Published January 2, 2024
| Version v1
Publication
Open
Time series analysis and short-term forecasting of monkeypox outbreak trends in the 10 major affected countries
- 1. Aga Khan University Hospital
- 2. National Textile University
Description
Abstract Background Considering the rapidly spreading monkeypox outbreak, WHO has declared a global health emergency. Still in the category of being endemic, the monkeypox disease shares numerous clinical characters with smallpox. This study focuses on determining the most effective combination of autoregressive integrated moving average model to encapsulate time dependent flow behaviour of the virus with short run prediction. Methods This study includes the data of confirmed reported cases and cumulative cases from eight most burdened countries across the globe, over the span of May 18, 2022, to December 31, 2022. The data was assembled from the website of Our World in Data and it involves countries such as United States, Brazil, Spain, France, Colombia, Mexico, Peru, United Kingdom, Germany and Canada. The job of modelling and short-term forecasting is facilitated by the employment of autoregressive integrated moving average. The legitimacy of the estimated models is argued by offering numerous model performance indices such as, root mean square error, mean absolute error and mean absolute prediction error. Results The best fit models were deduced for each country by using the data of confirmed reported cases of monkeypox infections. Based on diverse set of performance evaluation criteria, the best fit models were then employed to provide forecasting of next twenty days. Our results indicate that the USA is expected to be the hardest-hit country, with an average of 58 cases per day with 95% confidence interval of (00—400). The second most burdened country remained Brazil with expected average cases of 23 (00—130). The outlook is not much better for Spain and France, with average forecasts of 52 (00—241) and 24 (00—121), respectively. Conclusion This research provides profile of ten most severely hit countries by monkeypox transmission around the world and thus assists in epidemiological management. The prediction trends indicate that the confirmed cases in the USA may exceed than other contemporaries. Based on the findings of this study, it remains plausible to recommend that more robust health surveillance strategy is required to control the transmission flow of the virus especially in USA.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة بالنظر إلى الانتشار السريع لتفشي جدري القردة، أعلنت منظمة الصحة العالمية حالة طوارئ صحية عالمية. لا يزال مرض جدري القردة في فئة المتوطنين، ويتشارك العديد من الشخصيات السريرية مع الجدري. تركز هذه الدراسة على تحديد المزيج الأكثر فعالية لنموذج المتوسط المتحرك المتكامل الانحداري الذاتي لتغليف سلوك التدفق المعتمد على الوقت للفيروس مع التنبؤ على المدى القصير. الأساليب تتضمن هذه الدراسة بيانات الحالات المبلغ عنها المؤكدة والحالات التراكمية من ثمانية بلدان مثقلة بالأعباء في جميع أنحاء العالم، على مدى الفترة من 18 مايو 2022 إلى 31 ديسمبر 2022. تم تجميع البيانات من موقع عالمنا في البيانات وتشمل دولًا مثل الولايات المتحدة والبرازيل وإسبانيا وفرنسا وكولومبيا والمكسيك وبيرو والمملكة المتحدة وألمانيا وكندا. يتم تسهيل مهمة النمذجة والتنبؤ على المدى القصير من خلال توظيف المتوسط المتحرك المتكامل الانحداري الذاتي. تتم مناقشة شرعية النماذج المقدرة من خلال تقديم العديد من مؤشرات أداء النموذج مثل متوسط الجذر التربيعي للخطأ، ومتوسط الخطأ المطلق، ومتوسط خطأ التنبؤ المطلق. النتائج تم استنتاج أفضل النماذج الملائمة لكل بلد باستخدام بيانات الحالات المبلغ عنها المؤكدة لعدوى جدري القردة. استنادًا إلى مجموعة متنوعة من معايير تقييم الأداء، تم بعد ذلك استخدام النماذج الأنسب لتوفير التنبؤ بالعشرين يومًا القادمة. تشير نتائجنا إلى أنه من المتوقع أن تكون الولايات المتحدة الأمريكية هي الدولة الأكثر تضررًا، بمتوسط 58 حالة يوميًا مع فاصل ثقة 95 ٪ من (00—400). وظلت البرازيل البلد الثاني الأكثر ثقلًا بمتوسط حالات متوقعة يبلغ 23 حالة (00—130). التوقعات ليست أفضل بكثير بالنسبة لإسبانيا وفرنسا، بمتوسط توقعات 52 (00-241) و 24 (00-121) على التوالي. يقدم هذا البحث لمحة عن أكثر عشر دول تضررًا من انتقال جدري القردة في جميع أنحاء العالم، وبالتالي يساعد في الإدارة الوبائية. تشير اتجاهات التنبؤ إلى أن الحالات المؤكدة في الولايات المتحدة الأمريكية قد تتجاوز المعاصرين الآخرين. بناءً على نتائج هذه الدراسة، لا يزال من المعقول التوصية بضرورة وجود استراتيجية مراقبة صحية أكثر قوة للتحكم في تدفق انتقال الفيروس خاصة في الولايات المتحدة الأمريكية.Translated Description (French)
Résumé Contexte Compte tenu de la propagation rapide de l'épidémie de variole du singe, l'OMS a déclaré une urgence sanitaire mondiale. Toujours dans la catégorie des maladies endémiques, la variole du singe partage de nombreux caractères cliniques avec la variole. Cette étude se concentre sur la détermination de la combinaison la plus efficace de modèle de moyenne mobile intégrée autorégressive pour encapsuler le comportement d'écoulement dépendant du temps du virus avec une prédiction à court terme. Méthodes Cette étude comprend les données des cas signalés confirmés et des cas cumulés de huit pays les plus touchés à travers le monde, sur la période allant du 18 mai 2022 au 31 décembre 2022. Les données ont été rassemblées à partir du site Web de Our World in Data et concernent des pays tels que les États-Unis, le Brésil, l'Espagne, la France, la Colombie, le Mexique, le Pérou, le Royaume-Uni, l'Allemagne et le Canada. Le travail de modélisation et de prévision à court terme est facilité par l'utilisation d'une moyenne mobile intégrée autorégressive. La légitimité des modèles estimés est argumentée en offrant de nombreux indices de performance de modèle tels que l'erreur quadratique moyenne, l'erreur absolue moyenne et l'erreur de prédiction absolue moyenne. Résultats Les modèles les mieux adaptés ont été déduits pour chaque pays en utilisant les données des cas confirmés d'infections par la variole du singe. Sur la base d'un ensemble diversifié de critères d'évaluation des performances, les modèles les mieux adaptés ont ensuite été utilisés pour fournir des prévisions pour les vingt prochains jours. Nos résultats indiquent que les États-Unis devraient être le pays le plus durement touché, avec une moyenne de 58 cas par jour avec un intervalle de confiance à 95 % de (00—400). Le deuxième pays le plus touché est resté le Brésil avec une moyenne attendue de 23 cas (00—130). Les perspectives ne sont guère meilleures pour l'Espagne et la France, avec des prévisions moyennes de 52 (00-241) et 24 (00—121), respectivement. Conclusion Cette recherche fournit un profil des dix pays les plus gravement touchés par la transmission de la variole du singe dans le monde et contribue ainsi à la gestion épidémiologique. Les tendances prédictives indiquent que les cas confirmés aux États-Unis peuvent dépasser ceux d'autres contemporains. Sur la base des résultats de cette étude, il reste plausible de recommander une stratégie de surveillance de la santé plus robuste pour contrôler le flux de transmission du virus, en particulier aux États-Unis.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes Teniendo en cuenta la rápida propagación del brote de viruela símica, la OMS ha declarado una emergencia sanitaria mundial. Todavía en la categoría de ser endémica, la enfermedad de la viruela del mono comparte numerosos caracteres clínicos con la viruela. Este estudio se centra en determinar la combinación más efectiva del modelo de media móvil integrado autorregresivo para encapsular el comportamiento del flujo dependiente del tiempo del virus con la predicción a corto plazo. Métodos Este estudio incluye los datos de los casos reportados confirmados y los casos acumulados de los ocho países con mayor carga en todo el mundo, durante el período comprendido entre el 18 de mayo de 2022 y el 31 de diciembre de 2022. Los datos se recopilaron a partir del sitio web de Our World in Data e involucran a países como Estados Unidos, Brasil, España, Francia, Colombia, México, Perú, Reino Unido, Alemania y Canadá. El trabajo de modelado y previsión a corto plazo se ve facilitado por el empleo de la media móvil integrada autorregresiva. La legitimidad de los modelos estimados se argumenta ofreciendo numerosos índices de rendimiento del modelo, como el error cuadrático medio, el error absoluto medio y el error absoluto medio de predicción. Resultados Los modelos de mejor ajuste se dedujeron para cada país utilizando los datos de casos confirmados de infecciones por viruela del simio. Con base en un conjunto diverso de criterios de evaluación del desempeño, se emplearon los modelos de mejor ajuste para proporcionar pronósticos de los próximos veinte días. Nuestros resultados indican que se espera que Estados Unidos sea el país más afectado, con un promedio de 58 casos por día con un intervalo de confianza del 95% de (00—400). El segundo país más agobiado siguió siendo Brasil con una media de casos esperados de 23 (00—130). Las perspectivas no son mucho mejores para España y Francia, con unas previsiones medias de 52 (00—241) y 24 (00—121), respectivamente. Conclusión Esta investigación proporciona un perfil de los diez países más gravemente afectados por la transmisión de la viruela símica en todo el mundo y, por lo tanto, ayuda en el manejo epidemiológico. Las tendencias de predicción indican que los casos confirmados en EE. UU. pueden superar a otros contemporáneos. Con base en los hallazgos de este estudio, sigue siendo plausible recomendar que se requiera una estrategia de vigilancia de la salud más sólida para controlar el flujo de transmisión del virus, especialmente en EE. UU.Files
s12879-023-08879-5.pdf
Files
(3.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:86adb74043c785778066f6558b9e8f54
|
3.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل السلاسل الزمنية والتنبؤ قصير الأجل باتجاهات تفشي جدري القردة في البلدان العشرة الرئيسية المتضررة
- Translated title (French)
- Analyse des séries chronologiques et prévisions à court terme des tendances des épidémies de variole du singe dans les 10 principaux pays touchés
- Translated title (Spanish)
- Análisis de series temporales y previsión a corto plazo de las tendencias de los brotes de viruela símica en los 10 principales países afectados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4390509207
- DOI
- 10.1186/s12879-023-08879-5
References
- https://openalex.org/W2004384520
- https://openalex.org/W2029219854
- https://openalex.org/W2053982192
- https://openalex.org/W2069508080
- https://openalex.org/W2082521207
- https://openalex.org/W2097202840
- https://openalex.org/W2115691047
- https://openalex.org/W2121941395
- https://openalex.org/W2132192754
- https://openalex.org/W2141713914
- https://openalex.org/W2356434920
- https://openalex.org/W2564477152
- https://openalex.org/W2761794775
- https://openalex.org/W2786999873
- https://openalex.org/W2847020481
- https://openalex.org/W2951793330
- https://openalex.org/W2955071890
- https://openalex.org/W3019351867
- https://openalex.org/W3024647574
- https://openalex.org/W3098773228
- https://openalex.org/W3126894445
- https://openalex.org/W3138970751
- https://openalex.org/W3178307822
- https://openalex.org/W3181358231
- https://openalex.org/W3191169732
- https://openalex.org/W4206888931
- https://openalex.org/W4210832662
- https://openalex.org/W4211060053
- https://openalex.org/W4220752139
- https://openalex.org/W4221023692
- https://openalex.org/W4226153188
- https://openalex.org/W4229003919
- https://openalex.org/W4234185093
- https://openalex.org/W4281483615
- https://openalex.org/W4283367825
- https://openalex.org/W4283719908
- https://openalex.org/W4283771170
- https://openalex.org/W4286250252
- https://openalex.org/W4286383196
- https://openalex.org/W4298676460
- https://openalex.org/W58724200