Modeling and analysis of a time series of equine infectious anemia cases in the state of Tocantins, Brazil, between 2007 and 2019 / Modelagem e análise da série temporal dos casos de anemia infecciosa equina em equídeos no estado do Tocantins, Brasil, entre 2007 e 2019

ABSTRACT

Equine infectious anemia (EIA) is a viral infectious disease that affects Equidae and is clinically characterized by intermittent fever, anemia, depression, emaciation, and edema. To evaluate disease dynamics in the state of Tocantins, Brazil, a time series of EIA cases in the period 2007–2019 was analyzed to describe the pattern of occurrence and define the autoregressive integrated by moving average (ARIMA) model best suited to make predictions of cases of this disease for the period 2020–2021. The modeling and statistical analysis of the time series were performed using R software. The ARIMA model (2,1,1) was evaluated by Holdout cross-validation, in which data from the periods 2007–2017 and 2018–2019 were used as training and test data, respectively. The analyses showed that EIA was endemic and non-seasonal in Tocantins. The ARIMA model (2,1,1) showed good predictive capacity adjusted for this time series. However, the prediction of 276 cases of EIA in Tocantins for the period 2020–2021 may vary depending on the demand for diagnostic tests for Equidae transportation and herd sanitation in farms considered infection foci. The ARIMA model helps predict the number of EIA cases in Tocantins and improves planning for disease control by the Official Veterinary Service.

RESUMO

A anemia infecciosa equina (AIE), doença infecciosa viral que acomete os equídeos, é caracterizada clinicamente por causar febre intermitente, anemia, depressão, emaciação e edema. Com o objetivo de elucidar a dinâmica dessa doença no estado do Tocantins, foi realizada a análise da série temporal dos casos de AIE em equídeos entre 2007 e 2019 para descrever o padrão de sua ocorrência, além de definir o modelo autorregressivo integrado por média móvel (Autoregressive Integrated by Moving Average - ARIMA) mais adequado para se realizar previsões dos casos dessa doença para os anos de2020 e 2021. A modelagem e análise estatística da série temporal em estudo foi realizada por meio do software R. O modelo preditivo ARIMA (2,1,1) foi avaliado por meio da validação cruzada utilizando a técnica de Holdout, em que os dados de 2007 a 2017 foram utilizados como treino e os dados de 2018 e2019 foram utilizados como teste. As análises mostraram que a AIE é endêmica no estado do Tocantins e sem padrão de sazonalidade. O modelo ARIMA (2,1,1) apresentou boa capacidade preditiva ajustada para a série temporal em estudo. Porém, a previsão aproximada de 276 casos de AIE em equídeos para os anos de 2020 e 2021 no estado do Tocantins pode variar em decorrência da demanda por exames dessa doença para o trânsito dos equídeos, bem como do saneamento de propriedades consideradas foco. A modelagem ARIMA pode ser utilizada na previsão dos casos de AIE em equídeos no estado do Tocantins o que permite melhorar o planejamento para a execução das ações de controle dessa doença por parte do Serviço Veterinário Oficial.