Estimativa de mortes por COVID-19 subnotificadas no Brasil - D051 -HACKCOVID-19

(Última atualização: 03/03/2021)

Parte 1 do desafio "IA E CIÊNCIA DE DADOS PARA APOIO A DECISÃO CLÍNICA" da Hackathon 'Hackcovid19' do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, onde utilizamos conceitos simples de estatística, probabilidade e datascience para tentar estimar a quantidade de casos de mortes por Síndrome Respiratória Aguda que foram causadas por COVID-19, porém não foram reportadas como tal.

Repositório Criado por: https://github.com/adsmendesdaniel

Parte 2 do projeto: https://github.com/Gremling-Machine-Learning-Study-Group/Deep-Learning-na-analise-de-imagens-de-raio-x-para-auxilio-na-decisao-clinica-de-COVID-19

Página do projeto no Devpost: https://devpost.com/software/test_deep_covid-19#updates

Pitch para a Hackathon (Apenas vídeo): https://www.youtube.com/watch?v=8ujmJz6i4YI

Atenção: Este é um modelo extremamente simples para tentar estimar os óbitos subnotificados, feito em curto espaço de tempo para uma Hackathon. Logo, um modelo mais sofisticado poderia ser criado para se alcançarem melhores resultados e, consequentemente, se obter uma melhor confiabilidade.

ETAPA 1: Visualizar os dados:

Os dados utilizados nesta parte do projeto são provenientes do site: 'https://bigdata-covid19.icict.fiocruz.br/', que é administrado pelo ICICT (Instituto de Comunicação e Informação Científica e Tecnológica em Saúde) e possui relações com a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz). Estes dados, por ventura, são uma fração dos dados contidos na plataforma 'InfoGripe' da Fiocruz. (Olhar referências)

Inicialmente, analisaremos o dataset referente à mortes causadas por Síndrome Respiratória Aguda (SRAG) durante os anos 2018, 2019 e 2020 (até a 18ª semana epidemiológica). Donde podemos obter o sequinte gráfico:

Gráficos antigos, com dados de 16/05/2020, 03/01/2021 e 03/03/2021, respectivamente:

Gráfico atualizado (21/04/2021):

ETAPA 2: Estimar uma série temporal de mortes causadas por COVID-19 (junto a problemas advindos da pandemia) a partir dos dados anteriores:

A metodologia foi obter médias dos casos (morte por SRAG) dos anos anteriores disponíveis (2018 e 2019) e gerar uma "curva" para que, então, subtraiamos da "curva" de mortes do ano decorrente (2020), e assim obtenhamos uma nova séries temporal de pontos correspondentes à uma estimativa de mortos por SRAG causada por COVID-19. Os resultados foram os seguintes:

Gráficos antigos, com dados de 16/05/2020, 03/01/2021 e 03/03/2021, respectivamente:

Gráfico atualizado (21/04/2021):

Obs: é de se notar que quanto mais anos tivessemos para gerar a "curva média" mais bem comportada ela ficaria, desta forma, pode ser de senso comum que o ajuste de uma curva gaussiana poderia solucionar esse problema. Porém, desta forma correriamos o risco de perder informação que estaria contida em uma "curva média" ideal. Assim, foi decidido deixar a "curva média" da forma que está. Onde uma solução válida seria adicionar dados de anos anteriores, para que assim a "curva média" corresponda fielmente à realidade.

ETAPA 3: Estimar mortes subnotificadas causadas por COVID-19:

Podemos obter a quantidade de mortes por SRAG esperadas por ano tomando a média dos pontos da curva de média de mortes dos anos 2018 e 2019. Fazendo o somatório dos valores da série temporal da média e dos casos de morte do ano de 2020 (até a 18ª semana epidemiológica) podemos obter a diferença, que corresponderá à uma estimativa do número de mortes causadas exclusivamente por fatores advindos do COVID-19.

Nos datasets disponibilizados por ICICT/Fiocruz podemos obter a quantidade de casos de morte por SRAG registradas como COVID-19. Então podemos calcular a diferença e obter uma estimativa para a quantidade de óbitos subnotificados de COVID-19, assim como sua devida porcentagem.

Os dados obtidos em todo o processo são os seguintes:

RESULTADOS ANTIGOS:

Resultados obtidos em 16/05/2020:

- Mortes decorrentes de SRAG esperadas por ano: 5403.0 
- Mortes decorrentes de SRAG até a 18ª semana epidemiológica: 1555.0 
- Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 até a 18ª semana epidemiológica: 18117.0 
- Óbitos confirmados por COVID-19 até a 18ª semana epidemiológica: 8547.0
- Estimativa de mortes por COVID-19 que não foram catalogadas como tal: 9570.0
- Porcentagem de mortes por COVID-19 subnotificadas: 52.8233151% 

Resultados obtidos em 03/01/2021:

- Mortes decorrentes de SRAG esperadas por ano: 5403.0 
- Mortes decorrentes de SRAG até a 50ª semana epidemiológica: 5336.0  
- Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 até a 50ª semana epidemiológica: 252620.0
- Óbitos confirmados por COVID-19 até a 50ª semana epidemiológica: 182110.0
- Estimativa de mortes por COVID-19 que não foram catalogadas como tal: 70510.0 
- Porcentagem de mortes por COVID-19 subnotificadas: 27.9114876% 

Resultados obtidos em 03/03/2021:

**Estimativas acerca de 2020:**

- Mortes decorrentes de SRAG esperadas por ano: 5405.5 
- Mortes decorrentes de SRAG em 2020: 300555.0 
- Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 em 2020: 295149.5 
- Óbitos confirmados por COVID-19 em 2020: 194976.0
- Estimativa de mortes por COVID-19 em 2020 que não foram catalogadas como tal: 105579.0 
- Porcentagem de mortes por COVID-19 em 2020 subnotificadas:  33.9399186% 

**Estimativas acerca de 2021:**

- Mortes decorrentes de SRAG em 2021: 28458.0 
- Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 em 2021: 28170.0 
- Óbitos confirmados por COVID-19 em 2021: 64426.0
- Estimativa de mortes por COVID-19 em 2021 que não foram catalogadas como tal: -35968.0 
- Porcentagem de mortes por COVID-19 em 2021 subnotificadas:  -128.7042953% 

 **Anteção:** Apesar dos resultados negativos poderem suscitar a ideia de que haja supernotificação de óbitos em 2021, é de se lembrar que há uma defasagem na atualização de de dados mais recentes, o que pode ser observado na evolução dos gráficos (quanto mais recentes as semanas, menos casos registrádos há), além de outros possíveis problemas de atualização, como informado a mim pelo Icict/Fiocruz, como represamento de dados na plataforma Infogripe. 

**Estimativas acerca da pandemia como um todo (2020 e 2021):**

- Mortes decorrentes de SRAG na pandemia: 329013.0 
- Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 na pandemia: 323319.5 
- Óbitos confirmados por COVID-19 na pandemia: 259402.0
- Estimativa de mortes por COVID-19 na pandemia que não foram catalogadas como tal: 69611.0 
- Porcentagem de mortes por COVID-19 na pandemia subnotificadas:  19.7691448% 

RESULTADOS ATUALIZADOS (21/04/2021):

Estimativas acerca de 2020:

• Mortes decorrentes de SRAG esperadas por ano: 5419.0
• Mortes decorrentes de SRAG em 2020: 307136.0
• Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 em 2020: 301717.0
• Óbitos confirmados por COVID-19 em 2020: 194976.0
• Estimativa de mortes por COVID-19 em 2020 que não foram catalogadas como tal: 112160.0
• Porcentagem de mortes por COVID-19 em 2020 subnotificadas: 35.3778541%

Estimativas acerca de 2021:

• Mortes decorrentes de SRAG em 2021: 134181.0
• Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 em 2021: 133333.5
• Óbitos confirmados por COVID-19 em 2021: 183554.0
• Estimativa de mortes por COVID-19 em 2021 que não foram catalogadas como tal: -49373.0
• Porcentagem de mortes por COVID-19 em 2021 subnotificadas: -37.6653279%

Anteção: Apesar dos resultados negativos poderem suscitar a ideia de que haja supernotificação de óbitos em 2021, é de se lembrar que há uma defasagem na atualização de de dados mais recentes, o que pode ser observado na evolução dos gráficos (quanto mais recentes as semanas, menos casos registrádos há), além de outros possíveis problemas de atualização, como informado a mim pelo Icict/Fiocruz, como represamento de dados na plataforma Infogripe.

Estimativas acerca da pandemia como um todo (2020 e 2021):

• Mortes decorrentes de SRAG na pandemia: 441317.0
• Estimativa de mortes decorrentes de COVID-19 na pandemia: 435050.5
• Óbitos confirmados por COVID-19 na pandemia: 374682.0
• Estimativa de mortes por COVID-19 na pandemia que não foram catalogadas como tal: 66635.0
• Porcentagem de mortes por COVID-19 na pandemia subnotificadas: 13.8762052%

Referencias:

• "MonitoraCovid-19" https://bigdata-covid19.icict.fiocruz.br/; (Visualizado em: 16/05/2020, 03/01/2021, 03/03/2021 e 21/04/2021) (Daqui foram obtidos o dataset 'Casos de SRAG nos últimos anos' e 'Diagnósticos dos óbitos por SRAG').

• "InfoGripe" http://info.gripe.fiocruz.br/; (Visualizado em: 16/05/2020) (Donde os dados são divulgados originalmente. Daqui é possível obter datasets mais robustos com registros até o ano de 2009).