Approche mobile de santé personnalisée pour réduire l'utilisation de cannabis
Un nouvel algorithme cible la consommation de cannabis chez les jeunes adultes grâce à des interventions personnalisées.
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Table des matières
- Motivation de l'étude
- Aperçu des technologies de santé mobile
- L'algorithme d'apprentissage par renforcement proposé
- L'étude pilote
- Défis dans les études de santé mobile
- Aperçu du cadre d'apprentissage par renforcement
- Actions
- États
- Récompenses
- Conception du banc d'essai de simulation
- Modèle de base
- Résultats expérimentaux
- Résumé
- Source originale
- Liens de référence
L'utilisation du cannabis devient de plus en plus courante, surtout chez les jeunes adultes de 18 à 25 ans. Cette tendance soulève plusieurs préoccupations en matière de santé, notamment le trouble lié à l'usage du cannabis (TUC), qui peut avoir des impacts graves sur les individus et la société. S'attaquer à ce problème est crucial et fait partie d'un agenda mondial plus large visant à améliorer le bien-être. Un défi majeur est que beaucoup de gens qui ont besoin d'aide ne la reçoivent pas, en particulier les jeunes adultes.
Pour répondre à ce problème croissant, les chercheurs développent des approches innovantes pour réduire l'usage du cannabis, notamment en utilisant des technologies de Santé Mobile. Ces outils, comme les applis, peuvent aider les gens à suivre leur consommation de cannabis et à recevoir des Interventions personnalisées pour les aider à gérer leur usage. Ces méthodes n'ont pas encore été entièrement explorées pour réduire l'utilisation du cannabis chez les jeunes adultes.
Cet article présente un nouvel algorithme d'Apprentissage par renforcement (RL) en ligne conçu pour personnaliser les interventions de réduction de l'usage du cannabis chez les jeunes adultes. L'algorithme sera testé dans une étude de santé mobile, visant à fournir un soutien en temps réel aux individus en fonction de leurs habitudes et besoins uniques.
Motivation de l'étude
L'usage croissant du cannabis atteint des niveaux alarmants, notamment chez les jeunes adultes. Ce groupe d'âge est particulièrement vulnérable, car une utilisation précoce du cannabis peut entraîner divers problèmes de santé et un risque accru de développer un TUC. De plus, les attitudes sociétales envers le cannabis ont évolué, rendant essentiel le renforcement des stratégies de prévention et de traitement pour lutter contre ses effets négatifs.
Les technologies de santé mobile offrent une voie prometteuse pour aborder ces préoccupations. Elles peuvent fournir aux gens les outils nécessaires pour surveiller leur utilisation du cannabis et recevoir des interventions en temps voulu lorsque cela est nécessaire. Cependant, bien que de nombreuses études aient réussi à utiliser ces méthodes pour différents problèmes de santé comportementale, les preuves ciblant spécifiquement l'usage du cannabis chez les jeunes adultes sont limitées.
Par conséquent, cette étude se concentre sur l'utilisation d'un algorithme d'apprentissage par renforcement pour développer une stratégie d'intervention personnalisée pour les jeunes adultes. L'objectif est de les aider à gérer efficacement leur utilisation du cannabis grâce à un soutien continu et des messages adaptés.
Aperçu des technologies de santé mobile
Les technologies de santé mobile englobent une large gamme d'outils numériques conçus pour aider à la gestion de la santé. Elles incluent des applis, des dispositifs portables et des plateformes en ligne qui facilitent le suivi des comportements liés à la santé. Dans le contexte de l'usage du cannabis, ces technologies peuvent aider les individus à surveiller leur consommation, à recevoir des retours Personnalisés et à s'engager dans des interactions basées sur des données pour encourager des habitudes plus saines.
L'une des principales approches utilisées en santé mobile est les interventions adaptatives just-in-time (JITAIs). Ces interventions reposent sur l'idée de fournir un soutien quand c'est le plus nécessaire, en utilisant des données en temps réel sur le comportement et le contexte de l'utilisateur. En s'appuyant sur ces informations qui changent rapidement, les JITAIs peuvent offrir des messages adaptés pour encourager le changement de comportement de manière efficace.
Le potentiel des technologies de santé mobile pour aider les individus à réduire leur usage de cannabis est significatif. Elles offrent une opportunité d'intervention en temps réel et d'engagement continu, ce qui peut être crucial pour les jeunes adultes.
L'algorithme d'apprentissage par renforcement proposé
L'algorithme introduit dans cette étude vise à adresser les défis uniques de la livraison d'interventions de santé mobile aux jeunes adultes. Contrairement aux méthodes traditionnelles, cet algorithme se concentre sur la personnalisation en apprenant à partir des données individuelles des utilisateurs en temps réel. Il sera testé dans une étude pilote conçue pour évaluer son efficacité.
L'algorithme fonctionne en analysant les données des utilisateurs, comme leur consommation de cannabis, leur engagement avec l'appli et leurs réponses aux messages d'intervention. En fonction de ces informations, il adapte son approche pour fournir un soutien personnalisé et pertinent.
Une des forces clés de cet algorithme est sa capacité à apprendre à la fois des utilisateurs individuels et de la population plus large. En comprenant les différences et les similarités entre les utilisateurs, l'algorithme peut adapter ses interventions de manière plus efficace. Ce processus d'apprentissage dual est crucial pour maximiser l'impact des interventions et garantir qu'elles résonnent avec les utilisateurs.
L'étude pilote
La prochaine étude pilote testera l'efficacité de l'algorithme d'apprentissage par renforcement pour réduire l'usage du cannabis chez les jeunes adultes. Les participants seront assignés au hasard pour recevoir soit un message d'intervention basé sur mobile, soit aucun message, deux fois par jour.
L'objectif principal est d'évaluer comment bien l'algorithme personnalise la livraison des messages d'intervention en fonction du comportement et du contexte des participants. Cela implique de rassembler des données sur leur consommation de cannabis, leur engagement avec l'appli et des facteurs environnementaux pertinents.
L'étude pilote a été enregistrée et devrait commencer bientôt. Les informations recueillies contribueront significativement à notre compréhension de la manière d'aider efficacement les jeunes adultes à gérer leur usage de cannabis.
Défis dans les études de santé mobile
La mise en œuvre d'algorithmes d'apprentissage par renforcement dans les études de santé mobile présente plusieurs défis :
Données limitées : Beaucoup d'études ont de petites tailles d'échantillon, ce qui rend difficile de former les algorithmes efficacement. Cela pose un problème pour que l'algorithme apprenne et performe bien.
Évaluation après l'étude : Les algorithmes doivent être conçus pour que leur performance puisse être évaluée après la fin de l'étude. C'est important pour déterminer si les interventions étaient efficaces.
Stabilité et autonomie : L'algorithme doit être fiable tout au long de l'étude, fournissant une performance constante même dans des environnements de données bruyants. De plus, il ne doit pas nécessiter de changements fréquents une fois l'étude commencée.
Explicabilité : Le fonctionnement de l'algorithme doit être clair pour les chercheurs et les praticiens. Cette compréhension est importante pour analyser les résultats et informer les applications futures.
Effets retardés : L'impact des messages d'intervention peut ne pas être immédiat, ce qui entraîne des défis pour évaluer l'efficacité en temps réel de manière précise.
Reproductibilité : L'algorithme doit fonctionner d'une manière qui permet à d'autres chercheurs de reproduire ses résultats. Cela garantit que les découvertes peuvent être validées et généralisées à d'autres contextes.
L'algorithme d'apprentissage par renforcement proposé vise à relever ces défis de manière efficace, offrant une nouvelle approche pour des interventions personnalisées en santé mobile.
Aperçu du cadre d'apprentissage par renforcement
Le cadre d'apprentissage par renforcement utilisé dans cette étude est basé sur les principes de la prise de décision dans l'incertitude. Dans ce cadre, l'algorithme interagit avec l'environnement (l'utilisateur) et apprend à déterminer les meilleures actions à prendre au fil du temps.
L'environnement est modélisé comme un processus décisionnel où les états représentent la condition actuelle de l'utilisateur et les actions sont les choix faits par l'algorithme. Des récompenses sont attribuées en fonction des résultats des actions effectuées, permettant à l'algorithme d'apprendre de ses expériences.
Actions
Dans cette étude, l'algorithme a deux actions possibles : envoyer un message d'intervention ou ne pas envoyer de message. L'objectif de l'algorithme est de maximiser l'engagement des utilisateurs et de minimiser l'usage du cannabis.
États
Les états sont définis par diverses caractéristiques utilisateur, comme les niveaux d'engagement, l'heure de la journée et l'usage récent de cannabis. Ces facteurs influencent le processus de prise de décision de l'algorithme, lui permettant de recommander des interventions adaptées.
Récompenses
Les récompenses sont attribuées en fonction de l'engagement utilisateur et de la réduction réussie de la consommation de cannabis. L'algorithme vise à optimiser ces récompenses au fil du temps, apprenant à partir des interventions réussies et non réussies.
Conception du banc d'essai de simulation
Pour évaluer la performance de l'algorithme d'apprentissage par renforcement, un banc d'essai de simulation a été construit en utilisant des données d'une étude précédente. En créant un environnement contrôlé, les chercheurs peuvent comparer le nouvel algorithme aux méthodes traditionnelles couramment utilisées dans les études de santé mobile.
La simulation évaluera à quel point l'algorithme performe sous différents scénarios, y compris des niveaux variés d'effet de traitement et d'habituation parmi les utilisateurs. Cette approche fournira des informations précieuses sur les forces de l'algorithme et ses domaines d'amélioration potentiels.
Modèle de base
Le modèle de base pour la simulation implique de faire correspondre des modèles de régression logistique multinomiale aux données des utilisateurs, permettant aux chercheurs de tirer des enseignements sur l'efficacité de différentes stratégies d'intervention. Ces modèles servent de référence pour comparer la performance de l'algorithme d'apprentissage par renforcement.
Résultats expérimentaux
Les résultats des tests de simulation seront analysés pour déterminer l'efficacité de l'algorithme d'apprentissage par renforcement. Les indicateurs de performance clés comprendront les récompenses totales moyennes par utilisateur et la capacité de l'algorithme à personnaliser les interventions en fonction des caractéristiques et comportements individuels des utilisateurs.
Les résultats contribueront à comprendre comment l'algorithme aborde les défis associés aux interventions de santé mobile et son potentiel pour des applications dans le monde réel visant à réduire l'usage du cannabis.
Résumé
Cette étude présente un nouvel algorithme d'apprentissage par renforcement conçu pour fournir des interventions personnalisées pour la réduction de l'usage du cannabis chez les jeunes adultes. En tirant parti des technologies de santé mobile et des données en temps réel, l'algorithme vise à offrir un soutien en temps opportun aux individus en fonction de leurs besoins uniques.
La prochaine étude pilote évaluera l'efficacité de l'algorithme, fournissant des informations qui peuvent éclairer les futures interventions dans ce domaine critique de la santé publique. Les découvertes seront essentielles pour développer des stratégies pour faire face à la prévalence croissante de l'usage du cannabis et à ses risques associés chez les jeunes adultes.
Alors que les chercheurs continuent d'explorer les possibilités des technologies de santé mobile, le potentiel d'améliorer les résultats de santé individuels et publics reste significatif. Cette étude vise à contribuer à cet effort continu, fournissant un cadre pour mieux comprendre et aborder l'usage du cannabis chez les jeunes adultes.
Titre: reBandit: Random Effects based Online RL algorithm for Reducing Cannabis Use
Résumé: The escalating prevalence of cannabis use, and associated cannabis-use disorder (CUD), poses a significant public health challenge globally. With a notably wide treatment gap, especially among emerging adults (EAs; ages 18-25), addressing cannabis use and CUD remains a pivotal objective within the 2030 United Nations Agenda for Sustainable Development Goals (SDG). In this work, we develop an online reinforcement learning (RL) algorithm called reBandit which will be utilized in a mobile health study to deliver personalized mobile health interventions aimed at reducing cannabis use among EAs. reBandit utilizes random effects and informative Bayesian priors to learn quickly and efficiently in noisy mobile health environments. Moreover, reBandit employs Empirical Bayes and optimization techniques to autonomously update its hyper-parameters online. To evaluate the performance of our algorithm, we construct a simulation testbed using data from a prior study, and compare against commonly used algorithms in mobile health studies. We show that reBandit performs equally well or better than all the baseline algorithms, and the performance gap widens as population heterogeneity increases in the simulation environment, proving its adeptness to adapt to diverse population of study participants.
Auteurs: Susobhan Ghosh, Yongyi Guo, Pei-Yao Hung, Lara Coughlin, Erin Bonar, Inbal Nahum-Shani, Maureen Walton, Susan Murphy
Dernière mise à jour: 2024-06-11 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.17739
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.17739
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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