Bijeenkomst 7: Complexiteit van data-analyses rondom Corona en coronabeleid

door filosofie
in Bijeenkomst 7
on 6 maart 2021

Veel belangstelling voor coronavoorspellingen TU/e

1 MEI 2020

Zes weken geleden begon statisticus Edwin van de Heuvel met het publiceren van zijn coronavoorspellingen op deze website. De pagina werd bijna 360.000 keer bekeken.

Edwin van den Heuvel. Foto: Bart van Overbeeke

Zes weken lang had TU/e-hoogleraar Edwin van den Heuvel een nieuwe ochtendroutine. In een klein, hecht team berekende de datawetenschapper elke dag de nieuwste voorspellingen voor het aantal nieuwe besmettingen en doden als gevolg van het coronavirus. Wat begon als een voorzichtig probeersel, groeide uit tot massaal gevolgde dagelijkse updates die een belangrijke hulp boden aan ziekenhuizen in het beteugelen van de crisis. Nu de pandemie in veel landen begint af te vlakken, is Van den Heuvel gestopt met de dagelijkse updates. Tijd voor een terugblik.

Begin maart, toen de ernst van de coronacrisis langzaam duidelijk begon te worden, besloot Edwin van den Heuvel om in actie te komen. “Ik zag de groeiende aantallen voor het virus en realiseerde me dat dit wel eens heel erg fout kon gaan”, zegt hij. “Ik sprak een collega: wat kunnen wij doen om te helpen?” Samen keken ze wat beter naar de data voor China, deden wat analyses, en merkte al snel dat ze in staat waren voorspellingen te doen die goed bleken te kloppen voor alle provincies van China, Iran, Italië en Zuid-Korea.

Zijn ervaring in de epidemiologie kwam hierbij van pas, waarbij hij onderzoek deed naar de oorzaken dat mensen ziek worden, of hoe risicofactoren zich ontwikkelen. Ook de curves die de verspreiding van het virus beschrijven waren niet onbekend voor hem. “Ik werkte eerder in de farmaceutische industrie, waar dezelfde soort curves worden gebruikt om de concentratie van medicaties te meten.”

Wat begon als een vingeroefening groeide in een maand uit tot een omvangrijk project. De afgelopen zes weken maakte hij dagelijks een nauwkeurige, meerdaagse voorspelling van het aantal bevestigde infecties en doden voor maar liefst 24 landen en 4 Nederlandse provincies. Bij een deel ervan schatte hij bovendien het uiteindelijke maximum aantal bevestigde infecties. Voor Nederland constateerde hij als één van de eersten dat de afvlakking definitief was ingezet voor het aantal infecties en maakte hij de eerste publieke schatting voor het maximum.

MODEL MET DRIE PARAMETERS

Van den Heuvel werkte nauw samen met twee vaste collega’s, Marta Regis en Zhuozhao Zhan. Hun dagen hadden zes weken lang dezelfde ochtendroutine. “Marta of Zhan haalde de meest recente data van de websites, draaide de verschillende analyses, en dan bespraken we dat met elkaar via Skype”, vertelt Van den Heuvel. “We liepen alle landen langs, controleerden de gegevens met verschillende websites en bespraken de opvallende trends.”

De drie onderzoekers gebruikten het zogeheten logistisch populatiegroeimodel, dat al in de eerste helft van de 19^e eeuw is ontwikkeld door de Belgische wiskundige Pierre-François Verhulst. Dit model met drie parameters werd door de onderzoekers op de officieel gerapporteerde infectie- en sterfcijfers gelegd, met als startmoment het eerste gerapporteerde sterfgeval. Op basis van deze ‘fit’ kon het team een voorspelling doen voor het aantal nieuwe infectie- en sterfgevallen voor de volgende dagen. Dagelijks werden de nieuwe data toegevoegd om de geschatte aantallen betrouwbaarder te maken. Later hebben ze nog een aanpassing gemaakt, die gebaseerd was op een generalisatie van het Von Bertalanffy model, om de voorspellingen te verbeteren

MAILBOX OVERSPOELD

Vanaf het moment dat de voorspellingen op de TU/e-website verschenen werd Van den Heuvels mailbox overspoeld met reacties. “Die eerste week was erg intensief, met veel reacties en mediaverzoeken. Ik had niet verwacht dat het zoveel zou teweeg brengen”, zegt hij. De reacties komen uit allerlei hoeken: van ziekenhuizen en bedrijven die zijn data willen gebruiken tot talloze geïnteresseerden met suggesties en vragen, die Van den Heuvel overigens zoveel mogelijk probeerde te beantwoorden.

De pagina met zijn voorspellingen doorbrak alle records: in totaal werd die de afgelopen weken bijna 200.000 keer bekeken. “Ik denk dat veel mensen onze dagelijkse updates zijn gaan volgen om een soort graadmeter te hebben voor hoe de pandemie zich in de wereld ontwikkelt.”

De vele verzoeken leidden concreet tot samenwerking met meerdere ziekenhuizen, in eerste instantie binnen de regio, maar ook met een Rotterdams ziekenhuis. Hierbij vertaalde hij samen met anderen bijvoorbeeld de verwachte aantallen naar ziekenhuisbedden. “Dat is waar je dit natuurlijk voor doet, om daadwerkelijk impact te hebben in de maatschappij.”

BETROUWBAAR

Ook had hij contact met het RIVM. Van den Heuvel: “Er waren in het begin wat onduidelijkheden over wat wij precies deden, en hoe wij te werk gingen, omdat we de gangbare verspreidingsmodellen iets anders gebruikten, maar uiteindelijk is er een goed contact ontstaan. Ook werd onze pagina opgenomen op hun website met betrouwbare databronnen.”

Maar er waren ook negatieve reacties. “We kregen bijvoorbeeld te horen dat we er volledig naast zitten met wat we doen en dat we een soort van amateurs zijn. We nemen alles serieus want we willen het zo goed mogelijk doen met de data die we hebben. Maar het viel me wel op hoe snel men soms conclusies trok, zonder zich goed te verdiepen in wat we doen. Daar kan ik me boos over maken.”

Veel van de kritiek richtte zich bijvoorbeeld op de beperkte waarde van de voorspelling, aangezien de beschikbare data niet compleet zijn. “De problemen met de data zien we natuurlijk ook en wij zijn daarom ook voorzichtig geweest in het doen van sterke uitspraken”, zegt Van den Heuvel. “Maar”, zegt hij, “we beliepen niet de traditionele route dat je eerst goede data nodig hebt om een model te kunnen bouwen. Wij richtten ons juist op de data, en door veel verschillende modellen te testen en vergelijkingen met andere landen te maken, haalden we kennis uit de data. Achter de schermen deden we veel meer dan men zag op de website.”

VERVOLGSTAPPEN

Inmiddels is Van den Heuvel gestopt met de dagelijkse updates. Nu de pandemie in veel landen begint af te vlakken, leveren de dagelijkse grafieken weinig nieuwe inzichten meer op. Maar dat betekent niet dat het onderzoek helemaal is gestopt. Achter de schermen blijft het team de situatie monitoren om te zien of de pandemie wellicht weer oplaait, nu in veel landen de lockdown langzaam wordt opgeheven. Zodra dit het geval is, zal Van den Heuvel het publiek daarvan op de hoogte brengen.

Ook is hij al bezig met de volgende stappen. “Een promovendus onderzoekt momenteel de effecten van de maatregelen, daar verwacht ik binnenkort de eerste resultaten van. Ook gaan we komend kwartiel een vak geven voor wiskundestudenten over modellen over verspreidingsziektes, en wil ik met het RIVM proberen een (onderzoek)studie op te zetten.”

Tot slot, terugkijkend, had hij iets anders aangepakt? “Als ik had geweten waar dit allemaal toe zou leiden, had ik misschien een groter team willen hebben”, lacht Van den Heuvel. “Dan kan iemand zich puur vastleggen op het zoeken naar betere data en iemand anders kan meer simulaties draaien.” Maar tegelijk is hij ook trots op zijn team. “We zijn een klein, hecht team. Het is bijzonder hoe we dit met elkaar bedachten en het ook echt zijn gaan doen. We zullen blijven proberen een bijdrage te leveren.”

De dagelijkse voorspellingen van Edwin van den Heuvel zijn hier terug te vinden.

Het onderzoek van Van den Heuvel maakt deel uit van TU/e against COVID-19, waarmee de TU/e een bijdrage wil leveren aan een oplossing van de Corona-crisis.