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# Computerwissenschaften # Computer und Gesellschaft # Maschinelles Lernen

Die Opioidkrise: Soziale Verwundbarkeiten aufgedeckt

Untersuchen, wie soziale Faktoren zu opioidbedingten Todesfällen in den USA beitragen.

Andrew Deas, Adam Spannaus, Dakotah D. Maguire, Jodie Trafton, Anuj J. Kapadia, Vasileios Maroulas

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Soziale Faktoren und die Soziale Faktoren und die Opioid-Krise opoidbedingten Todesfälle. Transportmitteln treiben die Arbeitslosigkeit und der Zugang zu
Inhaltsverzeichnis

Die Opioidkrise in den Vereinigten Staaten ist ein bedeutendes und anhaltendes Problem im Bereich der öffentlichen Gesundheit. Dieses Problem hat sich über die Jahre entwickelt und entstand zunächst durch die Überverschreibung von opioidhaltigen Schmerzmitteln. Trotz der Bemühungen, diese Verschreibungen zu reduzieren, ist die Zahl der Überdosierungen dramatisch gestiegen. Während das Land zwischen 2011 und 2021 die Verschreibungen um fast die Hälfte gesenkt hat, haben sich die Todesfälle durch Opioidüberdosierungen im gleichen Zeitraum mehr als verdreifacht. Die Komplexität dieser Krise wirft Fragen zu den sozialen Faktoren auf, die zum Missbrauch von Opioiden beitragen.

Eines der Ziele aktueller Studien ist es zu verstehen, wie bestimmte soziale Verwundbarkeiten mit opioidbezogenen Todesfällen zusammenhängen. Forscher untersuchen Daten auf Gemeindeebene, um herauszufinden, welche sozialen Faktoren möglicherweise mit hohen oder niedrigen Sterblichkeitsraten durch Opioidkonsum verbunden sind. Indem wir uns auf dreizehn verschiedene Variablen des sozialen Verwundbarkeitsindex (SVI) in verschiedenen Landkreisen konzentrieren, können wir wertvolle Einblicke in mögliche Ursachen des Opioidmissbrauchs gewinnen.

Verständnis sozialer Verwundbarkeit

Soziale Verwundbarkeit bezieht sich auf die Merkmale einer Bevölkerung, die ihre Fähigkeit beeinflussen, mit externen Belastungen umzugehen, wie wirtschaftlicher Instabilität oder Gesundheitskrisen. Gemeinden mit hoher sozialer Verwundbarkeit haben möglicherweise mit Herausforderungen wie Armut, Arbeitslosigkeit, mangelnder Bildung und unzureichenden Verkehrsanbindungen zu kämpfen. Diese Faktoren können die Gesundheitsergebnisse von Individuen erheblich beeinflussen, einschliesslich ihres Risikos für Opioidabhängigkeit und Überdosierung.

Die Studie untersuchte dreizehn spezifische Indikatoren sozialer Verwundbarkeit, einschliesslich des Anteils der Menschen, die unter der Armutsgrenze leben, Arbeitslosenquoten, Bildungsabschlüssen, Einelternhaushalten und Zugang zu Verkehrsmitteln. Zu verstehen, wie diese Faktoren mit der Mortalität durch Opioide zusammenhängen, kann Hinweise darauf geben, wie man die Krise angehen und möglicherweise lindern kann.

Der Opioidwandel

Ursprünglich waren viele mit Opioiden verbundene Probleme auf verschreibungspflichtige Medikamente zurückzuführen. Mit dem Rückgang des Zugangs zu legalen Opioiden gab es jedoch einen Wandel hin zu illegalen Drogen wie Heroin und Fentanyl. Dieser Übergang hat zu steigenden Mortalitätsraten durch diese illegalen Substanzen geführt und neue Herausforderungen für die Gesundheitsbehörden geschaffen. Personen, die weiterhin Opioide suchen, selbst angesichts möglicher rechtlicher Konsequenzen, könnten von den sozioökonomischen Faktoren beeinflusst werden, die im sozialen Verwundbarkeitsindex enthalten sind.

Die Studie versucht herauszufinden, welche sozialen Verwundbarkeitsfaktoren in Bezug auf opioidbezogene Todesfälle am wichtigsten sind. Indem sie sich auf diese Variablen in bestimmten Landkreisen konzentrieren, können Forscher Bereiche identifizieren, in denen Interventionen am effektivsten sein könnten.

Analyse der Sterblichkeitsraten

Die Forscher analysierten Daten aus Landkreisen in den USA, um die Sterblichkeitsraten in Bezug auf die dreizehn SVI-Variablen zu vergleichen. Sie führten eine erste Analyse durch, um zu sehen, wie sich diese sozialen Verwundbarkeiten in Landkreisen mit ungewöhnlich hohen oder niedrigen Raten von opioidbezogenen Todesfällen manifestierten. Diese vorläufige Analyse hatte zum Ziel, Muster aufzudecken, die weiter untersucht werden könnten.

Landkreise mit sehr hohen Sterblichkeitsraten wurden als "heisse Anomalien" klassifiziert, während solche mit sehr niedrigen Raten als "kalte Anomalien" bezeichnet wurden. Durch das Anpassen eines statistischen Modells an die Sterblichkeitsdaten konnten die Forscher Grenzen festlegen, um diese Anomalien effektiv zu identifizieren. Die Ergebnisse dieser Analyse würden als Grundlage für maschinelle Lernmodelle dienen, die darauf ausgelegt sind, zukünftige opioidbezogene Todesfälle vorherzusagen.

Maschinelles Lernen und Opioidsterblichkeit

Um das Verständnis der Beziehung zwischen SVI-Faktoren und opioidbezogener Sterblichkeit zu verbessern, wurden zwei Modelle des maschinellen Lernens eingesetzt: XGBoost und ein Autoencoder. Mit diesen Modellen konnten die Forscher die Bedeutung jedes SVI-Faktors bei der Vorhersage der Sterblichkeitsraten bewerten.

XGBoost ist ein beliebtes Modell, das auf Entscheidungsbäumen basiert und bei Klassifikations- und Regressionsaufgaben hervorragend abschneidet. Es hilft dabei, festzustellen, welche sozialen Verwundbarkeitsfaktoren die Sterblichkeitsvorhersagen am stärksten beeinflussen. Ein Autoencoder hingegen komprimiert und rekonstruiert Eingabedaten, um herauszufinden, welche Merkmale die Vorhersagen durch eine Shapley-Wert-Analyse am stärksten beeinflussen.

Diese beiden Ansätze lieferten unterschiedliche Einblicke in die sozialen Verwundbarkeiten, die im Kontext der Opioidsterblichkeit am relevantesten sind, und ihre kombinierten Ergebnisse helfen, ein umfassenderes Bild der Krise zu zeichnen.

Wichtige Ergebnisse der Analyse

Die Analyse zeigte, dass bestimmte soziale Verwundbarkeitsfaktoren, insbesondere Arbeitslosigkeit und fehlender Zugang zu Verkehr, entscheidende Rollen bei den Mortalitätsraten durch Opioide spielten. Diese beiden Variablen wiesen Muster an beiden Enden des Sterblichkeitsspektrums auf, was darauf hindeutet, dass die Reduzierung der Arbeitslosigkeit und die Verbesserung des Zugangs zu Verkehr die opioidbezogenen Todesfälle in den am stärksten betroffenen Gebieten senken könnten.

Zum Beispiel hatten Landkreise mit hohen Arbeitslosenquoten oft höhere Mortalitätsraten durch Opioide, während solche mit niedrigeren Arbeitslosenzahlen niedrigere Raten aufwiesen. Ähnlich hatten Gemeinschaften, die keinen zuverlässigen Zugang zu Verkehr hatten, Schwierigkeiten, essentielle Gesundheitsdienste zu erreichen, was zu schlechteren Ergebnissen bei Personen mit Opioidabhängigkeit beitragen könnte.

Die Rolle von COVID-19

Die COVID-19-Pandemie hatte erhebliche Auswirkungen auf die Opioidkrise und schuf zusätzliche Hürden für die öffentlichen Gesundheitssysteme. Zunehmende Arbeitslosigkeit und soziale Isolation während dieser Zeit verschärften die Probleme, mit denen Menschen, die mit Substanzmissbrauch zu kämpfen hatten, konfrontiert waren. Die Analyse zeigte, dass die prädiktiven Modelle während dieser Zeit Schwierigkeiten hatten, genau zu bleiben, was darauf hinweist, dass traditionelle Datenmuster keine nützlichen Einblicke mehr boten.

Das unterstreicht die Bedeutung, soziale Verwundbarkeiten kontinuierlich anzugehen, besonders in schwierigen Zeiten. Die Pandemie machte deutlich, dass, wenn Gemeinschaften mit zusätzlichen Belastungen wie Gesundheitskrisen konfrontiert sind, die Konsequenzen bestehende Probleme wie Opioidmissbrauch verschärfen können.

Öffentliche Gesundheitsimplikationen

Die Ergebnisse dieser Studie haben mehrere Implikationen für öffentliche Gesundheitsinitiativen, die darauf abzielen, die Opioidkrise zu bekämpfen. Massgeschneiderte Interventionen, die sich auf wirtschaftliche Stabilität und Zugang zu Verkehr konzentrieren, könnten erhebliche Vorteile bieten. Programme, die stabile Arbeitsmöglichkeiten schaffen und den öffentlichen Transport in gefährdeten Gemeinden verbessern, könnten die Risiken der opioidbezogenen Sterblichkeit verringern.

Indem die zugrunde liegenden sozialen Verwundbarkeiten, die den Drogenmissbrauch beeinflussen, angegangen werden, können öffentliche Gesundheitsbeamte ihre Ressourcen und Strategien besser auf diejenigen konzentrieren, die am gefährdetsten sind. Bemühungen zur Verbesserung der wirtschaftlichen Bedingungen und des Zugangs zu zuverlässigem Verkehr könnten entscheidend sein, um die Zahl der opioidbezogenen Todesfälle zu senken.

Einschränkungen der Studie

Obwohl die Studie wertvolle Einblicke bietet, gibt es einige Einschränkungen zu beachten. Das Problem fehlender Daten in den Sterbungsaufzeichnungen stellt eine erhebliche Herausforderung dar. Die Methode zur Imputation fehlender Raten war bis zu einem gewissen Grad effektiv, konnte jedoch die Komplikationen, die aus unterdrückten Daten in bestimmten Landkreisen resultieren, nicht vollständig beseitigen.

Zudem ist die Opioidkrise ein facettenreiches Problem, das von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird, die nicht in der Studie enthalten sind. Zukünftige Forschungen könnten diese Ergebnisse erweitern, indem sie zusätzliche Faktoren untersuchen, wie etwa Ressourcen für psychische Gesundheit und Gemeinschaftsunterstützungssysteme.

Fazit

Die Opioidkrise bleibt ein drängendes und komplexes Problem in den Vereinigten Staaten, beeinflusst von einer Vielzahl sozialer Verwundbarkeiten. Durch die Analyse von Daten und die Anwendung maschineller Lernmethoden haben die Forscher Schlüsselfaktoren identifiziert, die mit der opioidbezogenen Sterblichkeit zusammenhängen, darunter Arbeitslosigkeit und Zugang zu Verkehr. In Zukunft könnte die Bekämpfung dieser Verwundbarkeiten durch gezielte öffentliche Gesundheitsinitiativen helfen, die Krise zu mildern und die allgemeine Gesundheit der Gemeinschaft zu verbessern.

Während die Nation weiterhin mit den Folgen der Opioid-Epidemie zu kämpfen hat, ist es wichtig, einen ganzheitlichen Ansatz zu verfolgen, der die sozialen Faktoren berücksichtigt, die zu dieser fortwährenden Herausforderung beitragen. Mit durchdachten Interventionen und dem Engagement, die Natur dieser Krise zu verstehen, gibt es Hoffnung auf Fortschritte bei der Reduzierung der opioidbezogenen Todesfälle und der Förderung gesünderer Gemeinschaften in den Vereinigten Staaten.

Wenn du jemals in ein Gespräch über die Opioidkrise verwickelt bist, denk einfach daran: Es geht nicht nur um die Pillen oder die Spritzen – es geht auch um die Menschen, ihre Kämpfe und die soziale Unterstützung, die sie brauchen, um ihr Leben zu ändern. Schliesslich kann ein wenig Freundlichkeit einen grossen Unterschied machen, wenn es darum geht, jemandem zu helfen, zu heilen.

Originalquelle

Titel: Investigating the importance of social vulnerability in opioid-related mortality across the United States

Zusammenfassung: The opioid crisis remains a critical public health challenge in the United States. Despite national efforts which reduced opioid prescribing rates by nearly 45\% between 2011 and 2021, opioid overdose deaths more than tripled during this same period. Such alarming trends raise important questions about what underlying social factors may be driving opioid misuse. Using county-level data across the United States, this study begins with a preliminary data analysis of how the rates of thirteen social vulnerability index variables manifest in counties with both anomalously high and low mortality rates, identifying patterns that warrant further investigation. Building on these findings, we further investigate the importance of the thirteen SVI variables within a machine learning framework by employing two predictive models: XGBoost and a modified autoencoder. Both models take the thirteen SVI variables as input and predict county-level opioid-related mortality rates. This allows us to leverage two distinct feature importance metrics: information gain for XGBoost and a Shapley gradient explainer for the autoencoder. These metrics offer two unique insights into the most important SVI factors in relation to opioid-related mortality. By identifying the variables which consistently rank as most important, this study highlights key social vulnerability factors that may play critical roles in the opioid crisis.

Autoren: Andrew Deas, Adam Spannaus, Dakotah D. Maguire, Jodie Trafton, Anuj J. Kapadia, Vasileios Maroulas

Letzte Aktualisierung: 2024-12-03 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2412.15218

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.15218

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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