Undian dan tinjauan menggunakan persampelan rawak. Mengapa tidak ujian wabak? Gerville / E + melalui Getty Images

Pertimbangkan dua soalan berikut: Berapa peratus orang Amerika yang, atau pernah, dijangkiti dengan coronavirus? Dan, apakah kebarangkalian mati akibat virus itu jika anda dijangkiti? Salah satu aspek pandemik COVID-19 yang paling tidak menyenangkan adalah bahawa kedua-dua kadar asas ini - kadar jangkitan koronavirus dan kadar kematian kes - tidak diketahui.

Sebagai saintis politik dan ahli matematik gunaan, kami sering diminta untuk mencari kadar kepercayaan atau pendapat dalam kumpulan yang lebih besar. Pendekatan yang sama yang kita gunakan untuk pemilihan politik dapat digunakan untuk menjawab seberapa luas dan seberapa mematikan coronavirus.

Memandangkan sumber daya yang tidak terbatas, cara termudah untuk mengetahui berapa banyak orang Amerika yang mempunyai virus dan risiko apa yang ditimbulkannya adalah menguji setiap orang di Amerika Syarikat. Tetapi tidak ada sumber daya yang tidak terbatas, dan pengujian untuk coronavirus telah ada jauh lebih selektif. Pada 8 April, keutamaan utama pengujian CDC adalah pesakit di hospital dan kakitangan perubatan dengan gejala, dan secara keseluruhannya adalah orang yang mengalami gejala yang telah diuji.

Kerana ujian selektif ini, ahli epidemiologi dan pegawai kesihatan awam di AS tidak mengetahui sejauh mana sebenarnya penembusan coronavirus ke negara ini - iaitu, kadar jangkitan virus. Dan tanpa mengetahui berapa banyak orang yang dijangkiti, kadar kematian kes - kebarangkalian mati akibat virus jika anda dijangkiti - dan banyak statistik lain yang berkaitan dengan coronavirus tidak dapat dikira. Nasib baik, ada cara mudah untuk mengetahui betapa sebenarnya COVID-19 yang meluas dan mematikan: Uji secara rawak.

Menguji orang sakit dan simptomatik

Jadi mengapa tidak mungkin untuk mengira kadar jangkitan dan kematian koronavirus dari berjuta-juta ujian COVID-19 yang telah dilakukan di Amerika Syarikat? Masalahnya bukan pada jumlah ujian melainkan pada siapa yang telah diuji.

Menguji pesakit simptomatik menunjukkan kesilapan klasik dalam pengambilan sampel. Para penyelidik ingin mengetahui siapa yang mempunyai coronavirus, tetapi oleh kerana kebanyakan mereka yang diuji mempunyai gejala, profesional perubatan telah mengambil sampel dari kumpulan dengan kadar jangkitan yang lebih tinggi daripada yang anda jangkakan pada populasi secara keseluruhan. Orang yang mempunyai gejala COVID-19 lebih cenderung mempunyai COVID-19 daripada orang yang dipilih secara rawak.

Orang yang menjalani ujian sukarela lebih cenderung sakit daripada orang yang dipilih secara rawak. AP Photo / Sue Ogrocki

Sebab-sebab ujian selektif ini dapat difahami sepenuhnya. Apabila ujian adalah sumber yang langka, orang dengan gejala COVID-19 harus diuji sedemikian rupa rawatan yang tepat dapat ditawarkan dan penelusuran kontak dapat dimulakan. Selain itu, masa dan bilangan pekerja kesihatan adalah terhad, dan lebih mudah untuk menguji orang yang muncul di hospital dan pejabat doktor yang meminta untuk diuji. Tetapi orang yang muncul di kemudahan kesihatan lebih cenderung mengalami gejala dan mendapat COVID-19 di tempat pertama.

Orang yang diuji untuk coronavirus bukanlah gambaran yang baik bagi penduduk AS pada umumnya. Oleh itu, kadar jangkitan dan kadar kematian kes dalam kumpulan ini tidak mewakili populasi AS yang lebih besar.

Ujian rawak adalah ujian perwakilan

Keupayaan untuk menguji seluruh populasi untuk coronavirus mungkin jauh, tetapi tidak perlu menguji semua orang di AS untuk mendapatkan nombor yang tepat. Dengan menguji sebilangan besar orang secara rawak, adalah mungkin untuk mendapatkan kumpulan sampel yang demografi mewakili seluruh negara. Inilah cara tinjauan dan tinjauan dibuat.

Pegawai kesihatan awam boleh mula memilih orang secara rawak dari seluruh Amerika Syarikat, mengujinya untuk mengetahui adanya coronavirus, dan kemudian menindaklanjuti untuk mengetahui berapa pecahan mereka yang positif positif coronavirus meninggal akibat COVID-19. Sekiranya ujian rawak dilakukan dengan betul, kadar jangkitan dan kematian kes dalam sampel rawak semestinya hampir dengan kadar sebenar di seluruh populasi AS.

Perbualan AS, CC BY-ND

Oleh itu, berapa banyak orang yang anda perlukan untuk menguji secara rawak untuk mendapatkan data yang dapat menggambarkan keseluruhan AS dengan tepat? Nasib baik, matematik di sebalik soalan ini telah lama dikerjakan, dan bilangannya mungkin lebih kecil daripada yang anda fikirkan.

Pengesahan presiden sering dilakukan sampel kira-kira 1,000 orang. Ini menghasilkan margin kesalahan sekitar 3%, yang bermaksud bahawa peluang rawak dapat menghasilkan hasil hingga 3%.

Margin kesalahan 3% mungkin baik untuk menganggarkan persetujuan presiden, tetapi mungkin tidak cukup tepat untuk pandemi koronavirus. Sekiranya 10,000 individu di AS diuji untuk virus, margin kesalahan untuk kadar jangkitan virus menjadi 1%. Dalam praktiknya, margin kesalahan ini adalah konservatif. Margin ralat sebenar dari sampel rawak 10,000 individu mungkin akan jauh lebih kecil dan cukup tepat untuk mula memberi pegawai kesihatan awam maklumat berguna mengenai jumlah angka kematian dan kes kematian bagi mereka yang menghidap koronavirus.

Sepuluh ribu mungkin kelihatan besar, tetapi pada 8 April Amerika Syarikat mempunyai sudah diuji lebih dari 2 juta orang. Kuncinya adalah dalam pemilihan rawak. Sampel 10,000 orang Amerika sangat berguna jika mereka yang diuji dipilih dengan undian.

Dengan maklumat yang baik mengenai penyebaran virus geografi dan demografi, bantuan dapat dialihkan ke kawasan yang paling memerlukannya. AP Photo / Elaine Thompson

Mengapa statistik ini penting

Dengan sampel rawak nasional, ahli epidemiologi dapat belajar lebih banyak daripada sekadar jumlah kes koronavirus dan kadar kematian kes virus di AS Orang yang dijangkiti tetapi tidak sakit akan diuji dan kadar kes asimtomatik dapat ditentukan .

Sampel ini juga akan memberikan maklumat berkenaan dengan geografi, etnik dan pemboleh ubah demografi yang lain. Sudah ada beberapa data yang menunjukkan bahawa demografi tertentu - iaitu Amerika Afrika and individu berpendapatan rendah - terkena virus secara tidak seimbang. Ini menunjukkan bahawa kadar jangkitan COVID-19 dan kadar kematian kesnya berbeza-beza di pelbagai kawasan di AS dan di subkumpulan penduduk negara yang berbeza. Pensampelan secara rawak dapat menerangi trend seperti ini sebelum kerusakan terburuk dilakukan, dan pegawai kesihatan awam dapat membuat kebijakan yang disasarkan dan bernuansa untuk membantu kumpulan atau wilayah berisiko tinggi.

Walaupun ujian rawak belum menjadi sebahagian daripada perbincangan nasional mengenai coronavirus, ini mungkin berubah. Pada 4 April, Pengarah Jabatan Kesihatan Ohio, Amy Acton mengumumkan bahawa negaranya bekerjasama dengan CDC untuk membangunkan rancangan persampelan rawak. Matlamat projek ini adalah untuk menentukan yang sebenarnya sejauh mana coronavirus di Ohio tanpa menguji seluruh negeri.

Pegawai kesihatan awam telah menggunakan pengacakan dalam keadaan lain, seperti memantau penyebaran demam kepialu di beberapa bahagian Mesir, dan ia berfungsi. Matematik di sebalik pensampelan rawak adalah asas bagi banyak bidang pengundian dan statistik. Satu-satunya perkara yang perlu dilakukan oleh pegawai kesihatan awam adalah mengetahui pelaksanaannya. Ujian secara rawak mungkin dilakukan di AS dan akan memberikan maklumat berharga kepada pegawai kesihatan awam yang memerangi krisis koronavirus.

Tentang Pengarang

Daniel N. Rockmore, William H. Neukom 1964 Profesor Sains Komputasi Cemerlang, Dekan Bersekutu untuk Sains, Kolej Dartmouth, Dartmouth College dan Michael Herron, William Clinton Story Remsen '43 Profesor Kerajaan dan Pengerusi, Program dalam Sains Sosial Kuantitatif, Dartmouth College

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku berkaitan:

Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma

oleh Bessel van der Kolk

Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.

Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan

Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang

oleh James Nestor

Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.

Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan

The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan

oleh Steven R. Gundry

Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.

Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan

Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal

oleh Joel Greene

Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.

Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan

Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan

oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore

Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.

Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan