Summary

Uma abordagem de aprendizado de máquina para projetar uma triagem seletiva eficiente de comprometimento cognitivo leve

Published: January 11, 2020
doi:

Summary

Esta metodologia produz árvores de decisão que têm como alvo grupos populacionais mais propensos a sofrer de comprometimento cognitivo leve e são úteis para o rastreamento seletivo econômico da doença.

Abstract

O comprometimento cognitivo leve (IMc) é o primeiro sinal de demência entre populações idosas e sua detecção precoce é crucial em nossas sociedades de envelhecimento. Os testes comuns de MCI são demorados de tal forma que a triagem maciça indiscriminada não seria rentável. Aqui, descrevemos um protocolo que usa técnicas de aprendizado de máquina para selecionar rapidamente os candidatos para uma triagem adicional por meio de um teste mci baseado em perguntas. Isso minimiza o número de recursos necessários para o rastreamento, pois apenas os pacientes potencialmente positivos para MCI são testados ainda mais.

Esta metodologia foi aplicada em um estudo inicial da pesquisa do MCI que deu forma ao ponto de partida para o projeto de uma árvore seletiva da decisão da seleção. O estudo inicial coletou muitas variáveis demográficas e de estilo de vida, bem como detalhes sobre medicamentos para pacientes. O Questionário de Estado Mental Portátil Curto (SPMSQ) e o Mini-Exame do Estado Mental (MINE) foram utilizados para detectar possíveis casos de MCI. Finalmente, usamos esse método para projetar um processo eficiente para classificar indivíduos em risco de MCI. Este trabalho também fornece insights sobre fatores relacionados ao estilo de vida associados ao MCI que poderiam ser aproveitados na prevenção e detecção precoce de MCI entre populações idosas.

Introduction

O envelhecimento populacional está aumentando a prevalência de doenças crônicas e degenerativas, especialmente as demências degenerativas, que deverão afetar mais de 131 milhões de pessoas em todo o mundo até 20501. Entre todas as demências degenerativas, a doença de Alzheimer (DA) é a mais comum com uma prevalência global na Europa de 6,88%2. Devido à independência cada vez maior dos pacientes com DA, esse grupo deve começar a receber apoio assim que a DA começar a se manifestar. Portanto, a detecção precoce de sinais prodrômicos de DA, como comprometimento cognitivo leve (IMc), é essencial.

Mci é definido como um estágio de declínio cognitivo intermediário correspondente ao envelhecimento normal e deterioração grave devido à demência3. De acordo com estimativas de Petersen et al.4, a prevalência de MCI é de 8,4% entre as pessoas com idadeentre 65-69 anos e atinge 25,2% para aqueles com mais de 80 anos. O IMC resulta em indivíduos com mais dificuldades do que o esperado na execução de habilidades cognitivas de baixo nível, especialmente aquelas relacionadas à memória e à linguagem, mas não interfere nas atividades da vida diária.

O rastreamento não é sinônimo de diagnóstico; o diagnóstico de MCI será sempre uma tarefa clínica visto que os métodos da seleção podem somente nos informar que um paciente tem uma probabilidade mais elevada de sofrer desta patologia e que há uma suspeita well-founded de MCI que deva ser confirmada clìnica. Assim, os profissionais de saúde primários (médicos, farmacêuticos, enfermeiros, etc.) poderiam se beneficiar da disponibilidade de métodos de rastreamento simples (breves testes cognitivos) que podem ser aplicados em minutos. Idealmente, estes identificariam objetiva pacientes com uma probabilidade elevada de sofrer um MCI de modo que pudessem então clinicamente ser testados por médicos gerais ou especializados.

Dado que a detecção precoce do CCL está se tornando uma tarefa essencial no contexto da saúde pública, este trabalho teve como objetivo identificar quais características são úteis na identificação direcionada do MCI em testes de rastreamento de populações idosas. Esses grupos seriam então mais bem testados para MCI em testes administrados por prestadores de cuidados de saúde primários. Esta metodologia fornece uma árvore de decisão com os algoritmos apropriados para identificar os grupos populacionais para atingir.

Entre essas características, a idade é um dos fatores mais consistentes associados ao desenvolvimento dessa patologia. Outras características relevantes estão relacionadas à demografia ou estilo de vida5. Entre estes últimos, alguns estudos identificaram a duração do sono diurno ou noturno como um fator de risco que pode levar ao diagnóstico de MCI5,6,7,8,9. O consumo prolongado de medicamentos como benzodiazepínicos, consumidos por cerca de 20% a 25% dos idosos10,11,também pode influenciar as horas de sono e o desenvolvimento de MCI12,13. De fato, tratamentos prolongados para doenças crônicas podem ser características importantes úteis na pré-seleção de indivíduos com alto risco de sofrer de MCI.

Aqui, desenvolvemos modelos baseados em dados que usam algoritmos de aprendizagem automática, uma árvore de decisão e uma ferramenta preditiva para aumentar a eficiência da metodologia para detectar O MCI discriminando quais características desempenham um papel importante no início detecção de MCI. A árvore de decisão resultante apresentada aqui foi produzida usando uma coorte específica de pacientes espanhóis usando farmácias comunitárias. No entanto, esse método também seria útil entre outras populações com características diferentes.

Este trabalho foi concluído em colaboração com a atenção primária à saúde e médicos especializados. Farmácias comunitárias foram ideais para testar esse algoritmo porque estão próximas dos pacientes, têm longos horários de funcionamento e são frequentemente visitadas e consultadas. As demências degenerativas são condições complexas que nem sempre são bem compreendidas pelos prestadores de cuidados de saúde primários14. Portanto, envolver-se no processo aumentará a conscientização sobre as pessoas que sofrem de MCI e demências.

Protocol

A metodologia aplicada neste estudo foi publicada anteriormente5 em trabalhos realizados na Universidade CEU Cardenal Herrera, juntamente com farmácias comunitárias na região de Valência (Espanha) associadas à Sociedade Espanhola de Família e Farmácia Comunitária (SEFAC). Este presente estudo foi revisado e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidad CEU Cardenal Herrera (aprovação não. CEI11/001) em março de 2011. Todos os indivíduos envolvidos no estudo deram o seu co…

Representative Results

As farmácias participantes coletaram dados de 728 usuários e coletaram variáveis demográficas além dos medicamentos prescritos aos participantes. Uma regressão logística univariada foi realizada para todas as variáveis34; os gráficos de barras de erro mostrados na Figura 3 e na Figura 4 são representações gráficas convenientes do intervalo de confiança da relação de probabilidades (para var…

Discussion

Após a busca de termos associados ao MCI em estudos Cochrane no banco de dados pubmed, foi criado um questionário específico para este estudo que utilizou as variáveis mais evidentes com associação comprovada com a MCI. Fatores demográficos, de estilo de vida e sociais, bem como a farmacoterapia do paciente e algumas patologias relevantes também foram registrados. Além disso, os testes SPMSQ e MMSE MCI também foram selecionados. É importante ressaltar que o SPMSQ não foi afetado pelo nível de escolaridade do…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi possível graças ao apoio da Fundação Know Alzheimer e pela ajuda do serviço de produção multimídia da Universidad CEU Cardenal Herrera, especialmente Enrique Giner. Gostaríamos de reconhecer o trabalho de todas as farmácias participantes (SEFAC), e os médicos colaboradores da Sociedade de Médicos da Atenção Primária (SEMERGEN) e Sociedade de Neurologia (SVN) que ajudaram com os diagnósticos de MCI, especialmente Vicente Gassull, Rafael Sánchez e Jordi Pérez. Por fim, agradecemos a todos aqueles que concordaram em participar deste estudo.

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/

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Muñoz-Almaraz, F. J., Climent, M. T., Guerrero, M. D., Moreno, L., Pardo, J. A Machine Learning Approach to Design an Efficient Selective Screening of Mild Cognitive Impairment. J. Vis. Exp. (155), e59649, doi:10.3791/59649 (2020).

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