Afstemninger og undersøgelser bruger tilfældige stikprøver. Hvorfor ikke pandemisk test? Gerville/E+ via Getty Images

Overvej disse to spørgsmål: Hvor stor en procentdel af amerikanerne er eller har været inficeret med coronavirus? Og hvad er sandsynligheden for at dø af virussen, hvis du fanger den? Et af de mest foruroligende aspekter af COVID-19-pandemien er det disse to fundamentale rater - coronavirusinfektionsraten og tilfældet med dødsfald - kendes ikke.

Som en statsvidenskabsmand og en anvendt matematiker, bliver vi ofte bedt om at finde antallet af overbevisninger eller meninger inden for større grupper. De samme tilgange, som vi bruger til politiske meningsmålinger, kan bruges til at svare på, hvor udbredt og hvor dødelig coronavirus er.

Givet uendelige ressourcer, ville den enkleste måde at finde ud af, hvor mange amerikanere der har virussen, og hvilken risiko den udgør, være at teste hver person i USA. Men der er ikke uendelige ressourcer, og test for coronavirus har været meget mere selektiv. Fra den 8. april er CDC's topprioriteter for test indlagte patienter og medicinsk personale med symptomer, og generelt er det generelt symptomatiske mennesker, der er blevet testet.

På grund af denne selektive test ved epidemiologer og offentlige sundhedsembedsmænd i USA simpelthen ikke det sande omfang af coronavirussens indtrængen i landet - det vil sige virusets infektionsrate. Og uden at vide, hvor mange mennesker der er blevet smittet, er dødsfaldet – sandsynligheden for at dø af virussen, hvis du fanger den – og mange andre statistikker forbundet med coronavirus umulige at beregne. Heldigvis er der en ligetil måde at lære, hvor udbredt og dødbringende COVID-19 virkelig er: Test tilfældigt.

Test af syge og symptomatiske

Så hvorfor er det ikke muligt at beregne coronavirus-infektionen og dødsfaldet ud fra millioner af COVID-19-tests, der allerede er blevet udført i USA? Problemet ligger ikke i antallet af tests, men derimod i, hvem der er blevet testet.

Test af symptomatiske patienter afspejler en klassisk fejl i prøvetagningen. Forskere vil gerne vide, hvem der har coronavirus, men da de fleste af de testede har symptomer, har læger taget prøver fra en gruppe med højere infektionsrater, end du ville forvente i befolkningen som helhed. Mennesker med symptomer på COVID-19 er mere tilbøjelige til at have COVID-19 end en tilfældigt udvalgt person.

Folk, der går til frivillig test, er mere tilbøjelige til at være syge end en tilfældigt udvalgt person. AP-foto / Sue Ogrocki

Årsagerne til denne selektive test er fuldstændig forståelige. Når test er en knap ressource, bør personer med COVID-19-symptomer blive testet, så det ordentlige behandlinger kan tilbydes og kontaktopsporing kan begynde. Derudover er både tid og antallet af sundhedspersonale begrænset, og det er praktisk at teste folk, der møder op på hospitaler og lægekontorer og anmoder om at blive testet. Men folk, der dukker op på sundhedsfaciliteter, er mere tilbøjelige til at være symptomatiske og have COVID-19 i første omgang.

De mennesker, der er testet for coronavirus, er ikke en god repræsentation af den amerikanske befolkning som helhed. Derfor repræsenterer infektionsraten og dødsfaldet i denne gruppe ikke den større amerikanske befolkning.

Tilfældig test er repræsentativ test

Evnen til at teste hele befolkningen for coronavirus kan være langt væk, men det er ikke nødvendigt at teste alle i USA for at få nøjagtige tal. Ved at teste et stort nok antal personer tilfældigt er det muligt at få en stikprøvegruppe, hvis demografi er repræsentativ for hele landet. Det er præcis sådan undersøgelser og meningsmålinger laves.

Offentlige sundhedsembedsmænd kunne begynde tilfældigt at vælge folk fra hele USA, teste dem for tilstedeværelsen af ​​coronavirus og derefter følge op for at se, hvor stor en del af dem, der testede positive for coronavirus, der døde af COVID-19. Hvis tilfældig test udføres rigtigt, bør infektions- og dødsfaldsraterne i den tilfældige prøve være meget tæt på de faktiske rater i hele den amerikanske befolkning.

Samtalen US, CC BY-ND

Så hvor mange mennesker skal du tilfældigt teste for at få data, der nøjagtigt kan beskrive hele USA? Heldigvis er matematikken bag dette spørgsmål længe blevet udarbejdet, og tallet er sandsynligvis mindre, end man skulle tro.

Præsidentens godkendelsesmålinger ofte prøve omkring 1,000 personer. Dette giver en fejlmargin på ca. 3 %, hvilket betyder, at tilfældige tilfældigheder kan forringe resultaterne med op til 3 %.

En fejlmargin på 3 % kan være fin til at estimere præsidentens godkendelse, men den er sandsynligvis ikke nøjagtig nok til coronavirus-pandemien. Hvis 10,000 personer i USA blev testet for virussen, bliver fejlmarginen for virussens infektionsrate 1 %. I praksis er disse fejlmargener konservative. Faktiske fejlmargener fra en tilfældig stikprøve på 10,000 individer vil sandsynligvis være meget mindre og sandsynligvis nøjagtige nok til at begynde at give offentlige sundhedsembedsmænd nyttige oplysninger om det samlede antal inficerede og dødelighedsrater for dem, der har coronavirus.

Ti tusinde kan virke store, men pr. 8. april har USA allerede testet mere end 2 millioner mennesker. Nøglen er i tilfældigt udvalg. En prøve på 10,000 amerikanere er mest nyttig, hvis de, der testes, er udvalgt ved lotteri.

Med god information om geografisk og demografisk udbredelse af virussen kan bistanden omdirigeres til områder, der har mest brug for det. AP Photo / Elaine Thompson

Hvorfor disse statistikker betyder noget

Med en national tilfældig prøve ville epidemiologer være i stand til at lære meget mere end blot det samlede antal af coronavirus-tilfælde og virusets dødelighedsrate i USA. Folk, der er inficerede, men ikke syge, ville blive testet, og antallet af asymptomatiske tilfælde kunne bestemmes .

Denne prøve vil også give oplysninger med hensyn til geografi, etnicitet og andre demografiske variabler. Der er allerede nogle data, der viser, at visse demografiske – nemlig Afroamerikanere , personer med lavere indkomst – er uforholdsmæssigt ramt af virussen. Dette tyder på, at infektionsraten for COVID-19 og dens dødelighed varierer på tværs af forskellige regioner i USA og på tværs af forskellige undergrupper af landets befolkning. Stikprøver kunne belyse tendenser som disse, før den værste skade er sket, og offentlige sundhedsembedsmænd kunne vedtage målrettede og nuancerede politikker for at hjælpe højrisikogrupper eller regioner.

Selvom tilfældig test ikke har været en del af den nationale diskussion om coronavirus, kan dette være ved at ændre sig. Den 4. april annoncerede Ohio Department of Health-direktør Amy Acton, at hendes stat samarbejder med CDC om at udvikle en stikprøveplan. Målet med dette projekt er at fastslå det sande omfanget af coronavirus i Ohio uden at teste hele staten.

Offentlige sundhedsembedsmænd har brugt randomisering i andre sammenhænge, ​​såsom overvågning af spredningen af tyfus i dele af Egypten, og det virker. Matematikken bag tilfældig stikprøve er grundlæggende for mange områder af meningsmåling og statistik. Det eneste offentlige sundhedsembedsmænd skal gøre er at finde ud af henrettelsen. Tilfældig test er bestemt mulig i USA og ville give værdifuld information til de offentlige sundhedsembedsmænd, der kæmper mod coronavirus-krisen.

Om forfatteren

Daniel N. Rockmore, William H. Neukom 1964 Distinguished Professor of Computational Science, Associate Dean for the Sciences, Dartmouth College, Dartmouth College og Michael Herron, William Clinton Story Remsen '43 professor i regering og formand for programmet i kvantitativ samfundsvidenskab, Dartmouth College

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

Kroppen holder scoren: Hjernens sind og krop i helingen af ​​traumer

af Bessel van der Kolk

Denne bog udforsker forbindelserne mellem traumer og fysisk og mental sundhed, og tilbyder indsigt og strategier for helbredelse og bedring.

Klik for mere info eller for at bestille

Breath: The New Science of a Lost Art

af James Nestor

Denne bog udforsker videnskaben og praksisen med åndedræt og tilbyder indsigt og teknikker til at forbedre fysisk og mental sundhed.

Klik for mere info eller for at bestille

Planteparadokset: De skjulte farer ved "sunde" fødevarer, der forårsager sygdom og vægtøgning

af Steven R. Gundry

Denne bog udforsker forbindelserne mellem kost, sundhed og sygdom, og tilbyder indsigt og strategier til at forbedre den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigme for ægte sundhed og radikal anti-aldring

af Joel Greene

Denne bog tilbyder et nyt perspektiv på sundhed og immunitet, der trækker på principper for epigenetik og tilbyder indsigt og strategier til at optimere sundhed og aldring.

Klik for mere info eller for at bestille

Den komplette guide til faste: Helbred din krop gennem intermitterende, alternativ-dages og forlænget faste

af Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne bog udforsker videnskaben og praksis med faste og tilbyder indsigt og strategier til forbedring af den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille