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June 05, 2020
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Herramientas para el soporte de decisiones frente a la pandemia de COVID-19

Charla sobre las actividades y resultados del grupo ARCOVID19, en el ciclo de seminarios de la CONAE.

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June 05, 2020
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Transcript

  1. https://ivco19.github.io/ Herramientas para el soporte de decisiones frente a la

    pandemia de COVID-19. Marcelo Lares, Juan B Cabral, Vanessa Daza, Diego García Lambas, Nadia Luczywo, Dante Paz, Rodrigo Quiroga, Bruno Sanchez & Federico Stasyszyn
  2. Integrantes Juan B Cabral (CIFASIS-UNR, IATE-OAC-UNC). Vanessa Daza (IATE-OAC-UNC, FaMAF-UNC).

    Diego García Lambas (IATE-OAC-UNC, FaMAF-UNC). Marcelo Lares (IATE-OAC-UNC, FaMAF-UNC). Nadia Luczywo (LIMI-FCEFyN-UNC, IED-FCE-UNC, FCA-IUA-UNDEF) Dante Paz (IATE-OAC-UNC, FaMAF-UNC). Rodrigo Quiroga (INFIQC-CFQ, FCQ-UNC). Bruno Sanchez (Department of Physics, Duke University). Federico Stasyszyn (IATE-OAC, FaMAF-UNC).
  3. Instituciones Centro Franco Argentino de Ciencias de la Información y

    de Sistemas Instituto de Astronomía Teórica y Experimental Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación Laboratorio de Ingeniería y Mantenimiento Industrial Instituto De Estadística Y Demografía - Facultad de Ciencias Económicas Facultad de Ciencias de la Administración Department of Physics, Duke University Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba
  4. Contenidos La pandemia de COVID 19 desde las ciencias de

    datos El problema del acceso a los datos El problema del mantenimiento y curación de los datos Introducción: modelos epidemiológicos compartimentales Resolución de los sistemas de ecuaciones diferenciales Implementaciones numéricas datos modelos
  5. Acceso a los datos Carga de datos Base de datos

    • Es fundamental contar con datos que permitan evaluar cómo evolucionan los contagios y diseñar acciones para contener la circulación del virus • Al principio los datos no estaban organizados, en general se contaba con reportes de las autoridades de salud que tenían problemas de consistencia
  6. Acceso a los datos Carga de datos Base de datos

    • El origen de los datos son los centros de salud o los organismos gubernamentales • La carga de información se realiza en un marco de arduo trabajo • Las herramientas utilizadas deben ser simples y fáciles de usar
  7. • Recopilación de informes de los Ministerios de salud •

    Pruebas de consistencia • Disponible públicamente Acceso a los datos Carga de datos Base de datos
  8. La base de datos - Conciliamos y curamos las bases

    de datos publicadas por organismos oficiales. - La conciliación aun es un proyecto manual el cual implica sumas de verificación, similares a la partida doble. Esta disponible de manera online en: • https://www.researchgate.net/publication/340095169_Infecciones_de_COVID -19_en_Argentina • O como libreria Python en https://pypi.org/project/arcovid19/
  9. Brooks: Gestor de datos epidemiológicos • Brooks es una herramienta

    de software libre destinada a la carga rápida de datos epidemiológicos desde planillas de cálculo. • Está diseñado para tolerar errores y datos duplicados con relativa facilidad. ◦ Descarga: https://github.com/ivco19/brooks ◦ Video demo: https://www.youtube.com/watch?v=nuDhyLOc_og ◦ Demo online: https://brooks-covid19.herokuapp.com/ • Desde el punto de vista técnico es una Webapp, construida sobre el framework Django (https://www.djangoproject.com/).
  10. • Los datos se ingresan desde una planilla de cálculos

    • Mantienen una estructura que facilita su análisis
  11. 4 Funcionalidades: • Brooks posee un dashboard con el estado

    actual de la pandemia a nivel provincial y nacional. • Así mismo permite la navegación de los datos cargados desde diferente puntos de vista. • Una vista de un evento sobre un paciente. • Reportes de los datos.
  12. Arcovid19 - Biblioteca de Python Arcovid19 es una librería Python

    que posee 3 funcionalidades principales: • Sirve como herramienta de análisis de la base de datos curada y conciliada de la información disponible en los medios oficiales. • Posee un lenguaje basado en grafos para la generación de escenarios epidemiológicos compartimentados. • Finalmente permite el despliegue de una webapp para el uso parcial de estas funcionalidades. ◦ Herramienta de análisis: https://arcovid19.readthedocs.io/ ◦ Video demo de la herramienta: https://www.youtube.com/watch?v=VBRtnJFF6UQ ◦ Web app: https://arcovid19.herokuapp.com/
  13. Webapp de la librería Arcovid19: • Modelos epidemiológicos compartimentados basados

    en grafos • Análisis de los datos conciliados. La librería puede instalarse con $ pip install arcovid19 Arcovid19 - Biblioteca de Python
  14. Modelos epidemiológicos Los modelos compartimentales son los más usados. En

    realidad son una familia de modelos, que incluye SIR, SEIR, etc. Baussano et al. 2010
  15. Hipótesis de un modelo SIR simple: • Homogeneidad (población, exposición)

    • Estacionaridad (Intervención) • Condiciones de borde (fronteras) • Estocasticidad
  16. Compartimientos Algunas consideraciones para la definición de los compartimientos son:

    • Exposición al virus • Incubación (tiempo) • Síntomas (presintomáticos, asintomáticos) • Sistema de salud (ocupación, UTI) • Circulación (Inmunes) • Condiciones de salud preexistentes • Edad • etc.
  17. Implementación • Se realizó una implementación numérica de la resolución

    del sistema de ecuaciones diferenciales de un modelo tipo SEIR con interface gráfica. • Nos basamos en una implementación en JavaScript hecha por el Dr. Gabriel Goh, modificamos su código para adaptarla a nuestras necesidades. • El software es libre (licencia BSD). • Contamos con la colaboración de Exequiel Aguirre y de Mario Lamfri de CONAE. • Validamos el sistema EDO (que no tenía una referencia clara), basándonos en el trabajo de M. de la Sen et alter (2017) asumiendo que no hay vacuna, que no se usan retrovirales y que los muertos no son infecciosos.
  18. Implementación • El modelo asume una población mezclada (los casos

    se dan siguiendo un ritmo reproductivo único para toda la población, R), lo cual puede aplicarse bajo ciertas limitaciones en ciudades. • Además de un compartimiento para Fallecidos, se subcompartimentaron los casos según una forma leve de la enfermedad y una fuerte, modelando también el número de casos que requieren hospitalización. • Incluimos los datos producidos por Arcovid19 para poder ajustar un modelo donde el ritmo reproductivo es función del tiempo (Rt) e introducimos un parámetro de retardo en las ecuaciones para el caso de no disponer la fecha de inicio de síntomas (no requerido al utilizar los datos SISA). • Se estudió la convergencia numérica de las soluciones, caracterizando el error cometido en la versión web, y se implementó backend en Python que permite descargar resultados precisos.
  19. • No se requiere la instalación de ningún software (solo

    disponer de un navegador compatible con JS). • Tiene una interfaz de usuario que permite manipular todos los parámetros del modelo y visualizar su impacto sobre las curvas y sus desviaciones respecto a los datos. • Los resultados pueden descargarse en un archivo csv, para su uso en programas de planilla de cálculo. • Versión aplicada a los datos de la provincia de Córdoba: https://epacalc-cba.now.sh/
  20. Capacidad de predicción de los modelos Dependen de varias cosas,

    que ahora que tenemos más datos podemos estudiar: • Edad • Condiciones previas • Entorno de población • La evolución de las curvas de infección no es un proceso determinista
  21. Fuente: Our World in Data Dependencia con la edad de

    los pacientes Korea del Sur España China Italia
  22. Modelos con diferenciación de edad Análisis de diferentes escenarios para

    la salida organizada de las medidas de distanciamiento social. > Diferenciación de las tasas de contagio de acuerdo a la edad Las tasas de transmisión dependen de la edad
  23. Modelos con diferenciación de edad Análisis de diferentes escenarios para

    la salida organizada de las medidas de distanciamiento social. > Diferenciación de las tasas de contagio de acuerdo a la edad: Mayores de 60 no contagian a menores de 60
  24. Políticas públicas de prevención de contagios Reducir el R 0

    , aumentar el tiempo de duplicación de casos Reducir la probabilidad de contagio (p): Barbijos, distanciamiento social Reducir la probabilidad de contacto (): Medidas de aislamiento social … y políticas públicas de bienestar en la comunidad
  25. ¿Qué tan bueno es el manejo de la pandemia? •

    Una sóla perspectiva para la respuesta es insuficiente. • ¿Qué priorizar? ¿Cuarentena o economía? • Necesitamos saber qué tan bien lo venimos haciendo. Existen métodos formales que permiten analizar un conjunto de alternativas en base a determinados criterios en el marco de un proceso de toma de decisiones. En este tipo de análisis, es importante
  26. ¿Cuáles son los indicadores candidatos propuestos? • Respuesta de contención:

    evaluación cualitativa realizada sobre la rigurosidad de los protocolos de distanciamiento social. • Seguridad de la salud: capacidades para responder a epidemias y pandemias, según lo medido por el Índice de Seguridad de Salud Global. • Interrupción de la actividad doméstica: utiliza la contribución de los servicios al PIB para evaluar en qué medida la cuarentena afecta la producción agregada. • Informalidad: utiliza la proporción de empleo informal para evaluar la vulnerabilidad de los mercados laborales a las crisis económicas.
  27. ¿Cuáles son los indicadores candidatos? • Estímulo fiscal previsto: considera

    la magnitud del estímulo fiscal, como porcentaje del PIB, desplegado para minimizar el daño económico. • Endeudamiento público: utiliza la relación deuda pública / PIB como proxy del espacio fiscal disponible. • Dependencia de productos básicos: utiliza el índice de exportaciones de productos básicos / PIB para evaluar la exposición de los países a los choques de la demanda externa. Fuente: The Economist Intelligence Unit.
  28. ¿Se puede elaborar un indicador compuesto? Proponemos utilizar Technique for

    Order Preference by Similarity to Ideal Solution. Buscamos establecer el ordenamiento de las gestiones en los países a partir de sus posiciones relativas respecto a las alternativas “ideales”. Lo deseable para tener un desempeño eficiente es que la solución se ubique a la distancia más corta posible respecto de un “ideal positivo” y a la distancia más lejana respecto de un “anti-ideal”.