Peilingen en enquêtes gebruiken steekproeven. Waarom niet pandemisch testen? Gerville / E + via Getty Images
Overweeg deze twee vragen: Welk percentage van de Amerikanen is of is besmet met het coronavirus? En, hoe groot is de kans dat je sterft aan het virus als je het oploopt? Een van de meest verontrustende aspecten van de COVID-19-pandemie is dat deze twee fundamentele percentages - het percentage coronavirusinfecties en het sterftecijfer - zijn niet bekend.
Als politicoloog en een toegepaste wiskundige, worden we vaak gevraagd om overtuigingen of meningen te vinden binnen grotere groepen. Dezelfde benaderingen die we gebruiken voor politieke polling kunnen worden gebruikt om te beantwoorden hoe wijdverbreid en hoe dodelijk het coronavirus is.
Gegeven oneindige bronnen, zou de eenvoudigste manier om erachter te komen hoeveel Amerikanen het virus hebben en welk risico het met zich meebrengt, zijn om elke persoon in de Verenigde Staten te testen. Maar er zijn geen oneindige bronnen en testen voor het coronavirus heeft dat wel veel selectiever geweest. Vanaf 8 april zijn de topprioriteiten van de CDC voor testen ziekenhuispatiënten en medisch personeel met symptomen, en over het algemeen zijn het doorgaans symptomatische mensen die zijn getest.
Vanwege deze selectieve tests weten epidemiologen en volksgezondheidsfunctionarissen in de VS eenvoudigweg niet de ware omvang van de penetratie van het coronavirus in het land - dat wil zeggen het besmettingspercentage van het virus. En zonder te weten hoeveel mensen zijn geïnfecteerd, is het sterftecijfer - de kans om te overlijden aan het virus als je het oploopt - en vele andere statistieken die verband houden met het coronavirus onmogelijk te berekenen. Gelukkig is er een eenvoudige manier om te leren hoe wijdverbreid en dodelijk COVID-19 werkelijk is: test willekeurig.
Ziek en symptomatisch testen
Dus waarom is het niet mogelijk om de infectie en de sterftecijfers van het coronavirus te berekenen aan de hand van de miljoenen COVID-19-tests die al zijn uitgevoerd in de Verenigde Staten? Het probleem ligt niet in het aantal tests, maar in wie is getest.
Het testen van symptomatische patiënten weerspiegelt een klassieke fout bij het nemen van monsters. Onderzoekers willen weten wie coronavirus heeft, maar aangezien de meeste van de geteste symptomen hebben, hebben medische professionals monsters genomen van een groep met hogere infectiegraden dan je zou verwachten in de bevolking als geheel. Mensen met symptomen van COVID-19 hebben meer kans op COVID-19 dan een willekeurig gekozen persoon.
Mensen die vrijwillig testen, zijn vaker ziek dan een willekeurig gekozen persoon. AP Photo / Sue Ogrocki
De redenen voor deze selectieve tests zijn volledig begrijpelijk. Wanneer testen een schaars hulpmiddel is, moeten mensen met COVID-19-symptomen zo worden getest goede behandelingen kunnen worden aangeboden en contact tracering kan beginnen. Bovendien zijn de tijd en het aantal gezondheidswerkers beperkt en is het handig om mensen te testen die opdagen in ziekenhuizen en dokterspraktijken die vragen om te worden getest. Maar mensen die opdagen in gezondheidsinstellingen zijn vaker symptomatisch en hebben in de eerste plaats COVID-19.
De mensen die zijn getest op het coronavirus zijn geen goede weergave van de Amerikaanse bevolking als geheel. Daarom vertegenwoordigen het infectiepercentage en het sterftecijfer in deze groep niet de grotere Amerikaanse bevolking.
Willekeurig testen is representatief testen
Het vermogen om de hele populatie te testen op het coronavirus kan ver weg zijn, maar het is niet nodig om iedereen in de VS te testen om nauwkeurige cijfers te krijgen. Door een voldoende groot aantal mensen willekeurig te testen, is het mogelijk om een steekproefgroep te krijgen waarvan de demografie representatief is voor het hele land. Dit is precies hoe enquêtes en peilingen worden uitgevoerd.
Ambtenaren van de volksgezondheid zouden willekeurig mensen uit de Verenigde Staten kunnen uitkiezen, hen testen op de aanwezigheid van het coronavirus en vervolgens nagaan welk deel van degenen die positief testten voor het coronavirus stierf aan COVID-19. Als steekproefsgewijs goed wordt gedaan, moeten de infectie- en sterftecijfers in de willekeurige steekproef zeer dicht bij de werkelijke percentages in de hele Amerikaanse bevolking liggen.
The Conversation US, CC BY-SA
Dus hoeveel mensen moet u willekeurig testen om gegevens te krijgen die de hele VS nauwkeurig kunnen beschrijven? Gelukkig is de wiskunde achter deze vraag al lang uitgewerkt en is het aantal waarschijnlijk kleiner dan je zou denken.
Presidentiële goedkeuringspeilingen vaak steekproef ongeveer 1,000 mensen. Dit levert een foutenmarge op van ongeveer 3%, wat betekent dat willekeurige kans de resultaten tot 3% kan verminderen.
Een foutmarge van 3% is misschien prima voor het schatten van de presidentiële goedkeuring, maar is waarschijnlijk niet nauwkeurig genoeg voor de pandemie van het coronavirus. Als 10,000 individuen in de VS op het virus zijn getest, wordt de foutmarge voor het infectiepercentage van het virus 1%. In de praktijk zijn deze foutenmarges conservatief. De werkelijke foutmarges van een willekeurige steekproef van 10,000 personen zullen waarschijnlijk veel kleiner en waarschijnlijk nauwkeurig genoeg zijn om ambtenaren van de volksgezondheid nuttige informatie te geven over het totale aantal besmette en dodelijke ongevallen voor degenen die het coronavirus hebben.
Tienduizend lijken misschien groot, maar vanaf 8 april hebben de Verenigde Staten al meer dan 2 miljoen mensen getest. De sleutel is in willekeurige selectie. Een steekproef van 10,000 Amerikanen is het nuttigst als degenen die worden getest door loterij worden gekozen.
Met goede informatie over de geografische en demografische verspreiding van het virus kan de hulp worden omgeleid naar de gebieden die deze het hardst nodig hebben. AP Photo / Elaine Thompson
Waarom deze statistieken ertoe doen
Met een nationale aselecte steekproef zouden epidemiologen veel meer kunnen leren dan alleen het totale aantal gevallen van coronavirus en het sterftecijfer van het virus in de VS. Mensen die geïnfecteerd maar niet ziek zijn, zouden worden getest en het aantal asymptomatische gevallen zou kunnen worden bepaald .
Deze steekproef zou ook informatie verschaffen met betrekking tot geografie, etniciteit en andere demografische variabelen. Er zijn al enkele gegevens waaruit blijkt dat bepaalde demografische gegevens - namelijk Afrikaanse Amerikanen en personen met een lager inkomen - onevenredig zijn aangetast door het virus. Dit suggereert dat de besmettingspercentages van COVID-19 en het sterftecijfer van de gevallen variëren tussen verschillende regio's van de VS en tussen verschillende subgroepen van de bevolking van het land. Willekeurige steekproeven zouden dergelijke trends kunnen belichten voordat de ergste schade is aangericht, en volksgezondheidsfunctionarissen zouden gericht en genuanceerd beleid kunnen invoeren om groepen of regio's met een hoog risico te helpen.
Hoewel willekeurig testen geen deel uitmaakte van de nationale discussie over het coronavirus, kan dit veranderen. Op 4 april kondigde Amy Acton, directeur van Ohio Department of Health, aan dat haar staat samenwerkt met de CDC een steekproefplan opstellen. Het doel van dit project is om de waarheid te bepalen omvang van het coronavirus in Ohio zonder de hele staat te testen.
Volksgezondheidsfunctionarissen hebben randomisatie gebruikt in andere situaties, zoals het monitoren van de verspreiding van buiktyfus in delen van Egypte, en het werkt. De wiskunde achter willekeurige steekproeven is fundamenteel voor veel gebieden van polling en statistiek. Het enige dat volksgezondheidsfunctionarissen hoeven te doen, is de uitvoering achterhalen. Willekeurig testen is zeker mogelijk in de VS en zou waardevolle informatie opleveren voor de volksgezondheidsfunctionarissen die de coronaviruscrisis bestrijden.
Over de auteur
Daniel N. Rockmore, William H. Neukom 1964 Distinguished Professor of Computational Science, Associate Dean for the Sciences, Dartmouth College, Dartmouth College en Michael Herron, William Clinton Story Remsen '43 hoogleraar regering en voorzitter, programma in kwantitatieve sociale wetenschappen, Dartmouth College
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Related Books:
Het lichaam houdt de score bij: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
door Bessel van der Kolk
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen trauma en fysieke en mentale gezondheid en biedt inzichten en strategieën voor genezing en herstel.
Klik voor meer info of om te bestellen
Adem: de nieuwe wetenschap van een verloren kunst
door James Nestor
Dit boek verkent de wetenschap en praktijk van ademhalen en biedt inzichten en technieken voor het verbeteren van de fysieke en mentale gezondheid.
Klik voor meer info of om te bestellen
De plantenparadox: de verborgen gevaren van 'gezond' voedsel dat ziekten en gewichtstoename veroorzaakt
door Steven R. Gundry
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen voeding, gezondheid en ziekte en biedt inzichten en strategieën om de algehele gezondheid en het welzijn te verbeteren.
Klik voor meer info of om te bestellen
De immuniteitscode: het nieuwe paradigma voor echte gezondheid en radicale antiveroudering
door Joël Greene
Dit boek biedt een nieuw perspectief op gezondheid en immuniteit, gebaseerd op principes van epigenetica en biedt inzichten en strategieën voor het optimaliseren van gezondheid en veroudering.
Klik voor meer info of om te bestellen
De complete gids voor vasten: genees uw lichaam door middel van intermitterend, afwisselende dagen en langdurig vasten
door dr. Jason Fung en Jimmy Moore
Dit boek onderzoekt de wetenschap en praktijk van vasten en biedt inzichten en strategieën voor het verbeteren van de algehele gezondheid en welzijn.
verzorging
