Testování přesnosti digitálního testu pro diagnostiku Covid-19

Virová pandemie Covid-19 způsobila významné globální ztráty a narušení všech aspektů společnosti (včetně zdravotnictví, vzdělávání a obchodní a ekonomické bezpečnosti). Jednou z hlavních obtíží při kontrole šíření tohoto koronaviru byla opožděná a mírná (nebo chybějící) prezentace příznaků u infikovaných jedinců. Navíc ve Spojeném království není dostatečná kapacita pro testování Covid-19 a pouze střední přesnost těchto testů při potvrzení infekce koronavirem. Tyto překážky společně vedly k tomu, že bezpočet neznámých případů koronaviru zůstalo nepozorováno a podpořilo šíření viru v populaci tím, že ohrozilo přísnost sebeizolačních opatření přijatých nakaženými jedinci, kteří by jinak mohli omezit nebo zabránit přenosu viru. Hluboké a rozsáhlé náklady na pokračující progresi Covid-19, které se shodují s nedostatkem testovacích kapacit, zaručují vývoj alternativních diagnostických nástrojů, které spolehlivě posoudí infekci Covid-19 v raných stádiích infekce, přičemž jsou také levné a nízké. - zátěž a snadno se spravují široké části populace.

Bezplatnou aplikaci pro sledování příznaků „Covid Symptom Study“ spustila v polovině března start-up zdravotnických technologií Zoe Global Ltd a v současné době se používá ve Spojeném království, USA a Švédsku, přičemž jen ve Spojeném království má více než 2,7 milionu uživatelů. kteří pomocí aplikace sami hlásí své příznaky Covid-19. Při registraci k používání aplikace jsou uživatelé požádáni, aby mimo jiné nahlásili demografické a fenotypové údaje, jako je věk, pohlaví, BMI, etnická příslušnost, kontakt s infikovanými jedinci (prostřednictvím zdravotnického pracovníka), kuřácké chování, stávající zdravotní stav. Od té doby jsou uživatelé požádáni, aby denně hlásili svou prezentaci příznaků, které lze připsat Covid-19 (nebo jejich nepřítomnosti), pomocí dotazníků spravovaných aplikací, což umožní sledování progrese onemocnění v celém Spojeném království v reálném čase. . Aplikace také umožňuje uživatelům hlásit výsledky svých testů na Covid-19, což umožňuje vývoj predikčních algoritmů založených pouze na uživatelských datech, která si sami nahlásili, k předpovídání přítomnosti infekce u netestovaných uživatelů.

Jménem společnosti Zoe Global Ltd se ministerstvo zdravotnictví a sociální péče Spojeného království s podporou hlavního vědeckého poradce Spojeného království zavázalo testovat až 10 000 uživatelů aplikací týdně na infekci SARS-CoV-2 v Anglii a Severním Irsku. účelem rychlého zlepšení přesnosti předpovědí založených na symptomech. Podobný příspěvek na testování může následovat ve Skotsku a Walesu.

Symptomatičtí uživatelé aplikace budou požádáni, aby se nechali otestovat na infekci SARS-CoV-2 pomocí oblíbeného výtěru a techniky qRT-PCR, a budou požádáni, aby výsledky svých testů nahlásili v aplikaci, přičemž budou nadále zaznamenávat své příznaky.

Tato ověřovací studie, provedená na King's College London, si klade za cíl ověřit citlivost a specifičnost modelů strojového učení jako diagnostického nástroje, který předpovídá infekci SARS-CoV-2 na základě příznaků a fenotypových dat hlášených aplikací, oproti „zlatému standardu“. ' swap PCR-test s využitím aplikace Covid Symptom Study jako výzkumné platformy.

Předpokládá se, že trénováním modelů založených na symptomech pomocí výsledků výtěrových testů a prostřednictvím vícenásobných iterací modelu po nepřetržitém zadávání dat od uživatelů hlášení a testovaných aplikací budou předpovědi infekce provedeny se značnou přesností, což umožní aplikaci Covid Symptom Study. používá se jako diagnostický nástroj, který zmírňuje zátěž testovacích kapacit ve Spojeném království, přičemž je snadno dostupný a představuje pro uživatele nízkou zátěž.

Studovat design:

Vzhledem k rychle se vyvíjejícímu a nejistému trvání a intenzitě pandemie Covid-19 je současný design studie prospektivní a umožňuje pravidelné opakování predikčních modelů a průběžné shromažďování ověřovacích dat. Studie se skládá z řady fází, z nichž každá trvá 14 dní. Před začátkem každé fáze (den 0) bude sada modelů strojového učení zmrazena a předložena k ověření na datech shromážděných během této a následujících fází.

Algoritmy strojového učení se zlepšují s přibývajícími daty. Ověřovací fáze proto budou pokračovat, dokud budou dostupné testy a uživatelé aplikací budou souhlasit se zapojením do studie. Vzhledem k nejistotě ohledně vývoje míry infekce ve Spojeném království bude ověřovací studie pokračovat, dokud bude mít hodnotu pro veřejné zdraví.

Podrobný plán statistické analýzy je popsán v dokumentu přiloženém k tomuto záznamu. Záznam všech modelů strojového učení použitých k ověření bude pravidelně aktualizován na GitHubu (https://github.com/zoe/covid-validation-study).