軽度認知障害の効率的な選択的スクリーニングを設計するための機械学習アプローチ
Summary
この方法論は、軽度の認知障害に苦しむ傾向がある集団を標的とするデシジョンツリーを生成し、疾患の費用対効果の高い選択的スクリーニングに有用である。
Abstract
軽度認知障害(MCI)は、高齢者の認知症の最初の兆候であり、その早期発見は、私たちの高齢化社会において重要です。一般的なMCI検査は、無差別な大規模スクリーニングが費用対効果が低くなるように時間がかかります。ここでは、機械学習技術を使用して、質問ベースのMCIテストを介してさらなるスクリーニングの候補者を迅速に選択するプロトコルについて説明します。これは、MCI陽性の可能性がある患者のみがさらに検査されるため、スクリーニングに必要なリソースの数を最小限に抑えます。
この方法論は、選択的スクリーニング決定ツリーの設計の出発点を形成した最初のMCI研究で適用されました。最初の研究は、多くの人口統計学的およびライフスタイル変数だけでなく、患者の薬に関する詳細を収集しました。短いポータブル精神状態アンケート(SPMSQ)とミニメンタルステート検査(MMSE)は、MCIの可能な症例を検出するために使用されました。最後に、この方法を使用して、MCIのリスクがある個人を分類するための効率的なプロセスを設計しました。また、高齢者のMCIの予防と早期発見に活用できるMCIに関連する生活習慣要因に関する洞察も提供します。
Introduction
人口高齢化は、2050年までに世界で1億3100万人以上に影響を及ぼすと予想される慢性および変性疾患、特に変性認知症の罹患率を増加させている。すべての変性認知症の中で、アルツハイマー病(AD)は6.88%2のヨーロッパで全体的な有病率で最も一般的である。AD患者の独立性が絶えず低下しているため、このグループはADが現れ始めるとすぐにサポートを受け始める必要があります。したがって、軽度認知障害(MCI)などのADのプロドロマル徴候の早期発見が不可欠である。
MCIは、認知症3による正常な老化と重度の悪化に対応する中間認知機能低下段階と定義される。Petersen et al.4の推計によると、MCIの罹患率は65~69歳の人で8.4%、80歳以上では25.2%に達しています。MCIは、低レベルの認知能力、特に記憶や言語に関連するスキルの実行に予想以上の困難を経験する個人をもたらすが、日常生活の活動を妨げません。
スクリーニングは診断と同義ではありません。MCIの診断は常に臨床的な作業であるのに対し、スクリーニング方法は、患者がこの病理に苦しむ可能性が高く、臨床的に確認されるべきMCIの十分に根拠のある疑いがあることを知らせるだけです。したがって、プライマリヘルスケアワーカー(医師、薬剤師、看護師など)は、数分で適用できる簡単なスクリーニング方法(簡単な認知テスト)の可用性から恩恵を受けることができます。理想的には、これらは客観的に一般的または専門の医師によって臨床的にテストできるように、MCIに苦しむ可能性の高い患者を識別します。
MCIの早期発見が公衆衛生の文脈の中で不可欠な課題になりつつあることを考えると、この研究は、高齢者のスクリーニング検査におけるMCIの標的同定にどの特性が有用であるかを特定することを目的とした。これらのグループは、プライマリヘルスケアプロバイダーによって管理されるテストでMCIのためにより徹底的にテストされます。この方法論は、ターゲットとする人口グループを識別するための適切なアルゴリズムをデシジョンツリーに提供します。
これらの特性の中で、年齢は、この病理の発症に関連する最も一貫した因子の一つである。その他の関連する特性は、人口統計またはライフスタイル5に関連しています。後者の中で、いくつかの研究は、MCI5、6、7、8、9の診断につながる危険因子として昼間または夜間の睡眠の持続時間を特定しました。ベンゾジアゼピンのような薬物の長期消費は、高齢者の推定20%〜25%によって消費される10、11、睡眠時間およびMCI12、13の発症にも影響を及ぼす可能性がある。実際、慢性疾患に対する長期治療は、MCIに罹患するリスクの高い個人の事前選択に有用な重要な特徴であり得る。
ここでは、自動学習アルゴリズム、デシジョンツリー、予測ツールを使用するデータベースのモデルを開発し、初期に重要な役割を果たす特性を判別することにより、MCIを検出する方法論の効率を高めました。MCI の検出。ここで提示された結果のデシジョンツリーは、地域薬局を使用してスペインの患者の特定のコホートを使用して製造されました。ただし、この方法は、異なる特性を持つ他の集団の間でも有用であろう。
この作業は、プライマリヘルスケアおよび専門の医師と共同で完了しました。地域の薬局は、患者に近く、営業時間が長く、頻繁に訪問され、相談されるため、このアルゴリズムをテストするのに最適でした。変性認知症は、プライマリヘルスケア提供者14によって常によく理解されていない複雑な状態である。そのため、このプロセスに関与すると、MCIや認知症に苦しむ人々の意識が高まります。
Protocol
Representative Results
Discussion
PubMedデータベースのコクラン研究でMCIに関連する用語を検索した後、MCIとの実証済みの関連性を持つ最も明白な変数を使用したこの研究のための特定のアンケートが作成されました。人口統計学的、ライフスタイル、社会的要因、患者の薬物療法およびいくつかの関連する病理も記録された。さらに、SPMSQ および MMSE MCI テストも選択されました。重要なことに、SPMSQは参加者の学校教育レベ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、ノウ・アルツハイマー財団の支援と、ユニバーシダードCEUカルデナル・エレーラ、特にエンリケ・ジナーのマルチメディア制作サービスの支援によって可能になりました。私たちは、すべての参加薬局(SEFAC)と、MCI診断を支援したプライマリケア医師協会(SEMERGEN)と神経学会(SVN)の協力医師、特にビセンテ・ガッサル、ラファエルの仕事を認識したいと思います。サンチェスとジョルディ・ペレス最後に、この研究に参加することに同意してくださったすべての方に感謝します。
Materials
| caret | Max Kuhn | R package | |
| rpart | Terry Therneau, Beth Atkinson, Brian Ripley | R package | |
| 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/ |
Referências
- . World Alzheimer report 2016: improving healthcare for people living with dementia: coverage, quality and costs now and in the future Available from: https://scholar.google.com/scholar.bib?q=info:mEGpcpLHEIMJ:scholar.google.com (2016)
- Niu, H., Álvarez-Álvarez, I., Guillén-Grima, F., Aguinaga-Ontoso, I. Prevalence and incidence of Alzheimer’s disease in Europe: A meta-analysis. Neurología (English Edition). 32 (8), 523-532 (2017).
- Petersen, R. C., et al. Mild Cognitive Impairment: Clinical Characterization and Outcome. Archives of Neurology. 56 (3), 303 (1999).
- Petersen, R. C., et al. Practice guideline update summary: Mild cognitive impairment: Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 90 (3), 126-135 (2018).
- Climent, M. T., Vilaplana, A. M., Arnedo, A., Vilar, J., Moreno-Royo, L. Life styles associated cognitive impairment. Study from the community pharmacy [Estilos de vida asociados a deterioro cognitivo. Estudio preliminar desde la farmacia comunitaria]. Revista de Investigacion Clinica. 65 (6), 500-509 (2013).
- Faubel, R., et al. Usual sleep duration and cognitive function in older adults in Spain. Journal of Sleep Research. 18 (4), 427-435 (2009).
- Benito-León, J., Louis, E. D., Bermejo-Pareja, F. Cognitive decline in short and long sleepers: A prospective population-based study (NEDICES). Journal of Psychiatric Research. 47 (12), 1998-2003 (2013).
- Ramos, A. R., et al. Association between Sleep Duration and the Mini-Mental Score: The Northern Manhattan Study. Journal of Clinical Sleep Medicine. 9 (7), 669 (2013).
- Gabelle, A., et al. Excessive Sleepiness and Longer Nighttime in Bed Increase the Risk of Cognitive Decline in Frail Elderly Subjects: The MAPT-Sleep Study. Frontiers in Aging Neuroscience. 9, 312 (2017).
- Fernández, M., et al. Prevalence of dementia in the elderly aged above 65 in a district in the Basque Country. Revista de Neurologia. 46 (2), 89-96 (2008).
- Velert Vila, J., et al. Suitability of the use of benzodiazepines prescribed by the pharmacist in the elderly. A doctor-pharmacist collaboration study. Atención Primaria. 44 (7), 402-410 (2012).
- Ranstam, J., et al. Impaired cognitive function in elderly men exposed to benzodiazepines or other anziolytics. The European Journal of Public Health. 7 (2), 149-152 (1997).
- Airagnes, G., Pelissolo, A., Lavallée, M., Flament, M., Limosin, F. Benzodiazepine Misuse in the Elderly: Risk Factors, Consequences, and Management. Current Psychiatry Reports. 18 (10), 89 (2016).
- Alacreu, M., et al. Importance of Increasing Modifiable Risk Factors Knowledge on Alzheimer’s Disease Among Community Pharmacists and General Practitioners in Spain. Frontiers in Pharmacology. 10, 860 (2019).
- Cohen, J. . Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences. , (2013).
- Nardi, P. M. . Doing Survey Research: A Guide To Quantitative Methods. , (2018).
- Sabater Hernández, D., Silva Castro, M. M., Faus Dáder, M. J. . Método Dáder: guía de seguimiento farmacoterapéutico. , (2017).
- Pfeiffer, E. A Short Portable Mental Status Questionnaire for the Assessment of Organic Brain Deficit in Elderly Patients. Journal of the American Geriatrics Society. 23 (10), 433-441 (1975).
- Folstein, M. F., Folstein, S. E., McHugh, P. R. “Mini-mental state.” A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. Journal of Psychiatric Research. 12 (3), 189-198 (1975).
- Buschke, H., et al. Screening for dementia with the memory impairment screen. Neurology. 52 (2), 231-238 (1999).
- Verghese, J., et al. Picture-based memory impairment screen for dementia. Journal of the American Geriatrics Society. 60 (11), 2116-2120 (2012).
- Nasreddine, Z. S., et al. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: A Brief Screening Tool For Mild Cognitive Impairment. Journal of the American Geriatrics Society. 53 (4), 695-699 (2005).
- Kaya, D., et al. The Saint Louis University Mental Status Examination Is Better than the Mini-Mental State Examination to Determine the Cognitive Impairment in Turkish Elderly People. Journal of the American Medical Directors Association. 17 (4), e11-e15 (2016).
- O’Caoimh, R., et al. Comparison of the quick mild cognitive impairment (Qmci) screen and the SMMSE in screening for mild cognitive impairment. Age and Ageing. 41 (5), 624-629 (2012).
- Cullen, B., ONeill, B., Evans, J. J., Coen, R. F., Lawlor, B. A. A review of screening tests for cognitive impairment. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 78 (8), 790-799 (2007).
- Martínez de la Iglesia, J., et al. Adaptación y validación al castellano del cuestionario de Pfeiffer (SPMSQ) para detectar la existencia de deterioro cognitivo en personas mayores e 65 años. Medicina Clínica. 117 (4), 129-134 (2001).
- Blesa, R., et al. Clinical validity of the ‘mini-mental state’ for Spanish speaking communities. Neuropsychologia. 39 (11), 1150-1157 (2001).
- . pwr: Basic Functions for Power Analysis Available from: https://cran.r-project.org/web/packages/pwr/index.html (2018)
- . rpart: Recursive Partitioning and Regression Trees Available from: https://cran.r-project.org/web/packages/rpart (2018)
- . ATC/DDD Index Available from: https://www.whocc.no/atc_ddd_index (2018)
- Kuhn, M., Johnson, K. . Applied Predictive Modeling. 26, (2013).
- Kuhn, M. Building Predictive Models in R Using the caret Package. Journal of Statistical Software. 28 (5), 1-26 (2008).
- Climent, M. T., Pardo, J., Muñoz-Almaraz, F. J., Guerrero, M. D., Moreno, L. Decision Tree for Early Detection of Cognitive Impairment by Community Pharmacists. Frontiers in Pharmacology. 9, 1-12 (2018).
