論文の概要: EpiFlow: A framework for improving the utility of wastewater signals for disease forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06671v1
- Date: Fri, 07 Aug 2026 00:34:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-10 16:21:25.319807
- Title: EpiFlow: A framework for improving the utility of wastewater signals for disease forecasting
- Title(参考訳): EpiFlow: 病気予測のための排水信号の有用性向上のためのフレームワーク
- Abstract要約: 我々は, 排水データ処理手法を開発し, 負荷指標との関係を特徴づけ, リアルタイム予測を生成する。
我々は,WVLの時間的ダイナミクスと先行指標の挙動を捉える因果性テストを用いて,WVLと重み指標の関係を解析した。
以上の結果から,WVL信号は,低頻度や遅延報告の条件下であっても,感染症の予測を改善できることが示唆された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 35.21749763080943
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Wastewater-based surveillance is an effective tool for disease monitoring and can provide early warning of outbreaks. Although wastewater viral loads (WVL) correlate with disease burden, their utility for improving real-time forecasting remains under investigation. During the early phases of an epidemic, many indicators can effectively monitor disease spread, but their reliability may decline because of reporting fatigue and low prevalence. Hospital burden can vary substantially even during low-prevalence periods, making accurate forecasting of burden indicators essential for minimizing disease impacts. In this paper, we present principled approaches for processing wastewater data, characterizing its relationship with burden indicators, and generating real-time forecasts. We assess the predictability of WVL using entropy measures. We analyze the relationship between WVL and burden indicators using causality tests that capture temporal dynamics and the leading-indicator behavior of WVL. We incorporate these insights into a time-varying forecasting model that accounts for the evolving relationship between the signals. We also evaluate the effects of delays in WVL reporting through simulations. We test the utility of our methods by forecasting COVID-19 hospital admissions across Virginia and its health regions during periods of varying disease prevalence. Incorporating WVL improves forecast accuracy relative to baseline models, particularly during critical epidemic phases, and results in a 20 percentage point improvement in forecast coverage. Our results demonstrate that WVL signals can improve infectious disease forecasting even under conditions of low prevalence or delayed reporting.
- Abstract(参考訳): 排水をベースとした監視は、病気のモニタリングに有効なツールであり、アウトブレイクの早期警告を提供することができる。
廃水ウイルス負荷(WVL)は病気の重荷と相関するが、リアルタイム予測を改善するための実用性は検討中である。
流行の初期段階では、多くの指標が病気の拡散を効果的に監視できるが、報告の疲労と頻度の低さにより信頼性は低下する可能性がある。
病院の負担は、低頻度の期間であっても大きく変化し、病気の影響を最小限に抑えるために必要な負担指標の正確な予測を行うことができる。
本稿では, 排水データ処理の原則的アプローチ, 負荷指標との関係, リアルタイム予測の生成について述べる。
エントロピー測度を用いてWVLの予測可能性を評価する。
我々は,WVLの時間的ダイナミクスと先行指標の挙動を捉える因果性テストを用いて,WVLと重み指標の関係を解析した。
これらの知見を時間変化予測モデルに組み込んで,信号間の関係の進化を考慮に入れた。
また,シミュレーションによるWVLレポートにおける遅延の影響についても検討した。
本手法の有効性は,病の流行の異なる期間にバージニア州とその保健所の入院を予測することによって検証する。
WVLを組み込むことで、特に致命的な流行期において、ベースラインモデルと比較して予測精度が向上し、予測カバレッジが20パーセント向上する。
以上の結果から,WVL信号は,低頻度や遅延報告の条件下であっても,感染症の予測を改善できることが示唆された。
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