Sci Simple

New Science Research Articles Everyday

# Informatica # Computer e società # Interazione uomo-macchina

Garantire equità nelle previsioni sul trattamento per l'uso di sostanze

Affrontare i pregiudizi nei modelli di ML per raccomandazioni di trattamento SUD eque.

Ugur Kursuncu, Aaron Baird, Yusen Xia

― 6 leggere min


Pregiudizi nelle Pregiudizi nelle previsioni del trattamento SUD machine learning per la salute. Affrontare l'equità nei modelli di
Indice

Nel mondo della salute, l'uso di modelli di machine learning (ML) sta diventando sempre più comune per aiutare nelle decisioni mediche. Questi modelli possono aiutare il personale ospedaliero a determinare quanto tempo un paziente dovrebbe rimanere in trattamento. Anche se sembra un'ottima idea, c'è un piccolo problema: a volte questi modelli possono rilevare bias sociali, che possono portare a trattamenti ingiusti per alcuni gruppi di persone. Questo è particolarmente preoccupante per chi ha disturbi da uso di sostanze (SUD), poiché questi bias possono influenzare i risultati di recupero per persone già vulnerabili.

Immagina di avere due pazienti, entrambi hanno bisogno di trattamento per gli stessi problemi. Se un paziente finisce per aver bisogno di più tempo in trattamento per vari motivi, ma un modello biased prevede che debba andare via presto, questo potrebbe causare danni reali. In questo contesto, vogliamo dare un'occhiata più da vicino alla lunghezza della permanenza (LOS) per i pazienti in trattamento per SUD e come possiamo garantire Equità nelle previsioni.

L'importanza dell'equità

Un trattamento equo nella salute è fondamentale. Se i pazienti vengono trattati in modo ingiusto, le loro condizioni mediche possono peggiorare e portare a risultati negativi. Concentrarsi sull'equità significa che dobbiamo considerare vari fattori come razza, stato socioeconomico e storia medica quando sviluppiamo e implementiamo modelli di ML per prevedere quanto tempo qualcuno dovrebbe rimanere in trattamento. Se non lo facciamo, rischiamo di perpetuare involontariamente le Disparità esistenti.

Comprendere la lunghezza della permanenza (LOS)

La lunghezza della permanenza (LOS) si riferisce al tempo che un paziente rimane in una struttura di trattamento. Nel caso del trattamento per SUD, le ricerche mostrano che permanenze più lunghe portano spesso a migliori risultati di salute. Se un modello prevede una permanenza più breve del necessario, un paziente potrebbe lasciare il trattamento senza ricevere tutta l'assistenza di cui ha bisogno. Questo potrebbe portare a una ricaduta nei problemi di uso di sostanze, cosa che nessuno desidera.

Il ruolo del machine learning

Quindi, come entra in gioco il machine learning in questo scenario? Beh, i modelli di ML usano i dati per fare previsioni. Nel nostro caso, queste previsioni riguardano quanto a lungo i pazienti dovrebbero rimanere in trattamento. I modelli vengono addestrati su dati esistenti, che possono includere fatti come i dati demografici di un paziente, la storia medica e persino il tipo di trattamento che stanno ricevendo. Tuttavia, se i dati di addestramento contengono bias—sia consapevolmente che inconsapevolmente—quel bias può influenzare le previsioni, portando a trattamenti ingiusti.

Metodologia: Raccolta e analisi dei dati

Per valutare l'equità di questi modelli, i ricercatori utilizzano un dataset chiamato Treatment Episode Data Set for Discharges (TEDS-D). Questo dataset include informazioni sui ricoveri e le dimissioni dalle strutture di trattamento per SUD negli Stati Uniti. I ricercatori analizzano vari elementi demografici, condizioni mediche e situazioni finanziarie per vedere se qualche gruppo in particolare viene trattato in modo ingiusto.

L'obiettivo è chiaro: identificare quali gruppi potrebbero subire previsioni inique della LOS e utilizzare queste informazioni per migliorare l'equità nelle raccomandazioni di trattamento.

Risultati chiave

Razza ed etnia

Uno dei principali risultati di questa ricerca è che la razza gioca un ruolo significativo nelle previsioni fatte dai modelli. I gruppi identificati come minoranze ricevono spesso permanenze previste più brevi rispetto ai loro omologhi. Questa realizzazione evidenzia la necessità di garantire che tutti i pazienti ricevano considerazione eguale nelle decisioni di trattamento.

Fattori geografici

Anche la regione in cui un paziente riceve trattamento è importante. Sono emerse disparità in base a dove vivevano i pazienti, suggerendo che alcune aree potrebbero essere sottodimensionate. Questa intuizione implica che i risultati di salute possono variare significativamente a seconda della posizione geografica, il che dovrebbe essere preso in considerazione in qualsiasi modello di trattamento equo.

Considerazioni finanziarie

Anche il modo in cui un paziente paga per il trattamento—anche se ha un'assicurazione o si affida a pagamenti di tasca—può influenzare le previsioni. I modelli potrebbero favorire i pazienti che pagano di tasca, portando a permanenze previste più brevi per chi si affida all'assicurazione governativa o per quelli senza. Questo bias finanziario aggiunge un ulteriore livello di complessità alla questione dell'equità.

Preoccupazioni specifiche per la diagnosi

Inoltre, alcune diagnosi di SUD sono state trovate associate a raccomandazioni di trattamento diseguali. I pazienti con condizioni specifiche, come il disturbo da uso di cannabis, venivano spesso previsti con permanenze di trattamento più brevi. Questo potrebbe significare che alcuni pazienti—soprattutto quelli che hanno più bisogno di aiuto—potrebbero non ricevere la durata di assistenza di cui hanno veramente bisogno.

Affrontare i problemi

Regolazione dei modelli

Per affrontare queste disparità, i ricercatori suggeriscono varie strategie di regolazione dei modelli. Questo include la pre-elaborazione dei dati per garantire una rappresentazione equa di tutti i gruppi, metodi di elaborazione in corso per costruire l'equità direttamente negli algoritmi e tecniche di post-elaborazione per aggiustare le previsioni una volta fatte. In sostanza, possiamo modificare i modelli per assicurarci che trattino tutti in modo più equo.

Inclusione sociale

Ma non si tratta solo di cambiare i modelli; si tratta anche di includere una vasta gamma di voci nel processo. Coinvolgere rappresentanti della comunità, fornitori di salute e pazienti aiuta a garantire che i modelli riflettano le necessità di coloro che sono più colpiti dai problemi di uso di sostanze. Ascoltando prospettive diverse, possiamo creare un approccio più completo alle raccomandazioni di trattamento.

Implicazioni per la politica

Le implicazioni di questi risultati si estendono oltre i professionisti della salute. I decisori politici devono prendere nota delle disparità rivelate nei modelli e lavorare per stabilire regolamenti che enfatizzino l'importanza dell'equità in tutte le decisioni sanitarie. Le politiche potrebbero richiedere la raccolta di dati su razza e fattori socioeconomici, assicurando che i modelli siano il più rappresentativi possibile.

Implicazioni pratiche

Per i fornitori di assistenza sanitaria, i takeaway da questi risultati sono chiari. C'è bisogno di formazione continua e consapevolezza riguardo ai potenziali bias presenti nei modelli di ML. Questo include esaminare criticamente le previsioni dei modelli e essere aperti a modifiche che promuovano l'equità.

Conclusione

L'equità nella previsione della lunghezza della permanenza per i pazienti in trattamento per SUD non è solo una questione tecnica; è un obbligo morale. Assicurandoci che tutti i pazienti ricevano un trattamento equo, possiamo creare un sistema sanitario che serve veramente tutti, indipendentemente dal loro background. Questo studio mette in luce l'importanza di riconoscere e affrontare i bias nei modelli di ML, contribuendo così a un futuro migliore per tutti i pazienti che necessitano di trattamento per l'uso di sostanze.


Nel campo della salute, è fondamentale ricordarci che l'equità non dovrebbe mai andare in secondo piano. Dopotutto, un modello ben intenzionato, proprio come un'auto mal parcheggiata, può comunque causare caos se non gestito correttamente. Mentre continuiamo a perfezionare queste tecnologie, assicuriamoci di indirizzarci nella giusta direzione, verso un panorama sanitario più giusto ed equo per tutti.

Fonte originale

Titolo: Fairness in Computational Innovations: Identifying Bias in Substance Use Treatment Length of Stay Prediction Models with Policy Implications

Estratto: Predictive machine learning (ML) models are computational innovations that can enhance medical decision-making, including aiding in determining optimal timing for discharging patients. However, societal biases can be encoded into such models, raising concerns about inadvertently affecting health outcomes for disadvantaged groups. This issue is particularly pressing in the context of substance use disorder (SUD) treatment, where biases in predictive models could significantly impact the recovery of highly vulnerable patients. In this study, we focus on the development and assessment of ML models designed to predict the length of stay (LOS) for both inpatients (i.e., residential) and outpatients undergoing SUD treatment. We utilize the Treatment Episode Data Set for Discharges (TEDS-D) from the Substance Abuse and Mental Health Services Administration (SAMHSA). Through the lenses of distributive justice and socio-relational fairness, we assess our models for bias across variables related to demographics (e.g., race) as well as medical (e.g., diagnosis) and financial conditions (e.g., insurance). We find that race, US geographic region, type of substance used, diagnosis, and payment source for treatment are primary indicators of unfairness. From a policy perspective, we provide bias mitigation strategies to achieve fair outcomes. We discuss the implications of these findings for medical decision-making and health equity. We ultimately seek to contribute to the innovation and policy-making literature by seeking to advance the broader objectives of social justice when applying computational innovations in health care.

Autori: Ugur Kursuncu, Aaron Baird, Yusen Xia

Ultimo aggiornamento: 2024-12-08 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2412.05832

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.05832

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Articoli simili