Deze methodologie produceert beslissingsstructuren die gericht zijn op bevolkingsgroepen die gevoeliger zijn voor het lijden van milde cognitieve stoornissen en die nuttig zijn voor een kosteneffectieve selectieve screening van de ziekte.
Method Article
Deze methodologie produceert beslissingsstructuren die gericht zijn op bevolkingsgroepen die gevoeliger zijn voor het lijden van milde cognitieve stoornissen en die nuttig zijn voor een kosteneffectieve selectieve screening van de ziekte.
Milde cognitieve stoornissen (MCI) is het eerste teken van dementie bij oudere populaties en zijn vroegtijdige opsporing is cruciaal in onze verouderende samenlevingen. Gemeenschappelijke MCI-tests zijn tijdrovend, zodat willekeurige massale screening niet rendabel zou zijn. Hier beschrijven we een protocol dat gebruikmaakt van machine learning-technieken om snel kandidaten te selecteren voor verdere screening via een op vragen gebaseerde MCI-test. Dit minimaliseert het aantal benodigde middelen voor screening, omdat alleen patiënten die potentieel MCI-positief zijn, verder worden getest.
Deze methodologie werd toegepast in een eerste MCI-onderzoek dat het uitgangspunt vormde voor het ontwerp van een selectieve screening beslissingsstructuur. De eerste studie verzamelde veel demografische en lifestyle variabelen, evenals details over patiënt medicijnen. De korte draagbare mentale status vragenlijst (spmsq) en het mini-mental state onderzoek (mmse) werden gebruikt om mogelijke gevallen van MCI op te sporen. Ten slotte gebruikten we deze methode om een efficiënt proces te ontwerpen voor het classificeren van individuen met risico op MCI. Dit werk biedt ook inzicht in Lifestyle-gerelateerde factoren die verband houden met MCI die kunnen worden ingezet bij de preventie en vroegtijdige opsporing van MCI onder oudere populaties.
Bevolking veroudering is het verhogen van de prevalentie van chronische en degeneratieve ziekten, vooral degeneratieve dementia, die naar verwachting meer dan 131.000.000 mensenwereld wijd door 20501treffen. Onder alle degeneratieve dementie, de ziekte van Alzheimer (AD) is de meest voorkomende met een algemene prevalentie in Europa van 6,88%2. Vanwege de steeds dalende onafhankelijkheid van AD-patiënten, moet deze groep steun krijgen zodra de advertentie begint te manifesteren. Daarom is de vroegtijdige opsporing van prodromale tekenen van AD, zoals milde cognitieve stoornissen (MCI), essentieel.
MCI is gedefinieerd als een tussenliggende cognitieve daling stadium overeenkomend met normale veroudering en ernstige verslechtering als gevolg van dementie3. Volgens schattingen van Petersen et al.4is de prevalentie van mci 8,4% onder mensen van 65-69 jaar en bereikt 25,2% voor degenen ouder dan 80 jaar. MCI resultaten in individuen ervaren meer moeilijkheden dan verwacht in de uitvoering van laag niveau cognitieve vaardigheden, vooral die met betrekking tot geheugen en taal, maar interfereert niet met de activiteiten van het dagelijks leven.
Screening is geen synoniem voor diagnose; de diagnose van MCI zal altijd een klinische taak zijn, terwijl screeningsmethoden ons alleen kunnen laten weten dat een patiënt een grotere kans heeft om aan deze pathologie te lijden en dat er een gegrond vermoeden van MCI bestaat dat klinisch moet worden bevestigd. Daarom kunnen eerstelijns gezondheidszorgmedewerkers (artsen, apothekers, verpleegkundigen, enz.) profiteren van de beschikbaarheid van eenvoudige screeningsmethoden (korte cognitieve tests) die in minuten kunnen worden toegepast. Idealiter zouden deze patiënten objectief identificeren met een hoge waarschijnlijkheid van het lijden van een MCI, zodat ze vervolgens klinisch kunnen worden getest door algemene of gespecialiseerde artsen.
Aangezien de vroegtijdige opsporing van MCI in het kader van de volksgezondheid een essentiële taak wordt, heeft dit werk tot doel te bepalen welke kenmerken nuttig zijn bij de gerichte identificatie van MCI bij screeningstests van oudere populaties. Deze groepen zouden dan grondiger worden getest op MCI in tests die worden beheerd door aanbieders van primaire gezondheidszorg. Deze methodologie biedt een beslissingsstructuur met de juiste algoritmen voor het identificeren van de bevolkingsgroepen om te targeten.
Onder deze kenmerken, leeftijd is een van de meest consistente factoren in verband met de ontwikkeling van deze pathologie. Andere relevante kenmerken zijn gerelateerd aan demografische gegevens of lifestyle5. Onder de laatste, sommige studies hebben geïdentificeerd de duur van de dag of nacht slaap als een risicofactor die kan leiden tot de diagnose van MCI5,6,7,8,9. De langdurige consumptie van medicijnen zoals benzodiazepinen, verbruikt door een geschatte 20%-25% van de oudere volwassenen10,11, kan ook invloed hebben op de slaap uren en de ontwikkeling van MCI12,13. Inderdaad, langdurige behandelingen voor chronische ziekten kunnen belangrijke kenmerken zijn nuttig in de pre-selectie van individuen met een hoog risico van lijden aan MCI.
Hier ontwikkelden we op gegevens gebaseerde modellen die gebruikmaken van automatische leeralgoritmen, een beslissingsstructuur en een voorspellend instrument om de efficiëntie van de methodologie voor het opsporen van MCI te vergroten door te discrimineren welke kenmerken een belangrijke rol spelen in de vroege detectie van MCI. De resulterende beslissingsstructuur die hier werd gepresenteerd, werd geproduceerd met behulp van een specifiek cohort van Spaanse patiënten die gebruik maken van communautaire apotheken. Deze methode zou echter ook nuttig zijn onder andere populaties met verschillende kenmerken.
Dit werk werd voltooid in samenwerking met primaire gezondheidszorg en gespecialiseerde artsen. Communautaire apotheken waren ideaal voor het testen van dit algoritme omdat ze dicht bij patiënten, hebben lange openingstijden, en worden vaak bezocht en geraadpleegd. Degeneratieve dementia zijn complexe aandoeningen die niet altijd goed begrepen worden door eerstelijnszorg verstrekkers14. Daarom, betrokken raken bij het proces zal het bewustzijn van mensen die lijden aan MCI en dementia te verhogen.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De methodologie die in dit onderzoek wordt toegepast, is eerder gepubliceerd5 in werkzaamheden uitgevoerd aan de Universiteit CEU Cardenal Herrera samen met de Gemeenschap apotheken in de regio van Valencia (Spanje) in verband met de Spaanse vereniging van familie en Gemeenschap apotheek (sefac). Deze huidige studie werd beoordeeld en goedgekeurd door de onderzoekscommissie ethiek op de Universidad CEU Cardenal Herrera (approval No. CEI11/001) in maart 2011. Alle personen die bij de studie betrokken waren, gaven hun schriftelijke toestemming voor deelname overeenkomstig de verklaring van Helsinki.
1. selectie van factoren die gepaard zijn met milde cognitieve stoornissen
2. ontwerp van de vragenlijsten
3. selectie van tests voor MCI-screening
4. rekrutering van het onderwerp

Figuur 1: stroomschema van de onderzoeksstudie en de voorgestelde selectieve screening. De linkerzijde vertegenwoordigt de eerste studie waarvan de gegevens werden geanalyseerd met machine-learning technieken om de selectieve screening voor te stellen voor vroegtijdige detectie van MCI die in het rechter paneel wordt weergegeven. Dit cijfer is gewijzigd van Climent34. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
5. opleiding apotheker onderzoeker
6. ontwerp van de studie

7. interdisciplinair communicatienetwerk, apothekers, eerstelijns gezondheidszorg artsen en specialisten

Figuur 2: protocol voor primaire gezondheidszorg actie. Een voorbeeld van primaire gezondheidszorg acties die overwogen moeten worden voor vroegtijdige MCI-detectie voordat de patiënt wordt doorverwezen naar een medische diagnose door specialisten. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
8. statistische analyse en voor verwerking
Opmerking: voordat u machine learning-technieken toepast, is een voorbereidende stap nodig om de oorspronkelijke gegevens te transformeren in een nieuwe gegevensset op basis van de uiteindelijke studie doelstelling en de toegepaste procedures. Voor deze transformatie, verschillende dingen moeten worden overwogen, met inbegrip van de kenmerken van de algoritmen. Dit komt omdat sommige van hen zijn gevoelig voor een gebrek aan variabiliteit of het delen van informatie over kolommen, hoewel de algoritmen die worden gebruikt voor het genereren van beslissingsstructuren bijzonder robuust tegen deze problemen zijn. Deze initiële fase is bedoeld om kwalitatieve variabelen te categoriseren en waarden te verzamelen met voldoende gevallen voor elke variabele. Voor een efficiënte screening is het belangrijk om variabelen te kiezen waarvan de overname is bewezen eenvoudig en nauwkeurig te zijn. Deelnemers worden geselecteerd door een kort interview waarin de gebruikte algoritmen werden beperkt tot een wit-doosmodel, waardoor het gemakkelijk was om de criteria te controleren die werden gebruikt om te bepalen of de persoon de test zou moeten doen. We raden het gebruik van het rpart29 -pakket in R-software voor deze algoritmen en het implementeren van recursieve partitionering.
9. algoritmen om een beslissingsstructuur te maken
Opmerking: machine learning-algoritmen moeten correct worden geparametriseerd om te voorspellen welke personen waarschijnlijk een positief MCI-testresultaat hebben. Een van de belangrijkste problemen bij het screenen van een voorwaarde is dat de oorspronkelijke gegevens naar verwachting onevenwichtig zijn (d.w.z. enkele positieve gevallen in vergelijking met de negatieve). Om modellen met gebalanceerde gegevens te krijgen, gebruikten we een techniek genaamd down-sampling, of willekeurige bemonstering, om de frequentie gelijk te maken aan die van de laagste frequentieklasse31. Efficiënte screening vereist ook het verminderen van het aantal valse negatieven zoveel mogelijk (d.w.z. het verhogen van de gevoeligheid van de selectie van deelnemers die lijden aan MCI). Een van de technieken die worden gebruikt om een grotere gevoeligheid te bereiken, is de invoering van sancties bij de berekening van de onzuiverheid index van Gini (d.w.z. de index die door het algoritme wordt gebruikt om de beste splitsing voor de Beslissingsboom te selecteren)32.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De deelnemende apotheken verzamelde gegevens van 728 gebruikers en verzamelde demografische variabelen in aanvulling op de medicijnen voorgeschreven aan de deelnemers. Een univariate logistieke regressie werd uitgevoerd voor alle variabelen34; de fout staafgrafieken in Figuur 3 en Figuur 4 zijn handige grafische weergaven van het betrouwbaarheidsinterval van de quotering ratio (voor kwalitatieve variabelen...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Na het zoeken naar termen in verband met MCI in Cochrane studies in de PubMed database, een specifieke vragenlijst werd gemaakt voor deze studie die de meest evidente variabelen gebruikt met een bewezen associatie met MCI. Demografische, levensstijl en sociale factoren, evenals de Farmacotherapie van de patiënt en een aantal relevante pathologieën werden ook geregistreerd. Bovendien zijn de tests SPMSQ en MMSE MCI ook geselecteerd. Belangrijk is dat de SPMSQ niet werd beïnvloed door het onderwijsniveau van de deelnemers....
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dit werk werd mogelijk gemaakt door de steun van de know Alzheimer Foundation en hulp van de multimedia productiedienst aan de Universidad CEU Cardenal Herrera, met name Enrique Giner. We willen het werk van alle deelnemende apotheken (SEFAC) en de samenwerkende artsen uit de Society of Primary Care Doctors (SEMERGEN) en Neurology Society (SVN) erkennen die hielpen met de MCI-diagnoses, met name Vicente Gassull, Rafael Sánchez en Jordi Pérez. Tot slot danken wij iedereen die ermee heeft ingestemd deel te nemen aan deze studie.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
```html
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| caret | Max Kuhn | R-pakket | |
| rpart | Terry Therneau, Beth Atkinson, Brian Ripley | R-pakket | |
| SPMSQ in Spanish | Farmaceuticoscomunitarios.org | http://farmaceuticoscomunitarios.org/anexos/vol11_n1/ANEXO1.pdf | |
| SPMSQ in English | geriatrics.stanford.edu | https://geriatrics.stanford.edu/culturemed/overview/assessment/assessment_toolkit/spmsq.html | |
| MMSE in Spanish | Farmaceuticoscomunitarios.org | http://farmaceuticoscomunitarios.org/anexos/vol11_n1/ANEXO2.pdf | |
| MMSE in English | oxfordmedicaleducation.com | http://www.oxfordmedicaleducation.com/geriatrics/mini-mental-state-examination-mmse/ |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission