa se encargaron novas probas e que o único que faltaba era o control de calidade para conseguilas”. Pero continúan:

Trump entón interrompeu bruscamente a Azar. "Pero creo, e isto é importante, que calquera persoa que necesitase unha proba hoxe ou onte fíxose esa proba. Están aquí, teñen probas e as probas son xeniais. Calquera persoa que necesite unha proba recibe unha proba", dixo Trump. Non é certo. O vicepresidente Mike Pence dixo aos xornalistas que a demanda de probas en Estados Unidos supera a oferta.

Outros países están reaccionando moito máis rápido e de forma máis significativa que os Estados Unidos. Moitos países do sueste asiático están a ter un bo rendemento, incluíndo Taiwán, onde o R0 alcanzou o 0.3, e Singapur, que se propuxo contar. Modelo de resposta ao COVID-19. Pero agora non só é Asia; en Francia, por exemplo, está prohibida toda reunión de máis de 1000 persoas e as escolas están pechadas en tres zonas.

Conclusión

O Covid-19 é un problema social importante, e podemos e debemos traballar para reducir a propagación da enfermidade. Significa:

  • Evite grandes multitudes de persoas
  • Cancelar eventos
  • Traballar desde casa se é posible
  • Lave as mans ao entrar e saír da casa, e moitas veces cando fóra da casa.
  • Evite tocarse a cara, especialmente fóra da casa

Nota: debido a que era imprescindible publicar este artigo o antes posible, non fomos tan coidadosos na compilación da lista de citas e obras nas que nos baseamos.

Por favor, avísanos se perdemos algo.

Grazas a Sylvain Gugger e Alexis Gallagher polos comentarios e comentarios.

Fonte: www.habr.com

Engadir un comentario