Name: a machine learning approach to design an efficient selective screening of mild cognitive impairment
Uploaded: 2020-01-11T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Machine Learning Approach to Design an Efficient Selective Screening of Mild Cognitive Impairment at JoVE.com

עבודה זו נעשתה אפשרית על ידי תמיכה של הקרן לאלצהיימר הידע ולעזור משירות ייצור מולטימדיה באוניברסיטה CEU Cardenal הררה, במיוחד אנריקה Giner. היינו רוצים להכיר את העבודה של כל בתי המרקחת המשתתפים (SEFAC), ואת הרופאים שיתוף פעולה מן החברה של רופאים הטיפול הראשי (SEMERGEN) ו נוירולוגיה החברה (SVN) מי עזר עם האבחנות MCI, במיוחד ויסנטה Gassull, רפאל . סנצ'ז, וג'ורדי פרז לבסוף, אנו מודים לכל מי שהסכים לקחת חלק במחקר זה.

המתודולוגיה שהוחלה במחקר זה פורסמו בעבר5 בעבודה שבוצעו באוניברסיטת Ceu Cardenal הררה יחד עם בתי מרקחת קהילתיים באזור של ולנסיה (ספרד) הקשורים החברה הספרדית של משפחה בית מרקחת (SEFAC). המחקר הנוכחי נבדק ואושר על-ידי ועדת האתיקה של המחקר באוניברסידנאד קרדאל הררה (אישור לא. CEI11/001) במרץ 2011. ...

<ol>
	<li>. World Alzheimer report 2016: improving healthcare for people living with dementia: coverage, quality and costs now and in the future Available from: <a target="_blank" href="https://scholar.google.com/scholar.bib?q=info:mEGpcpLHEIMJ:scholar.google.com">https://scholar.google.com/scholar.bib?q=info:mEGpcpLHEIMJ:scholar.google.com</a> (2016)</li><li>Niu, H., &#193;lvarez-&#193;lvarez, I., Guill&#233;n-Grima, F., Aguinaga-Ontoso, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+and+incidence+of+Alzheimer's+disease+in+Europe:+A+meta-analysis.">Prevalence and incidence of Alzheimer's disease in Europe: A meta-analysis.</a> Neurolog&#237;a (English Edition). 32 (8), 523-532 (2017).</li><li>Petersen, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild+Cognitive+Impairment:+Clinical+Characterization+and+Outcome.">Mild Cognitive Impairment: Clinical Characterization and Outcome.</a> Archives of Neurology. 56 (3), 303 (1999).</li><li>Petersen, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practice+guideline+update+summary:+Mild+cognitive+impairment:+Report+of+the+Guideline+Development,+Dissemination,+and+Implementation+Subcommittee+of+the+American+Academy+of+Neurology.">Practice guideline update summary: Mild cognitive impairment: Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology.</a> Neurology. 90 (3), 126-135 (2018).</li><li>Climent, M. T., Vilaplana, A. M., Arnedo, A., Vilar, J., Moreno-Royo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+styles+associated+cognitive+impairment.+Study+from+the+community+pharmacy+[Estilos+de+vida+asociados+a+deterioro+cognitivo.+Estudio+preliminar+desde+la+farmacia+comunitaria].">Life styles associated cognitive impairment. Study from the community pharmacy [Estilos de vida asociados a deterioro cognitivo. Estudio preliminar desde la farmacia comunitaria].</a> Revista de Investigacion Clinica. 65 (6), 500-509 (2013).</li><li>Faubel, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Usual+sleep+duration+and+cognitive+function+in+older+adults+in+Spain.">Usual sleep duration and cognitive function in older adults in Spain.</a> Journal of Sleep Research. 18 (4), 427-435 (2009).</li><li>Benito-Le&#243;n, J., Louis, E. D., Bermejo-Pareja, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognitive+decline+in+short+and+long+sleepers:+A+prospective+population-based+study+(NEDICES).">Cognitive decline in short and long sleepers: A prospective population-based study (NEDICES).</a> Journal of Psychiatric Research. 47 (12), 1998-2003 (2013).</li><li>Ramos, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+Sleep+Duration+and+the+Mini-Mental+Score:+The+Northern+Manhattan+Study.">Association between Sleep Duration and the Mini-Mental Score: The Northern Manhattan Study.</a> Journal of Clinical Sleep Medicine. 9 (7), 669 (2013).</li><li>Gabelle, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excessive+Sleepiness+and+Longer+Nighttime+in+Bed+Increase+the+Risk+of+Cognitive+Decline+in+Frail+Elderly+Subjects:+The+MAPT-Sleep+Study.">Excessive Sleepiness and Longer Nighttime in Bed Increase the Risk of Cognitive Decline in Frail Elderly Subjects: The MAPT-Sleep Study.</a> Frontiers in Aging Neuroscience. 9, 312 (2017).</li><li>Fern&#225;ndez, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+dementia+in+the+elderly+aged+above+65+in+a+district+in+the+Basque+Country.">Prevalence of dementia in the elderly aged above 65 in a district in the Basque Country.</a> Revista de Neurologia. 46 (2), 89-96 (2008).</li><li>Velert Vila, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suitability+of+the+use+of+benzodiazepines+prescribed+by+the+pharmacist+in+the+elderly.+A+doctor-pharmacist+collaboration+study.">Suitability of the use of benzodiazepines prescribed by the pharmacist in the elderly. A doctor-pharmacist collaboration study.</a> Atenci&#243;n Primaria. 44 (7), 402-410 (2012).</li><li>Ranstam, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+cognitive+function+in+elderly+men+exposed+to+benzodiazepines+or+other+anziolytics.">Impaired cognitive function in elderly men exposed to benzodiazepines or other anziolytics.</a> The European Journal of Public Health. 7 (2), 149-152 (1997).</li><li>Airagnes, G., Pelissolo, A., Lavall&#233;e, M., Flament, M., Limosin, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benzodiazepine+Misuse+in+the+Elderly:+Risk+Factors,+Consequences,+and+Management.">Benzodiazepine Misuse in the Elderly: Risk Factors, Consequences, and Management.</a> Current Psychiatry Reports. 18 (10), 89 (2016).</li><li>Alacreu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+Increasing+Modifiable+Risk+Factors+Knowledge+on+Alzheimer's+Disease+Among+Community+Pharmacists+and+General+Practitioners+in+Spain.">Importance of Increasing Modifiable Risk Factors Knowledge on Alzheimer's Disease Among Community Pharmacists and General Practitioners in Spain.</a> Frontiers in Pharmacology. 10, 860 (2019).</li><li>Cohen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences. , (2013).</li><li>Nardi, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Doing Survey Research: A Guide To Quantitative Methods. , (2018).</li><li>Sabater Hern&#225;ndez, D., Silva Castro, M. M., Faus D&#225;der, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> M&#233;todo D&#225;der: gu&#237;a de seguimiento farmacoterap&#233;utico. , (2017).</li><li>Pfeiffer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Short+Portable+Mental+Status+Questionnaire+for+the+Assessment+of+Organic+Brain+Deficit+in+Elderly+Patients.">A Short Portable Mental Status Questionnaire for the Assessment of Organic Brain Deficit in Elderly Patients.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 23 (10), 433-441 (1975).</li><li>Folstein, M. F., Folstein, S. E., McHugh, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Mini-mental+state."+A+practical+method+for+grading+the+cognitive+state+of+patients+for+the+clinician.">"Mini-mental state." A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician.</a> Journal of Psychiatric Research. 12 (3), 189-198 (1975).</li><li>Buschke, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+for+dementia+with+the+memory+impairment+screen.">Screening for dementia with the memory impairment screen.</a> Neurology. 52 (2), 231-238 (1999).</li><li>Verghese, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picture-based+memory+impairment+screen+for+dementia.">Picture-based memory impairment screen for dementia.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 60 (11), 2116-2120 (2012).</li><li>Nasreddine, Z. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Montreal+Cognitive+Assessment,+MoCA:+A+Brief+Screening+Tool+For+Mild+Cognitive+Impairment.">The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: A Brief Screening Tool For Mild Cognitive Impairment.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 53 (4), 695-699 (2005).</li><li>Kaya, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Saint+Louis+University+Mental+Status+Examination+Is+Better+than+the+Mini-Mental+State+Examination+to+Determine+the+Cognitive+Impairment+in+Turkish+Elderly+People.">The Saint Louis University Mental Status Examination Is Better than the Mini-Mental State Examination to Determine the Cognitive Impairment in Turkish Elderly People.</a> Journal of the American Medical Directors Association. 17 (4), e11-e15 (2016).</li><li>O'Caoimh, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+quick+mild+cognitive+impairment+(Qmci)+screen+and+the+SMMSE+in+screening+for+mild+cognitive+impairment.">Comparison of the quick mild cognitive impairment (Qmci) screen and the SMMSE in screening for mild cognitive impairment.</a> Age and Ageing. 41 (5), 624-629 (2012).</li><li>Cullen, B., ONeill, B., Evans, J. J., Coen, R. F., Lawlor, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+screening+tests+for+cognitive+impairment.">A review of screening tests for cognitive impairment.</a> Journal of Neurology, Neurosurgery &amp; Psychiatry. 78 (8), 790-799 (2007).</li><li>Mart&#237;nez de la Iglesia, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptaci&#243;n+y+validaci&#243;n+al+castellano+del+cuestionario+de+Pfeiffer+(SPMSQ)+para+detectar+la+existencia+de+deterioro+cognitivo+en+personas+mayores+e+65+a&#241;os.">Adaptaci&#243;n y validaci&#243;n al castellano del cuestionario de Pfeiffer (SPMSQ) para detectar la existencia de deterioro cognitivo en personas mayores e 65 a&#241;os.</a> Medicina Cl&#237;nica. 117 (4), 129-134 (2001).</li><li>Blesa, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+validity+of+the+'mini-mental+state'+for+Spanish+speaking+communities.">Clinical validity of the 'mini-mental state' for Spanish speaking communities.</a> Neuropsychologia. 39 (11), 1150-1157 (2001).</li><li>. pwr: Basic Functions for Power Analysis Available from: <a target="_blank" href="https://cran.r-project.org/web/packages/pwr/index.html">https://cran.r-project.org/web/packages/pwr/index.html</a> (2018)</li><li>. rpart: Recursive Partitioning and Regression Trees Available from: <a target="_blank" href="https://cran.r-project.org/web/packages/rpart">https://cran.r-project.org/web/packages/rpart</a> (2018)</li><li>. ATC/DDD Index Available from: <a target="_blank" href="https://www.whocc.no/atc_ddd_index">https://www.whocc.no/atc_ddd_index</a> (2018)</li><li>Kuhn, M., Johnson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Applied Predictive Modeling. 26, (2013).</li><li>Kuhn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+Predictive+Models+in+R+Using+the+caret+Package.">Building Predictive Models in R Using the caret Package.</a> Journal of Statistical Software. 28 (5), 1-26 (2008).</li><li>Climent, M. T., Pardo, J., Mu&#241;oz-Almaraz, F. J., Guerrero, M. D., Moreno, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decision+Tree+for+Early+Detection+of+Cognitive+Impairment+by+Community+Pharmacists.">Decision Tree for Early Detection of Cognitive Impairment by Community Pharmacists.</a> Frontiers in Pharmacology. 9, 1-12 (2018).</li></ol>

לאחר החיפוש אחר מונחים המשויכים ל-MCI במחקרי קוקרן במאגר המידע, נוצר שאלון מסוים עבור מחקר זה שהשתמש במשתנים הבולטים ביותר עם שיוך מוכח עם MCI. דמולוגיות של המטופל, החיים והגורמים החברתיים, כמו גם הפרמקותרפיה של החולה ומספר פתוגיות רלוונטיות נרשמו אף הם. בנוסף, נבחרו גם בדיקות SPMSQ ו-MMSE MCI. יתרה ?...

הזדקנות האוכלוסייה מגבירה את השכיחות של מחלות כרוניות וניווניות, במיוחד ניוון ניווניות, אשר צפויים להשפיע על יותר מ 131,000,000 אנשים ברחבי העולם על ידי 20501. בין כל מחלת הניווניות, אלצהיימר (AD) הוא הנפוץ ביותר עם שכיחות כוללת באירופה של 6.88%2. בשל העצמאות הפוחתת אי-פעם של חולי AD, קבוצה זו צריכה להתחיל לקבל תמיכה ברגע שAD מתחיל להתבטא. לכן, הגילוי המוקדם של סימני הפרודרואל של AD, כגון ליקוי קוגניטיבי מתון (MCI), הוא חיוני.
MCI מוגדר כשלב הידרדרות קוגניטיבית ביניים המתאים הזדקנות נורמלית הידרדרות חמורה עקב דמנציה3. על פי האומדנים על ידי פיטרסון ואח '4, השכיחות של MCI היא 8.4% בקרב אנשים בגילאי 65-69 שנים ומגיע 25.2% עבור אלה בגילאי מעל 80 שנים. ה-MCI גורם לאנשים החווים קשיים רבים יותר מהצפוי בביצוע מיומנויות קוגניטיביות ברמה נמוכה, במיוחד אלה הקשורים לזיכרון ולשפה, אך אינה מפריעה לפעילויות של החיים היומיומיים.
הקרנה אינה מילה נרדפת לאבחנה; האבחנה של MCI תמיד תהיה משימה קלינית בעוד שיטות ההקרנה יכול רק ליידע אותנו כי למטופל יש סבירות גבוהה יותר של סבל מפתולוגיה זו וכי יש חשד מבוסס על MCI כי יש לאשר מבחינה קלינית. מכאן, עובדי הבריאות העיקריים (רופאים, רוקחים, אחיות, וכו ') יכול ליהנות מזמינות של שיטות הקרנה פשוטה (בדיקות קוגניטיביות קצרות) כי ניתן להחיל בתוך דקות. באופן אידיאלי, אלה יהיה באובייקטיביות לזהות חולים עם הסתברות גבוהה של סבל MCI, כך שהם יוכלו להיבדק קלינית על ידי רופאים כלליים או מיוחדים.
בהתחשב בכך גילוי מוקדם של MCI הוא הופך משימה חיונית בתוך ההקשר של בריאות הציבור, עבודה זו נועדה לזהות אילו מאפיינים שימושיים בזיהוי ייעודי של MCI בבדיקות בדיקות של אוכלוסיות מבוגרות. קבוצות אלה ייבדקו באופן יסודי יותר עבור MCI בבדיקות שמנוהלות על-ידי ספקי הבריאות הראשיים. מתודולוגיה זו מספקת עץ החלטה עם האלגוריתמים המתאימים לזיהוי קבוצות האוכלוסייה למטרה.
בין המאפיינים הללו, גיל הוא אחד הגורמים העקביים ביותר הקשורים להתפתחות של פתולוגיה זו. מאפיינים רלוונטיים אחרים קשורים לדמוגרפיה או לסגנון חיים5. בין היתר, מחקרים מסוימים זיהו את משך שינה ביום או בלילה כגורם סיכון שיכול להוביל לאבחון של MCI5,6,7,8,9. הצריכה הממושכת של תרופות כגון בנזודיאזפינים, נצרך על ידי מוערך 20%-25% מהמבוגרים10,11, יכול גם להשפיע על שעות השינה ואת ההתפתחות של MCI12,13. אכן, טיפולים ממושכים עבור מחלות כרוניות עשויות להיות תכונות חשובות שימושיות בבחירת מראש של אנשים עם סיכון גבוה של סבל מ-MCI.
כאן, פיתחנו מודלים מבוססי נתונים המשתמשים באלגוריתמים למידה אוטומטית, עץ החלטה, וכלי ניבוי כדי להגביר את יעילות המתודולוגיה לגילוי MCI על-ידי הפלה המאפיינים המלאים תפקיד חשוב בתחילת זיהוי של MCI. עץ ההחלטה הנובעת המוצגת כאן הופק באמצעות קבוצה מסוימת של חולים ספרדיים באמצעות בתי מרקחת קהילתיים. עם זאת, שיטה זו תהיה שימושית גם בקרב אוכלוסיות אחרות עם מאפיינים שונים.
עבודה זו הושלמה בשיתוף פעולה עם הרפואה העיקרית ורופאים מיוחדים. בתי מרקחת קהילתיים היו אידיאליים לבדיקת אלגוריתם זה מכיוון שהם קרובים לחולים, יש להם שעות פתיחה ארוכות, ולעתים קרובות הם ביקרו והתייעצו. מחלות ניווניות הן תנאים מורכבים אשר לא תמיד הבינו היטב על ידי ספקי הבריאות העיקריים14. לכן, להיות מעורב בתהליך יעלה את המודעות של אנשים הסובלים MCI ו dementias.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>caret</td>
			<td>Max Kuhn</td>
			<td></td>
			<td>R package</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rpart</td>
			<td>Terry Therneau, Beth Atkinson, Brian Ripley</td>
			<td></td>
			<td>R package</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPMSQ in Spanish</td>
			<td>Farmaceuticoscomunitarios.org</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://farmaceuticoscomunitarios.org/anexos/vol11_n1/ANEXO1.pdf" target="_blank">http://farmaceuticoscomunitarios.org/anexos/vol11_n1/ANEXO1.pdf</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPMSQ in English</td>
			<td>geriatrics.stanford.edu</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://geriatrics.stanford.edu/culturemed/overview/assessment/assessment_toolkit/spmsq.html" target="_blank">https://geriatrics.stanford.edu/culturemed/overview/assessment/assessment_toolkit/spmsq.html</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MMSE in Spanish</td>
			<td>Farmaceuticoscomunitarios.org</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://farmaceuticoscomunitarios.org/anexos/vol11_n1/ANEXO2.pdf" target="_blank">http://farmaceuticoscomunitarios.org/anexos/vol11_n1/ANEXO2.pdf</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MMSE in English</td>
			<td>oxfordmedicaleducation.com</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oxfordmedicaleducation.com/geriatrics/mini-mental-state-examination-mmse/" target="_blank">http://www.oxfordmedicaleducation.com/geriatrics/mini-mental-state-examination-mmse/</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a machine learning approach to design an efficient selective screening of mild cognitive impairment

ליקוי קוגניטיבי מתון (MCI) הוא הסימן הראשון של דמנציה בקרב אוכלוסיות קשישים הגילוי המוקדם שלה הוא קריטי בחברות ההזדקנות שלנו. בדיקות MCI נפוצות כגון הקרנה מסיבית שלא הבחנה לא תהיה חסכונית. כאן, אנו מתארים פרוטוקול המשתמשת בטכניקות למידה ממוחשבת כדי לבחור מועמדים במהירות להקרנה נוספת באמצעות מבחן MCI המבוסס על שאלה. פעולה זו מקטינה את מספר המשאבים הדרושים להקרנה משום שרק חולים העלולים להיות בעלי הפוטנציאל של MCI חיוביים.
מתודולוגיה זו הוחלה במחקר ראשוני של מחקר MCI שיצר את נקודת ההתחלה לעיצוב עץ החלטה סלקטיבי של ההקרנה. המחקר הראשוני שנאסף משתנים דמוגרפיים וסגנון חיים רבים, כמו גם פרטים על תרופות החולה. שאלון למצב נפשי נייד קצר (spmsq) ובדיקת המצב המיני-מנטלית (mmse) שימשו לזיהוי מקרים אפשריים של MCI. לבסוף, השתמשנו בשיטה זו כדי לעצב תהליך יעיל לסיווג אנשים בסיכון של MCI. עבודה זו מספקת גם תובנות לגורמים הקשורים לסגנון חיים הקשורים ל-MCI שניתן למונף במניעה ובגילוי מוקדם של MCI בקרב אוכלוסיות מבוגרות.

בתי המרקחת המשתתפים אספו נתונים מ728 משתמשים ואספו משתנים דמוגרפיים בנוסף לתרופות שנקבעו למשתתפים. רגרסיה לוגיסטית מועלת בוצעה עבור כל המשתנים34; תרשימי שורת השגיאה המוצגים באיור 3 ובאיור 4 הם ייצוגים גרפיים נוחים של מרווח הבי?...

Watch this Scientific Journal Video about A Machine Learning Approach to Design an Efficient Selective Screening of Mild Cognitive Impairment at JoVE.com

A Machine Learning Approach to Design an Efficient Selective Screening of Mild Cognitive Impairment

מתודולוגיה זו מייצרת עצי החלטה שיעד קבוצות אוכלוסיה נוטה יותר לסבול מליקוי קוגניטיבי מתון ושימושיים להקרנה סלקטיבית חסכונית של המחלה.

גישת למידה ממוחשבת לעיצוב הקרנה סלקטיבית יעילה של ליקוי קוגניטיבי מתון

Mild cognitive impairment (MCI) is the first sign of dementia among elderly populations and its early detection is crucial in our aging societies. Common ...

מטרת הסרטון היא לתאר כיצד לעצב סינון חסכוני של פגיעה קוגניטיבית קלה, הכוללת קשיים רבים מהצפוי לבצע מיומנויות קוגניטיביות נמוכות הקשורות בעיקר לזיכרון וללשון. אנו רוצים להדגיש את החשיבות של מצב מסוג זה המשפיע על הקשישים, ואת הרבגוניות של הליך זה. הליך זה יכול להיות מותאם בקלות למחלות אחרות, המרת הקרנה יקרה לתוך אחד ריאלי.חפש ביקורות שיטתיות של Cochrane עבור תנאי התנאי למסך. למשל, במחקר שלנו, ליקוי קוגניטיבי או דמנציה"הצטרף עם גורמי סיכון. חיפוש על מונחי PubMed מציג כמה ראיות של מערכת היחסים עם הידרדרות קוגניטיבית או דמנציה.בחר את המשתנים עם ראיות נוספות של קשר עם הידרדרות קוגניטיבית או דמנציה לפרט שאלון. חיפוש יסודי הכולל מונחים כפגיעה קוגניטיבית וגורמי סיכון"בוצע באמצעות PubMed והביקורות השיטתיות של קוקרן. לפני תחילת המחקר במטרה להרכיב את המספר הגדול ביותר של גורמים המופיעים בספרות המדעית.כמאפיינים אפשריים הקשורים לפגיעה קוגניטיבית, במיוחד במסד הנתונים Cochrane, זה נשמע עבור כל המאמרים עם המונח פגיעה קוגניטיבית"או דמנציה, ובמאמרים PubMed עם תנאי מין, רמת השכלה, פעילות קוגניטיבית, פעילות גופנית, סוכרת, יתר לחץ דם, כולסטרול, דיכאון, השמנת יתר, עישון, אלכוהול, שינה, דיאטה, ותנאים כלכליים. בשילוב עם פגיעה קוגניטיבית"או דמנציה, מדי. לפיכך, שאלון פירט עם המשתנים בסקירה הביבליוגרפית כי מציגים כמה ראיות של הקשר עם הידרדרות קוגניטיבית או דמנציה.שאלון מעוצב עם מידע של המשתנים המשויכים שנבחרו. עבור מחקר הביצועים שלנו, המשתנים שנבחרו הם אורח חיים דמוגרפי ופתולוגיות כרוניות בנוסף לנוכחות או היעדר דיכאון, אשר קשורה לעתים קרובות עם הידרדרות קוגניטיבית. צריכת התרופות נאספה בעקבות המתודולוגיה.הקוד הכימי הטיפולי האנטומי שימש לסיווג הסמים. בדיקת המיון שנבחרה יכולה להינתן על ידי צוות של בריאות ראשונית כגון רוקחים. מאפיינים בסיסיים הדרושים לביצוע הבדיקה נלקחו בחשבון.בפרט, עבור אוכלוסיית קשישים ספרדית עם כמות גדולה של illiterates שחיו במלחמת האזרחים בספרד, ההצעה שלנו הייתה באמצעות שאלון מצב נפשי נייד קצר של טובה ובדיקת מצב נפשי מיני שניהם נמצאים בשימוש נרחב במרפאת הזיכרון, שכן אחד מהם דורש אוריינות. מי שגויסו היו חולים לא מאושפזים בני 65 ומעלה שהלכו בקביעות לבית המרקחת ומעוניינים להשתתף במחקר הנוכחי. אנשים שהיו להם קושי לבצע בדיקת הערכה או אנשים שנמצאים בטיפול בדמנציה אינם נכללים.משתתפי המחקר נחשבים לקויים קוגניטיבית כאשר לפחות אחד מהקריטריונים הבאים הוא נפגשו. ציוני נתונים בשאלון מצב נפשי נייד קצר הם ארבע נקודות או יותר במקרה של משתתפים אנאלפביתים ושלוש נקודות או יותר עבור נושאים אחרים. פחות או שווה ל-24 נקודות במבחן מבחן מצב נפשי מיני מתוקן.משתתפים לקויי קוגניטיבית מופנים למומחה רפואי, כנוירולוג, לאבחון הקליני שלהם. חוקרים רוקחים מאומנים בידע בסיסי על פגיעה קוגניטיבית וניהול כלי סינון. המחקר חתך שלנו כדי לזהות ליקוי קוגניטיבי וגורמים פוטנציאליים שמקורם בחברה בגיל 65 ומעלה הוא עיצוב.גודל המדגם המשוער לשכיחות של פגיעה קוגניטיבית הוא 541 אנשים, ועם עלייה של 10% עקב הפסדים, הם 600 אנשים. מכתבי תקשורת עוצבו בין רשת הבריאות המודיעה על הפרויקט. האבחנה הסופית באמצעות בדיקה ספציפית שמורה לטיפול מיוחד, בהתאם לפרוטוקול המוצג בדיאגרמה.זהו צעד קנייני לפני החלת טכניקות למידת מכונה, המרת נתונים על פי p-test של האלגוריתמים שיש ליישם. האלגוריתמים ליצירת עצי החלטה הם שינוי של שונות או מתאם בין משתנים. אז ההתמקדות היא בסיווג משתנים.לדוגמה, יצירת משתנים כדי לסווג אם החולה לוקח תרופה על פי הרמה השנייה והשלישית של קוד הסיווג הכימי הטיפולי האנטומי, בהתאם לגיליון המעקב הפרמקותרפי. ניתוח רגרסיה לוגיסטית בוצע עבור כל משתנה כדי להעריך אם הוא משמעותי מספיק כדי להיכלל בקבוצת הנתונים כדי ליצור את עץ ההחלטות. על מנת לקבל את הדיוק המרבי בירידה קוגניטיבית אפשרית, התאספו מספר טכניקות למידת מכונה.ולבסוף, פיתחנו מודל עם 80% מהליבה שלנו ומודל עץ המבוסס על אלגוריתם העצומה רקורסיבי שלנו לפתח עץ החלטה כדי לקבל את המשתנים המשמעותיים ביותר בהקרנה. אלגוריתם למידת המכונה שהוחל על ערכת נתוני האימון, המורכבת מ- 80% מערכת הנתונים כולה. החלק הנותר משמש להערכת הדיוק של המודל.ערכת הנתונים צפויה להיות מאוזנת, ודגימת הפחתה היא אחת הטכניקות להתמודדות עם בעיה זו. לצורך ההקרנה, אנו מעוניינים מאוד להפחית ככל האפשר את מספר התשלילים הכוזבים. ניתן להשיג זאת באמצעות בחירה עליונה של הרשות הפלסטינית של מטריצת ההפסדים.הפרמטר האופטימלי של האלגוריתם נבחר עם אימות צולב. המחקר חתך שלנו נערך עם 728 משתתפים לא ממוסדים מעל גיל 65. 100 ו-27 משתתפים קיבלו ציון חיובי במבחני פגיעה קוגניטיבית קלה.המשתתפים שסווגו כחיוביים הופנו לאבחון קליני. לאחר ביצוע המחקר כדי להעריך את אחוז המשתמשים עם פגיעה קוגניטיבית קלה, רגרסיה לוגיסטית מגוונת חדשה מתבצעת עם כל המשתנים במטרה לבחור משתנים. עבור חלק מהמשתנה המשמעותי יותר, מרווח זמן של 99%בר-ביטחון ביחס הסיכויים מוצג בגרף שורת שגיאה זה.זהו ייצוג אינטרגרפי נפוץ עבור מרווח בר-הסמך של יחס הסיכויים, שבו נעשה שימוש בקנה מידה נמוך ליחס סיכויים. כל המשתנים הללו שערכם p גדול מ- 0.01 נבחרו כדי ליצור מודל תיבה רחב המבוסס על עץ החלטות, בעוד משתנים רבים אחרים בעלי ערך p גבוה יותר לא נבחרו כדי ליצור את המודל. לדוגמה, עבור משתנים רגילים אלה, מרווח הזמן של 99%confidence של יחס יחסי הזכייה נכלל בערך אחד.ומכאן, ערך p גבוה מ- 0.01. לאחר עיבוד מקדים זה, פיצלנו את ערכת הנתונים לבדיקת נתוני אימון ולסט נתוני הבדיקה. עץ ההחלטות נוצר ב ערכת נתוני האימון כקלט, המורכבת מ- 583 אנשים, ומותאמת עם ערכת הבדיקה עם 145 משתמשים.הביצועים של האלגוריתמים הוערכו באמצעות האזור תחת עקומת ROC במבחן. לאחר שימוש בספריית רכב ב- R, עבור כל משתמש, העץ המתקבל הקצה הסתברות והמלצה אם המשתמש צריך לקחת את מבחן הפגיעה הקוגניטיבית המתון. הם תלויים בצומת הסופי בעץ.הערך בתחתית התיבה הוא אחוז האנשים בעלי מאפיינים אלה בהכשרה. חם יותר הוא צבע התיבה, סביר יותר להיות חיובי במבחני פגיעה קוגניטיבית קלה. שים לב כי הצומת העליון תואם את השאלה של היעדר תלונה זיכרון.כאן, תשובה חיובית מגיעה לסניף השמאלי, להיות השאלה הבאה המין של המשתמש, ואילו תשובה שלילית מרמזת ללכת לסניף הנכון ולשאול על זמן השינה של המשתמש ביום. כדי להעריך את יכולת הליהוק המלאה של עץ ההחלטות, מוצגת עקומת ROC. זה אזור תחת עקומת ROC הוא.0.763.ההמלצה של העץ על לקיחת מבחן פגיעה קוגניטיבית קלה השיגה רגישות. של 0.76 וספטיות של 0.7, מיוצג עם נקודה כחולה בנתון. כתוצאה מכך, ראיון קצר למשתמשים נבחרים בסיכון לפגיעה קוגניטיבית קלה עם הכלי של עץ החלטה מייצר באופן משמעותי את מספר המשתמשים הנבחנים במבחני פגיעה קוגניטיבית מתונים, וזה די זמן רב עבור בודק.הפחתה זו יכולה להיות מוערכת במבחן, לפרש את מטריצת הבלבול של המעמדות שנצפו וצפויים. ואכן, 55 מתוך 145 משתמשים במבחן נבחרים על ידי עץ ההחלטות, מה שמפחית 62% מהמשתמשים הנבחנים, בעוד שרוב המשתמשים להיות חיוביים בפגיעה קוגניטיבית קלה נבחרים, כלומר 19 מתוך 25. כמסקנה של מחקר זה, בהינתן סינון קל של ליקוי קוגניטיבי ששכיחותו נמוכה, 17% כמו זו שנחשבת למחקר, ניתן לעצב קבוצה של קריטריוני בחירה נאותים באמצעות טכניקות למידת מכונה, ולהגדיל את אחוז החיובי בפגיעה קוגניטיבית קלה עד ליותר מ -30% בקרב משתמשים נבחרים.כתוצאה מכך, כלים אלה ביקשו להיות יעילים יותר בסינון עם הפחתת עלויות משמעותית. מודלים מונחי נתונים עם תועלת מהבנת מהו המידע החשוב ביותר לבניית מודל מופחת. בניית עץ החלטה נותנת לנו תובנה על אילו משתנים עלינו להתמקד, על מנת להפלות בצורה חסכונית אנשים שהם או לא מומלץ לקחת את מבחני הליקוי הקוגניטיבי המתון.תכנון הפרוטוקול גוזל זמן רב. בגלל זה, כמה בדיקות אחרות עשוי להיחשב לגילוי עתידי של פגיעה קוגניטיבית קלה בתוך דקות ספורות. יתר על כן, יש לנו להחליט לשרת את מחקר ההקרנה שלנו בגיל 50 במקום 65 כמשימה מונעת על מנת להגדיל את האפקטיביות בשרשרת של פגיעה קוגניטיבית קלה.רוקחים הם אחד הנגישים ביותר וביקרו באופן קבוע אנשי מקצוע בתחום הבריאות, והם יכולים לשחק תפקיד חיוני בגילוי מוקדם של פגיעה קוגניטיבית קלה.

Research

JoVE Journal

Behavior

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

משימת קונגרואנסי Crossmodal כאמצעי להשיג מדוד התנהגות אובייקטיבי בפרדיגמה האשליה יד גומי

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

Assessment of Age-related Changes in Cognitive Functions Using EmoCogMeter, a Novel Tablet-computer Based Approach

הערכה של שינויים הקשורים בגיל בתפקודים קוגניטיביים באמצעות EmoCogMeter, גישה החדשנית Tablet-מחשב מבוסס

The main goal of this study was to assess the usability of a tablet-computer-based application (EmoCogMeter) in investigating the effects of age on ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

חשיפת חירשות Beat: הפרעות קצב זיהוי עם אצבע מסונכרנות הקשה ומשימות תזמון תפיסתי

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

ההערכה הניסויית של עכבר חברותי בגישת עיבוד תמונה אוטומטית

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Assessment of Social Cognition in Non-human Primates Using a Network of Computerized Automated Learning Device (ALDM) Test Systems

Assessment of Social Cognition in Non-human Primates Using a Network of Computerized Automated Learning Device ALDM Test Systems

הערכה של קוגניציה החברתית בפרימטים ללא אנושיים באמצעות רשת של מכשיר אוטומטי למידה ממוחשבת מערכות (ALDM) מבחן

Fagot &#38; Paleressompoulle1 and Fagot &#38; Bonte2 have published an automated learning device (ALDM) for the study of cognitive abilities of monkeys ...

A Novel Experimental and Analytical Approach to the Multimodal Neural Decoding of Intent During Social Interaction in Freely-behaving Human Infants

גישה חדשנית ניסויית ואנליטית למולטימודליות עצביות פענוח כוונות במהלך אינטראקציה חברתית באופן חופשי על-מתנהג תינוקות אנושיים

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental ...

Behavioral Disturbances: An Innovative Approach to Monitor the Modulatory Effects of a Nutraceutical Diet

הפרעות התנהגותיות: גישה חדשנית אחר ההשפעות modulatory של תזונה Nutraceutical

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, ...

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

"מנוע" במנוע מרומזת רצף למידה: תגובת טורי צועד ברגל זמן פעילות

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

Lexical Decision Task for Studying Written Word Recognition in Adults with and without Dementia or Mild Cognitive Impairment

משימת החלטה לקסיקלית ללמוד זיהוי מילה בכתב אצל מבוגרים עם ובלי דמנציה או ליקוי קוגניטיבי מתון

Older adults are slower at recognizing visual objects than younger adults. The same is true for recognizing that a letter string is a real word. People ...

Using Practice Testing, Public Speaking, and Source Monitoring to Examine the Influences of Learning Strategies and Stress on Episodic Memory

שימוש בבדיקות תרגול, בקרת הציבור וניטור המקור כדי לבחון את ההשפעות של אסטרטגיות למידה וסטרס על הזיכרון האפיזודי

Prior research demonstrated that learning information via retrieval practice, which entails studying and taking practice tests, resulted in less memory ...