Un approccio di Machine Learning alla progettazione di uno screening selettivo efficiente di un lieve danno cognitivo

Lo scopo di questo video è descrivere come progettare uno screening economico del lieve deficit cognitivo, che comporta più difficoltà del previsto per eseguire basse capacità cognitive principalmente legate alla memoria e al linguaggio. Vogliamo sottolineare l'importanza di questo tipo di condizioni che colpiscono gli anziani e la versatilità di questa procedura. Questa procedura potrebbe essere facilmente adattata ad altre malattie, convertendo uno screening costoso in uno fattibile.

Cerca Cochrane Systematic Reviews per i termini della condizione da migliorare. Ad esempio, nel nostro studio, il deterioramento cognitivo o la demenza "si sono uniti a fattori di rischio. Search on PubMed Terms presenta alcune prove della relazione con il deterioramento cognitivo o la demenza.

Selezionare le variabili con più evidenza di associazione con deterioramento cognitivo o demenza per elaborare un questionario. Una ricerca approfondita che include termini come deficit cognitivo"e fattori di rischio"è stata condotta utilizzando PubMed e le revisioni sistematiche cochrane. Prima di iniziare lo studio con lo scopo di compilare il maggior numero di fattori che appaiono nella letteratura scientifica.

Come possibili caratteristiche relative al deterioramento cognitivo, in particolare nel Database Cochrane, è stato ascoltato per tutti gli articoli con il termine deficit cognitivo"o demenza, e negli articoli PubMed con i termini di sesso, livello di istruzione, attività cognitive, attività fisica, diabete, ipertensione, colesterolo, depressione, obesità, fumo, alcol, sonno, dieta e condizioni economiche. In combinazione con deficit cognitivo"o demenza, anche. Pertanto, è stato elaborato un questionario con le variabili alla revisione bibliografica che presentano alcune prove della relazione con il deterioramento cognitivo o la demenza.

Un questionario è progettato con informazioni sulle variabili associate selezionate. Per il nostro studio delle prestazioni, le variabili scelte sono lo stile di vita demografico e le patologie croniche oltre alla presenza o assenza di depressione, che è spesso associata al deterioramento cognitivo. Il consumo di farmaci è stato raccolto seguendo la metodologia.

Il codice chimico terapeutico anatomico è stato utilizzato per classificare i farmaci. Il test di screening selezionato potrebbe essere somministrato da personale di salute primaria come i farmacisti. Si è tenuto conto delle caratteristiche di base necessarie per eseguire la prova.

In particolare, per la popolazione anziana spagnola con una grande quantità di analfabeti che vivevano nella guerra civile spagnola, la nostra proposta era di utilizzare il questionario di favore dello stato mentale portatile breve e l'esame di stato mini-mentale Entrambi sono ampiamente utilizzati nella clinica della memoria, poiché uno di questi richiede alfabetizzazione. Le persone reclutate erano pazienti non istituzionalizzati di età superiore ai 65 anni che si recavano regolarmente in farmacia e desideravano partecipare al presente studio. Sono escluse le persone che hanno avuto difficoltà a eseguire un test di valutazione o le persone che sono in trattamento per la demenza.

I partecipanti allo studio sono considerati cognitivi compromessi quando viene soddisfatto almeno uno dei seguenti criteri. I punteggi dei dati nel questionario sullo stato mentale portatile breve sono quattro o più punti nel caso di partecipanti analfabeti e tre o più punti per altri soggetti. Un minore o uguale a 24 punti nel test di esame di Stato mini-mentale corretto.

I partecipanti con problemi cognitivi sono indirizzati a uno specialista medico, come neurologo, per la loro diagnosi clinica. I ricercatori farmacisti sono formati alle conoscenze di base sul deterioramento cognitivo e nella gestione degli strumenti di screening. Il nostro studio trasversale per rilevare il deficit cognitivo e i potenziali fattori derivati dalla società nell'età della popolazione dai 65 anni in su è la progettazione.

La dimensione stimata del campione per una prevalenza di deficit cognitivo è di 541 persone e, con un aumento del 10% a causa delle perdite, sono 600 persone. Sono state progettate lettere di comunicazione tra la rete sanitaria che informa sul progetto. La diagnosi definitiva attraverso un test specifico è riservata alle cure specialistie, seguendo il protocollo mostrato nello schema.

Si tratta di un passaggio proprietario prima di applicare tecniche di machine learning, trasformando i dati in base al p-test degli algoritmi da applicare. Gli algoritmi per generare alberi decisionali devono cambiare la variabilità o la correlazione tra le variabili. Quindi l'attenzione si concentra sulla categorizzazione delle variabili.

Ad esempio, generando variabili per classificare se il paziente sta assumendo o meno un farmaco in base al secondo e terzo livello del codice di classificazione chimica terapeutica anatomica, a seconda della scheda di follow-up della farmacoterapia. È stata eseguita un'analisi di regressione logistica per ogni variabile per valutare se è abbastanza significativa da essere inclusa nel set di dati per generare l'albero delle decisioni. Al fine di ottenere la massima precisione di quantità in in possibile declino cognitivo, diverse tecniche di apprendimento automatico sono state assemblate.

Infine, abbiamo sviluppato un modello con l'80% del nostro core e un modello di albero basato sul nostro algoritmo di petizione ricorsiva per sviluppare un albero decisionale per ottenere le variabili più significative in uno screening. Algoritmo di machine learning applicato al set di dati di training, che consiste in un 80% dell'intero set di dati. La parte rimanente viene utilizzata per stimare l'accuratezza del modello.

Si prevede che il set di dati sia in equilibrio e il downsampling è una delle tecniche per affrontare questo problema. Per lo screening, siamo molto interessati a ridurre il più possibile il numero di falsi negativi. Questo può essere ottenuto tramite una selezione PA superiore della matrice di perdita.

Il parametro ottimale dell'algoritmo è stato selezionato con una convalida incrociata. Il nostro studio trasversale è stato condotto con 728 partecipanti non istituzionalizzati di età superiore ai 65 anni. Centoventiventi 27 partecipanti ottengono risultati positivi nei test di compromissione cognitiva lieve.

I partecipanti classificati come positivi sono stati riferiti alla diagnosi clinica. Dopo aver eseguito lo studio di ricerca per stimare la percentuale di utenti con lieve deficit cognitivo, viene eseguita una nuova regressione logistica variata con tutte le variabili con lo scopo di selezionare le variabili. Per alcune delle variabili più significative, in questo grafico della barra di errore viene visualizzato un intervallo di confidenza del 99% del rapporto di probabilità.

È una rappresentazione intergrafica comune per l'intervallo di confidenza del rapporto di probabilità, dove la scala bassa viene utilizzata per il rapporto quote. Tutte queste variabili il cui valore p è maggiore di 0,01 vengono selezionate per generare un modello wide box basato sull'albero delle decisioni, mentre molte altre variabili con un valore p più alto non sono state selezionate per generare il modello. Ad esempio, per queste variabili semplici, l'intervallo di confidenza del 99% del rapporto quote è incluso nel valore uno.

E quindi, il valore p è superiore a 0,01. Dopo questa pre-elaborazione, abbiamo diviso il set di dati in test dei dati di training e il set di dati di test. L'albero delle decisioni viene generato nel set di dati di training come input, composto da 583 persone, e convalidato con il set di test con 145 utenti.

Le prestazioni degli algoritmi sono state valutate per mezzo dell'area sotto la curva ROC nel set di test. Dopo aver utilizzato car Library in R, per ogni utente, l'albero risultante ha assegnato una probabilità e una raccomandazione sull'opportunità o meno per l'utente di fare il test di lieve deterioramento cognitivo. Dipendono dal nodo finale nell'albero.

Il valore nella parte inferiore della scatola è la percentuale di individui con queste caratteristiche nel set di allenamento. Più caldo è il colore della scatola, più è probabile che sia positivo nei test di compromissione cognitiva lieve. Prestare attenzione che il nodo superiore corrisponda alla domanda sull'assenza di reclamo di memoria.

Qui, una risposta positiva arriva al ramo sinistro, essendo la seguente domanda il sesso dell'utente, mentre una risposta negativa implica andare al ramo destro e chiedere del tempo di sonno dell'utente al giorno. Per valutare la capacità di cast completo dell'albero decisionale, viene visualizzata la curva ROC. L'area sotto la curva ROC è.0.763.

La raccomandazione dell'albero di fare il lieve test di compromissione cognitiva ha raggiunto una sensibilità. di 0,76 e una specificità di 0,7, rappresentata con un punto blu nella figura. Di conseguenza, una breve intervista per selezionare gli utenti a rischio di lieve deterioramento cognitivo con lo strumento di un albero decisionale produce in modo significativo il numero di utenti che essumano lievi test di deficit cognitivo, che richiede molto tempo per il tester.

Questa riduzione può essere stimata nel set di test, interpretando la matrice di confusione delle classi osservate e previste. In effetti, 55 utenti su 145 nel set di test sono selezionati dall'albero decisionale, riducendo il 62% degli utenti che fanno i test, mentre la maggior parte degli utenti è positiva in lieve deficit cognitivo, vale a dire 19 su 25. A conclusione di questo studio, dato un lieve screening cognitivo di deficit la cui prevalenza è bassa, il 17% come quella considerata per lo studio di ricerca, è possibile progettare una serie di criteri di selezione adeguati attraverso tecniche di apprendimento automatico, aumentando la percentuale di positivo in lieve deficit cognitivo fino a oltre il 30% tra gli utenti selezionati.

Di conseguenza, questi strumenti hanno chiesto di essere più efficienti nello screening con una sostanziale riduzione dei costi. Modelli basati sui dati che traggono vantaggio dalla comprensione di quali sono le informazioni più importanti per costruire un modello ridotto. La costruzione di un albero decisionale ci dà un'idea di quali variabili dovremmo mettere a fuoco, al fine di discriminare in modo conveniente le persone che sono o meno raccomandate a fare i test di compromissione cognitiva lieve.

la progettazione del protocollo richiede molto tempo. Per questo motivo, alcuni altri test possono essere considerati per il rilevamento futuro di lieve deficit cognitivo in pochi minuti. Inoltre, abbiamo deciso di servire il nostro studio di screening all'età di 50 anni invece di 65 come compito preventivo al fine di aumentare l'efficacia nella catena di lieve deficit cognitivo.

I farmacisti sono uno degli operatori sanitari più accessibili e visitati regolarmente e possono svolgere un ruolo vitale nella diagnosi precoce di lieve deficit cognitivo.