Avstemninger og undersøkelser bruker tilfeldig prøvetaking. Hvorfor ikke pandemitesting? Gerville / E + via Getty Images

Tenk på disse to spørsmålene: Hvilken prosentandel av amerikanere er eller har blitt smittet med koronaviruset? Og hva er sannsynligheten for å dø av viruset hvis du fanger det? Et av de mest foruroligende aspektene ved COVID-19-pandemien er det disse to grunnleggende frekvensene - infeksjonsraten for coronavirus og dødeligheten i tilfeller - er ikke kjent.

Som en politiker og en anvendt matematiker, blir vi ofte bedt om å finne priser på tro eller meninger i større grupper. De samme tilnærmingene som vi bruker for politisk meningsmåling kan brukes til å svare på hvor utbredt og hvor dødelig coronavirus er.

Gitt uendelige ressurser, ville den enkleste måten å finne ut hvor mange amerikanere som har viruset og hvilken risiko det utgjør, være å teste enhver person i USA. Men det er ikke uendelige ressurser, og det har testet for coronavirus vært mye mer selektiv. Fra 8. april er CDCs toppprioriteringer for testing innlagte pasienter og medisinsk personell med symptomer, og generelt er det vanligvis symptomatiske mennesker som har blitt testet.

På grunn av denne selektive testen, vet ikke epidemiologer og folkehelsetjenestemenn i USA rett og slett ikke det virkelige omfanget av koronavirusets penetrering i landet - det vil si virusets infeksjonsrate. Og uten å vite hvor mange som har blitt smittet, er dødelighetstall - sannsynligheten for å dø av viruset hvis du fanger det - og mange andre statistikker knyttet til koronaviruset umulig å beregne. Heldigvis er det en grei måte å lære hvor utbredt og dødelig COVID-19 egentlig er: Test tilfeldig.


innerself abonnere grafikk


Testing av syke og symptomatiske

Så hvorfor er det ikke mulig å beregne coronavirus 's infeksjon og dødsfall i tilfeller fra millioner av COVID-19 tester som allerede er utført i USA? Problemet ligger ikke i antall tester, men snarere i hvem som er testet.

Testing av symptomatiske pasienter reflekterer en klassisk feil i prøvetaking. Forskere vil vite hvem som har coronavirus, men siden de fleste av de testede har symptomer, har medisinsk fagpersonell prøvetaket fra en gruppe med høyere infeksjonsrate enn du forventer i befolkningen som helhet. Personer med symptomer på COVID-19 har større sannsynlighet for COVID-19 enn tilfeldig valgt person.

Vil du vite hvor mange som virkelig har Coronavirus? Personer som går på frivillig test er mer sannsynlig syke enn en tilfeldig valgt person. AP Foto / Sue Ogrocki

Årsakene til denne selektive testen er helt forståelige. Når testing er en knapp ressurs, bør personer med COVID-19-symptomer testes slik riktig behandling kan tilbys og kontaktsporing kan begynne. I tillegg er tid og antall helsearbeidere begrenset, og det er praktisk å teste personer som dukker opp på sykehus og legekontor som ber om å bli testet. Men folk som dukker opp på helsestasjoner er mer sannsynlig symptomatiske og har COVID-19 i utgangspunktet.

Menneskene som ble testet for koronaviruset er ikke en god representasjon av den amerikanske befolkningen for øvrig. Derfor representerer ikke infeksjonsraten og dødsfallet i tilfeller i denne gruppen den større amerikanske befolkningen.

Tilfeldig testing er representativ testing

Evnen til å teste hele populasjonen for koronaviruset kan være langt unna, men det er ikke nødvendig å teste alle i USA for å få nøyaktige tall. Ved å teste et stort nok antall tilfeldig, er det mulig å få en prøvegruppe hvis demografi er representativ for hele landet. Dette er nøyaktig hvordan undersøkelser og meningsmålinger gjøres.

Offentlige helsetjenestemenn kunne begynne å tilfeldig plukke folk fra hele USA, teste dem for tilstedeværelsen av coronavirus, og deretter følge opp for å se hvilken brøkdel av de som testet positivt for coronavirus, døde av COVID-19. Hvis tilfeldig testing gjøres riktig, bør infeksjonen og dødsfallet i tilfeldighetene i den tilfeldige prøven være veldig nær de faktiske prisene i hele USAs befolkning.

Vil du vite hvor mange som virkelig har Coronavirus? Samtalen USA, CC BY-ND

Så hvor mange mennesker trenger du å teste tilfeldig for å få data som kan beskrive hele USA nøyaktig? Heldigvis er matematikken bak dette spørsmålet lenge utarbeidet, og antallet er sannsynligvis mindre enn du kanskje tror.

Valgmålinger av presidentvalget ofte prøve omtrent 1,000 mennesker. Dette gir en feilmargin på omtrent 3%, noe som betyr at tilfeldig sjanse kan gjøre resultatet av opptil 3%.

En feilmargin på 3% kan være bra for å estimere presidentens godkjenning, men den er sannsynligvis ikke nøyaktig nok for coronavirus-pandemien. Hvis 10,000 1 individer i USA ble testet for viruset, blir feilmarginen for virusets infeksjonsrate 10,000%. I praksis er disse feilmarginene konservative. Faktiske feilmarginer fra et tilfeldig utvalg på XNUMX individer vil sannsynligvis være mye mindre og sannsynligvis nøyaktige nok til å begynne å gi folkehelsetjenestemenn nyttig informasjon om det totale antallet infiserte og dødsfall for de som har coronavirus.

Ti tusen kan virke store, men fra 8. april har USA testet allerede mer enn 2 millioner mennesker. Nøkkelen er i tilfeldig valg. Et utvalg på 10,000 XNUMX amerikanere er mest nyttig hvis de som testes blir valgt med lotteri.

Vil du vite hvor mange som virkelig har Coronavirus? Med god informasjon om geografisk og demografisk distribusjon av viruset, kan hjelpen omdirigeres til områder som trenger det mest. AP Foto / Elaine Thompson

Hvorfor denne statistikken betyr noe

Med en nasjonal tilfeldig prøve ville epidemiologer kunne lære mye mer enn bare det totale antallet coronavirus tilfeller og virusets dødelighet i USA. Folk som er smittet, men ikke syke, ville bli testet og frekvensen av asymptomatiske tilfeller kunne bestemmes .

Denne prøven vil også gi informasjon med hensyn til geografi, etnisitet og andre demografiske variabler. Det er allerede noen data som viser at visse demografier - nemlig afroamerikanere og personer med lavere inntekt - er uforholdsmessig påvirket av viruset. Dette antyder at infeksjonshastighetene for COVID-19 og dens dødelighetsgrad varierer over forskjellige regioner i USA og over forskjellige undergrupper av landets befolkning. Tilfeldig prøvetaking kan belyse trender som disse før den verste skaden er gjort, og folkehelsetjenestemenn kan vedta målrettet og nyansert politikk for å hjelpe grupper med høy risiko eller regioner.

Selv om tilfeldig testing ikke har vært en del av den nasjonale diskusjonen av coronavirus, kan dette være i endring. 4. april kunngjorde Ohio Department of Health Director Amy Acton at staten hennes samarbeider med CDC til utvikle en tilfeldig prøvetakingsplan. Målet med dette prosjektet er å bestemme det sanne omfanget av coronavirus i Ohio uten å teste hele staten.

Offentlige helsetjenestemenn har brukt randomisering i andre settinger, for eksempel å overvåke spredningen av tyfusfeber i deler av Egypt, og det fungerer. Matematikken bak tilfeldig prøvetaking er grunnleggende for mange områder av polling og statistikk. Det eneste offentlige helsemyndigheter trenger å gjøre er å finne ut henrettelsen. Tilfeldig testing er absolutt mulig i USA og vil gi verdifull informasjon til de offentlige helsemyndighetene som kjemper mot kronaviruskrisen.

Om forfatteren

Daniel N. Rockmore, William H. Neukom 1964 Distinguished Professor in Computational Science, førsteamanuensis for vitenskaper, Dartmouth College, Dartmouth College og Michael Herron, William Clinton Story Remsen '43 professor i regjering og styreleder, program i kvantitativ samfunnsvitenskap, Dartmouth College

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

Kroppen holder poengsummen: Hjernens sinn og kropp i helbredelsen av traumer

av Bessel van der Kolk

Denne boken utforsker sammenhengene mellom traumer og fysisk og mental helse, og tilbyr innsikt og strategier for helbredelse og bedring.

Klikk for mer info eller for å bestille

Pust: The New Science of a Lost Art

av James Nestor

Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med å puste, og tilbyr innsikt og teknikker for å forbedre fysisk og mental helse.

Klikk for mer info eller for å bestille

Planteparadokset: De skjulte farene i "sunn" mat som forårsaker sykdommer og vektøkning

av Steven R. Gundry

Denne boken utforsker koblingene mellom kosthold, helse og sykdom, og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.

Klikk for mer info eller for å bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigmet for ekte helse og radikal antialdring

av Joel Greene

Denne boken tilbyr et nytt perspektiv på helse og immunitet, og trekker på prinsipper for epigenetikk og tilbyr innsikt og strategier for å optimalisere helse og aldring.

Klikk for mer info eller for å bestille

Den komplette guiden til faste: Helbred kroppen din gjennom periodisk, vekslende dag og forlenget faste

av Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med faste og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.

Klikk for mer info eller for å bestille

hvilken