Covid-19,您的社区和您-数据科学的视角

我们是数据科学家,也就是说,我们的工作是了解如何分析和解释数据。当我们分析covid-19周围的数据时,我们非常担心。社会上最脆弱的部分,老年人和穷人,处于最大的危险之中,但是控制这种疾病的传播和影响需要我们 所有 改变我们的行为。定期彻底洗手,避免成群结队,取消活动,并且请勿触摸脸部。在这篇文章中,我们解释了我们为什么感到担忧,您也应该如此。有关您需要了解的关键信息的出色摘要,请阅读 简短的电晕 由Ethan Alley(非营利组织的主席,该组织致力于开发技术来降低流行病的风险)。

翻译

欢迎任何人翻译本文,以帮助他们的当地社区了解这些问题。请使用适当的信用额链接回到此处。让我们知道 推特 因此我们可以将您的翻译添加到此列表中。

内容

我们需要一个运转良好的医疗系统

就在2年前,我们中的一个人(雷切尔(Rachel))澳客彩票下载手机版下载了脑部疾病,杀死了大约1/4的人,并使1/3的人永久性认知障碍。许多其他人最终会永久性视力和听力受损。蕾切尔(Rachel)爬过医院停车场时感到很疯狂。她很幸运能够得到及时的护理,诊断和治疗。直到事件发生前不久,瑞秋身体状况良好。迅速进入急诊室几乎可以肯定挽救了她的生命。

现在,让我们讨论一下covid-19,以及在未来几周和几个月内,处于雷切尔局势中的人们可能会发生什么。每3至6天发现被covid-19澳客彩票下载手机版下载的人数增加一倍。以三天的速度增加一倍,这意味着发现被澳客彩票下载手机版下载的人数可以在三周内增加100倍(实际上并不是那么简单,但是请不要被技术细节所干扰)。 十分之一的澳客彩票下载手机版下载者 需要住院治疗数周,其中大多数需要氧气。尽管这种病毒还处于初期,但已经有一些地区的医院完全超支,人们不再能够获得所需的治疗(不仅针对covid-19,而且还针对其他任何疾病,例如Rachel所需要的拯救生命的护理)。例如,在一周前的意大利官员说一切都很好的情况下,现在有1600万人被封锁(更新:发布此消息6个小时后,意大利将整个国家锁定 ),并建立了这样的帐篷来帮助患者大量涌入:

意大利使用的医疗帐篷
意大利使用的医疗帐篷

意大利重灾区的区域危机应对部门负责人Antonio Pesenti博士, 说过,“我们现在被迫在走廊,手术室,恢复室中设置重症监护治疗……伦巴第是世界上最好的卫生系统之一,距崩溃的步伐已迈出了一步。”

这不像流感

流感的死亡率约为澳客彩票下载手机版下载的0.1%。哈佛大学传染病动态中心主任Marc Lipsitch 估计 对于covid-19,它是1-2%。的 最新的教育学模型 在2月份在中国发现患病率为1.6%,比流感高出16倍1 (但是,这可能是一个保守的数字,因为当医疗系统无法应对时,费率会大大提高)。根据目前的最佳估计,covid-19造成的死亡人数今年将比流感多10倍(而且 Elena Grewal制作的模型,Airbnb的前数据科学总监表示,在最坏的情况下,它可能会增加100倍。这是在考虑对医疗系统的巨大影响(例如上述影响)之前。可以理解的是,有些人试图说服自己这不是什么新鲜事物,就像流感一样,是一种疾病,因为很难接受这种事实,这是一点都不熟悉的事实。

试图直觉地理解被澳客彩票下载手机版下载人数呈指数增长的增长并不是我们的大脑要处理的。因此,我们必须以科学家的身份对此进行分析,而不是凭直觉。

2周后会在哪里? 2个月?
2周后会在哪里? 2个月?

平均而言,每个澳客彩票下载手机版下载流感的人都会澳客彩票下载手机版下载1.3个其他人。称为流感的“ R0”。如果R0小于1.0,则澳客彩票下载手机版下载停止传播并死亡。如果超过1.0,则会扩散。对于中国境外的covid-19,R0当前为2-3。两者之间的差异听起来很小,但是在20个“世代”澳客彩票下载手机版下载者继续澳客彩票下载手机版下载后,R0为1.3将导致146次澳客彩票下载手机版下载,而R0为2.5将导致3600万澳客彩票下载手机版下载! (当然,这是非常手工的波形,并且忽略了许多现实世界的影响,但这是对 相对的 在所有其他条件相同的情况下,covid-19与流感之间的差异)。

注意,R0不是疾病的某些基本属性。它很大程度上取决于响应,并且会随着时间而变化2。最值得注意的是,在中国,针对covid-19的R0大幅下降,目前已接近1.0!你怎么问?通过在美国这样的国家实施难以想象的规模的措施,例如,完全封锁了许多大城市,并开发了一种测试程序,每周可以对一百万以上的人进行测试。

社交媒体(包括来自诸如埃隆·马斯克(Elon Musk)等高度关注的帐户)上大量出现的一件事是对两者之间的区别的误解 后勤指数的 增长。 “后勤”增长是指在实践中流行病传播的“ S形”增长模式。显然,指数增长不可能永远持续下去,因为否则,受澳客彩票下载手机版下载的人数将超过世界上的人数!因此,最终,澳客彩票下载手机版下载率必须始终降低,从而导致呈S形(称为 乙状结肠)的增长率。但是,增长的下降只是出于某种原因-这不是魔术。主要原因是:

因此,将逻辑增长模式作为“控制”大流行的一种方式是没有逻辑的。

很难直观地了解covid-19对您当地社区的影响的另一件事是,澳客彩票下载手机版下载和住院之间存在非常显着的延迟-通常在11天左右。这段时间似乎并不长,但是将其与那段时间的澳客彩票下载手机版下载人数进行比较,则意味着当您注意到医院的病床已满时,社区澳客彩票下载手机版下载的水平已经达到需要处理的人增加了5-10倍。

请注意,有一些早期迹象表明,对您当地的影响至少在某种程度上取决于气候。论文 温度和纬度分析以预测COVID-19的潜在扩散和季节性 指出该疾病迄今已在温和的气候中传播(对我们而言,不幸的是,我们居住的旧金山的温度范围恰在该范围内;它还涵盖了欧洲的主要人口中心,包括伦敦。)

“不要惊慌。保持冷静。”没有帮助

我们在社交媒体上看到的一种普遍的回应是,人们指出了引起关注的原因,即“不要惊慌”或“保持冷静”。至少可以说,这没有帮助。没有人暗示恐慌是一种适当的应对措施。但是,出于某些原因,“保持冷静”在某些圈子中是一种非常普遍的反应(但在任何流行病学家中,其工作就是跟踪这些事情)。也许“保持镇定”可以使某些人对自己的无所作为感到更好,或者使他们觉得比他们想象中的无头鸡跑来跑去的人优越。

但是“保持冷静”很容易导致准备和响应失败。在中国,数以千万计的人被封锁,并在达到美国目前的统计数字时建造了两家新医院。意大利等待时间太长,仅在今天(3月8日星期日),他们就报告了1492例新病例和133例新死亡,尽管锁定了1600万人。根据我们目前可以确定的最佳信息,就澳客彩票下载手机版下载统计而言,仅在2-3周前,意大利就和美国和英国处于今天的位置相同。

请注意,在此阶段,几乎所有关于covid-19的事情都悬而未决。我们真的不知道它的澳客彩票下载手机版下载速度或死亡率,我们不知道它在表面上保持活跃的时间,我们也不知道它是否可以在温暖的条件下生存和传播。我们拥有的一切都是基于人们能够汇总的最佳信息的最新最佳猜测。请记住,这些信息的绝大部分是中国人。目前,了解中国经验的最好方法是阅读优秀的 2019年世卫组织中国冠状病毒病联合特派团的报告由来自中国,德国,日本,韩国,尼日利亚,俄罗斯,新加坡,美利坚合众国和世界卫生组织(WHO)的25位国家和国际专家联合组成。

当存在不确定性时,也许这不会成为全球性大流行,也许一切都只是 威力 没有医院系统崩溃就过去了,这并不意味着正确的反应是什么也不做。在任何威胁建模情况下,这都是极大的推测,而不是最佳的响应。像意大利和中国这样的国家似乎也没有充分理由无缘无故地关闭其大部分经济,这似乎也极不可能。这也与我们在医疗系统无法应对的受澳客彩票下载手机版下载地区在地面上看到的实际影响不一致(例如,意大利正在使用462顶帐篷进行“预审”), 将重症监护病房患者从澳客彩票下载手机版下载地区转移)。

相反,周到,合理的应对措施是遵循专家建议的步骤,以避免传播澳客彩票下载手机版下载:

不只是关于你

如果您未满50岁,并且没有诸如免疫系统受损,心血管疾病,既往吸烟史或其他慢性疾病之类的风险因素,那么您可以放心covid-19不太可能杀死您。但是您的反应方式仍然很重要。您仍然有被澳客彩票下载手机版下载的机会,如果被澳客彩票下载手机版下载,也有被他人澳客彩票下载手机版下载的机会。平均而言,每个澳客彩票下载手机版下载者再澳客彩票下载手机版下载两个以上的人,并且在出现症状之前就具有传染性。如果您有自己关心的父母或祖父母,并计划与他们共度时光,后来发现您有责任用covid-19澳客彩票下载手机版下载他们,那将是一个沉重的负担。

即使您未与50岁以上的人接触,也可能有更多的同事和熟人认识慢性病。 研究显示 如果能够避免的话,很少有人在工作场所透露自己的健康状况,因为 害怕受到歧视。我们俩都属于高风险类别,但我们经常与之互动的许多人可能对此一无所知。

当然,这不仅与您周围的人有关。这是一个非常重要的道德问题。每个竭尽全力为控制病毒传播做出贡献的人都在帮助他们的整个社区减慢澳客彩票下载手机版下载速度。饰演Zeynep Tufekci 写在《科学美国人》杂志上:“为这种病毒几乎不可避免的全球扩散做准备……是您可以做的最亲社会,无私的事情之一。”她继续说:

我们应该做好准备,而不是因为我们可能会感到个人处于危险之中,而是为了帮助我们降低所有人的风险。我们不应该做准备,不是因为我们面临无法控制的世界末日场景,而是因为我们可以改变社会所面临的这一风险的方方面面。没错,您应该做好准备,因为您的邻居需要您进行准备,尤其是您的老年邻居,在医院工作的邻居,患有慢性病的邻居以及由于缺乏精神而没有能力或时间准备的邻居。资源或时间。

这对我们个人造成了影响。我们在fast.ai创建的有史以来最大,最重要的课程代表了我们多年的工作成果,计划于一周内在旧金山大学开始。上周三(3月4日),我们决定将 整件事在线。我们是第一批上线的大型课程之一。我们为什么要这样做?因为我们上周初意识到,如果我们进行此课程,我们就隐含地鼓励数百人在一个封闭的空间中聚会,这需要持续数周时间。将小组聚集在封闭的空间中是一件最糟糕的事情。在道德上,我们有责任确保至少在这种情况下不会发生这种情况。这是一个令人心碎的决定。我们与学生直接合作所花费的时间一直是每年最大的乐趣之一,也是最富有成效的时期之一。我们有计划从世界各地飞来的学生,我们真的不想让他们失望3.

但是我们知道这是正确的做法,因为否则我们可能会增加疾病在社区中的传播4.

我们需要弄平曲线

这是非常重要的,因为如果我们可以减慢社区的澳客彩票下载手机版下载速度,那么我们将为该社区的医院提供时间来处理被澳客彩票下载手机版下载的患者以及需要处理的常规患者负担。这被描述为“使曲线变平”,并且在此说明图中清楚显示:

停留在虚线下意味着一切
停留在虚线下意味着一切

前国家卫生IT协调员Farzad Mostashari解释说:“每天都在发现新的病例,这些病例没有旅行史,也没有与已知病例的联系, 我们知道这些只是冰山一角 由于测试延迟。这意味着在接下来的两周内,被诊断出的病例数量将会爆炸……在社区呈指数蔓延的情况下尝试进行围堵就像集中精力在房屋着火时扑灭火花一样。发生这种情况时,我们需要将策略转向缓解措施,采取保护措施以减缓扩散&减少对医疗保健的最大影响。”如果我们能够将疾病的传播保持在足够低的水平,以使我们的医院能够负担得起,那么人们就可以接受治疗。但是,如果案件来得太快,那么那些需要住院的人就无法得到。

这是数学的样子, 根据Liz Specht:

美国每1000人拥有约2.8张病床。人口3.3亿,这是大约100万张床。在任何给定时间,这些床中的65%已被占用。这样一来,全国约有33万张病床(可能在每年的流感季节等时候少一点)。让我们相信意大利的数字,并假设大约10%的病例足够严重,需要住院治疗。 (请记住,对于许多患者而言,住院治疗持续了 周数 —换句话说,营业额将是 非常 由于COVID19患者的床铺得很慢)。据此估算,到5月8日左右,美国所有开放的病床将被装满。 (当然,关于这些病床是否适合隔离具有高传染性病毒的患者,这没有说什么。)如果我们对严重病例的比例错误两倍,那么这只会改变病床饱和的时间表在任一方向上减少6天。如果有20%的病例需要住院,我们将在5月2日之前用完床。如果只有5%的病例需要住院,我们可以在5月14日之前完成治疗。 2.5%使我们到达5月20日。当然,这是假设对床的需求没有增加 其他 (非COVID19)原因,这似乎是一个可疑的假设。随着医疗保健系统的负担越来越重,Rx短缺等,通常管理得当的患有慢性病的人可能会发现自己陷入了严重的医疗困境,需要重症监护& hospitalization.

社区的反应与众不同

正如我们已经讨论过的那样,这种数学方法还不是确定的。中国已经表明,采取极端措施可以降低利差。成功应对的另一个很好的例子是越南,越南除其他外,在全国范围内开展了广告宣传活动(包括一首流行的歌曲!),迅速动员了社区的响应,并确保人们适当地调整了自己的行为。

这不仅是一种假设情况,还清楚地显示在1918年的流感大流行中。在美国,两个城市对这种大流行表现出截然不同的反应:费城进行了200,000人的巨型游行,以帮助为战争筹集资金。但是圣路易斯实施了精心设计的流程,以最大程度地减少社交活动,从而减少病毒传播,并取消所有大型活动。这是每个城市死亡人数的样子,如 美国国家科学院院刊:

对1918年流感大流行采取不同应对措施的影响
对1918年流感大流行采取不同应对措施的影响

费城的局势变得极为严峻,甚至到了 葬礼棺材或太平间不够 处理因流感而死的大量人。

理查德·贝瑟(Richard Besser)在2009年H1N1大流行期间担任疾病控制与预防中心的代理主任, 在美国,“受到暴露的风险以及保护自己和家人的能力取决于收入,获得医疗保健的条件以及移民身份以及其他因素。”他指出:

当老年人和残疾人的日常生活和支持系统受到干扰时,他们面临的风险尤其大。那些难以获得医疗服务的人,包括农村和土著社区,在需要时可能会面临艰巨的距离。正如我们在华盛顿州已经看到的那样,居住在近处的人们(无论是在公共住房,疗养院,监狱,庇护所,甚至是街头无家可归者中)都可能遭受海浪的折磨。低工资零工经济的脆弱性,无薪的工人和不稳定的工作时间表,将在这场危机中向所有人公开。询问每小时支付的60%的美国劳动力,在有需要的时候请假有多容易。

美国劳工统计局显示 少于三分之一 收入最低的人群中有薪的有薪病假:

大多数可怜的美国人没有病假,所以必须去上班。
大多数可怜的美国人没有病假,所以必须去上班。

我们在美国没有很好的信息

在美国,最大的问题之一是很少进行测试,并且测试结果没有正确共享,这意味着我们不知道实际发生了什么。先前的FDA专员Scott Gottlieb解释说,在西雅图进行了更好的测试,并且我们在那里看到了澳客彩票下载手机版下载:“我们之所以早知道西雅图covid-19的爆发是因为有独立科学家进行的前哨监视工作。在其他城市,这种监视从未完全进行。因此,其他美国热点可能尚未被完全检测到。”根据 大西洋组织,副总裁迈克·彭斯(Mike Pence)承诺本周将进行“大约150万次测试”,但目前在美国范围内只有不到2,000人接受了测试。借鉴工作 COVID跟踪项目大西洋的Robinson Meyer和Alexis Madrigal说:

我们收集的数据表明,美国人对covid-19及其引起的疾病COVID-19的反应异常缓慢,特别是与其他发达国家相比。疾病预防控制中心八天前证实,该病毒正在美国社区传播-它正在澳客彩票下载手机版下载既没有出国旅行,也没有与其他人接触的美国人。在韩国,第一例社区传播病例在一周内接受了超过66,650人的测试,并且很快就可以每天测试10,000人。

问题的一部分在于,这已成为一个政治问题。特别是,唐纳德·特朗普总统已明确表示,他希望看到“人数”(即美国的受澳客彩票下载手机版下载人数)保持较低水平。这是在实践中优化指标会干扰获得良好结果的一个示例。 (有关此问题的更多信息,请参见《数据科学道德》论文 指标问题是AI的基本问题)。 Google的AI负责人 Jeff Dean发推文 他对政治化的虚假信息问题的关注:

在世卫组织工作时,我参加了全球艾滋病规划(现为艾滋病规划署),旨在帮助世界应对艾滋病毒/艾滋病的大流行。那里的工作人员全心全意地为医生和科学家服务,致力于解决这一危机。在危机时期,清晰,准确的信息对于帮助每个人(国家,州和地方政府,公司,非政府组织,学校,家庭和个人)做出正确而明智的决定至关重要。有了正确的信息和政策来聆听最好的医学和科学专家的意见,我们所有人都将面临诸如艾滋病毒/艾滋病或COVID-19所面临的挑战。由于政治利益驱动着虚假信息的传播,确实存在着使事情变得更糟的现实风险,即面对日益流行的流行病而不能迅速果断地采取行动,并积极鼓励实际上会更快传播疾病的行为。整个情况很难观察。

在透明度方面,似乎没有改变的政治意愿。卫生和公共服务部长亚历克斯·阿扎尔(Alex Azar), 根据有线”开始谈论医护人员用来确定某人是否澳客彩票下载手机版下载了新冠状病毒的测试。这些工具的缺乏意味着危险的缺乏有关该病在美国的传播和严重程度的流行病学信息,而政府方面的不透明加剧了这一情况。 Azar试图说,还有更多测试正在进行中,尚待质量控制。”但是,他们继续说:

然后特朗普切断了Azar的职务。 “但重要的是,我认为,无论现在还是昨天,任何需要测试的人都可以得到测试。他们在那里,他们有测试,测试很漂亮。任何需要测试的人都会得到测试,”特朗普说。这是不正确的。彭斯副总统星期四对记者说,美国没有足够的测试套件来满足需求。

其他国家的反应比美国快得多,而且反应明显得多。东南亚的许多国家/地区都表现出了不错的成绩,包括台湾,现在的R0降至0.3,而新加坡则被提议为 COVID-19响应模型。不过,不仅在亚洲;例如在法国,>禁止1000人,现在在三个地区关闭了学校。

结论

Covid-19是一个重要的社会问题,我们可以而且应该都努力减少疾病的传播。这表示:

注意:由于急需解决这个问题,我们没有像平时一样谨慎地引用和赞扬我们所依赖的工作。如果我们错过了任何事情,请告诉我们。

感谢Sylvain Gugger和Alexis Gallagher的反馈和评论。

脚注

(单击脚注上的to返回到原来的位置。)

  1. 流行病学家 是研究疾病传播的人。事实证明,估算死亡率和R0之类的东西实际上是非常困难的,因此有一个专门研究此方面的领域。警惕使用简单比率和统计数据来告诉您covid-19表现如何的人。相反,请看流行病学家所做的建模。 

  2. 好吧,从技术上讲并非如此。严格来说,“ R0”是指没有反应时的澳客彩票下载手机版下载率。但这并不是我们真正关心的事情,因此让我们对这里的定义有所草率。 

  3. 自从做出此决定以来,我们一直在努力寻找一种方法来运行虚拟课程,我们希望该方法将比面对面的版本更好。我们已经向全世界的所有人开放了它,并且将每天运行虚拟研究和项目组。 

  4. 我们还对生活方式进行了许多其他较小的更改,包括在家中锻炼而不是去健身房,将所有会议移至视频会议以及跳过我们期待已久的夜间活动。