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自閉症における高リスク行動の予測

研究が自閉症スペクトラム障害の子供の危険行動の予測を改善する。

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自閉症ケアのリスク予測自閉症ケアのリスク予測たちの安全を向上させるよ。データに基づいたインサイトが、自閉症の人
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自閉症スペクトラム障害(ASD)は、人がコミュニケーションしたり他人と関わったりする方法に影響を与える状態なんだ。特定の反復行動を引き起こすこともある。今、アメリカでは約36人に1人の子供がASDと診断されてるみたいで、その数は増えてるみたい。ASDのある人はそれぞれ独自の強みや課題を持ってる。自立してうまくやっていける人もいれば、日常生活で安全を保つためにフルタイムのサポートが必要な人もいる。最近、「重度」自閉症っていう新しい言葉が出てきて、かなりの支援を必要とする人を表してる。

自閉症における高リスク行動

ASDのある人は、日常生活に干渉する高リスクな行動に直面することが多い。これらの行動は軽い混乱から、危害が伴う深刻な行動まで様々で、例えば攻撃的な行動、監視から離れて迷子になること、食べ物以外のものや有害物質を食べること、自己傷害がある。

自己傷害的な行動は、骨折や脳震盪などの重傷を引き起こすことがある。スポーツの怪我に関する研究では、頭部の外傷が気分の問題や記憶喪失といった長期的な健康問題を引き起こす可能性があることが示唆されている。これは自己傷害的な行動にも当てはまるかもしれない、特にその人がすでに自閉症の場合。

迷子になるのも危険な行動で、悲劇的な結果を招く可能性がある。危険を認識できない人は、溺れたり、暑さや寒さで体調を崩したり、車にひかれたりすることがある。安全策として、フェンスや施錠された窓とドア、アラームが必要なことが多い。中には、動きを監視するための追跡装置が必要な人もいる。

攻撃的な行動は、行動している本人だけでなく、助けようとしている周りの人にも危害を及ぼすことがある。攻撃からの怪我は、仕事を休む原因になったり、すでに人手不足で苦しんでいる医療提供者のコストを増加させたりすることがある。また、介助者とASDのある人との信頼関係を築く障害にもなりうる。

これらの高リスク行動の背後にある理由を特定するのは難しいけど、環境要因やコミュニケーションや自己コントロールの個々の課題が混ざり合ってることが多い。ケアプロフェッショナルは、これらの行動の原因を理解するために評価を行っている。しかし、これらの評価があっても、これらの行動がいつ起こるかを予測するのは難しい。

自閉症に関連する医療問題

ASDのある人は、さまざまな関連する医療問題も抱えていることが多い。一般的な課題には、睡眠障害、感覚入力に対する過敏性、消化器系の問題、発作障害が含まれる。これらの共存する医療上の問題は、治療を複雑にし、生活の質を低下させる可能性がある。特に、発作は深刻な健康リスクをもたらし、慎重な管理が必要。

発作の発生率はASDのある人、特に子供やティーンエイジャーの間で高い。研究者の中には、感覚の問題が発作活動を予測する手がかりになる可能性があると考えている人もいる。感覚情報の処理に困難があることで、発作が近づいているサインになってるかもしれない。

ASDの子供は、発作を経験した後に病院に入院する可能性も高い。このことは医療システムに負担をかけるだけでなく、家族にも大きな影響を与える。潜在的な発作のサインを認識することで、介助者はより良いケアを提供し、緊急訪問を減少させることができるかもしれない。

発作を予測するための様々な方法が研究されてきた。伝統的に、医者は脳波(EEG)技術を使って発作の兆候をモニタリングしてきた。最近では、機械学習の進歩により、心拍数や筋肉活動といった他の指標を分析することで、これらの予測が改善されている。

高リスクイベント予測の課題

高リスク行動や医療イベントを予測する上での進展は期待できるけど、特にASDの子供にとっては課題が残っている。従来のEEGデバイスを使った長期モニタリングは、特に感覚過敏のある子供には不快で実用的でないことが多い。これが、ストレスを引き起こさないユーザーフレンドリーなオプションの必要性を強調している。

もう一つの課題は、現在の予測方法が特定のイベントのパターンを特定することに焦点を当てがちで、一般的なリスクレベルを評価するのが難しいこと。これをシフトさせることで、特定の日にイベントが起こるかどうかを予測しやすくなるかもしれない。

この問題に対処するために、研究者たちは重度のASDの子供から収集した過去のデータを使って、今後の高リスク行動や医療イベントのリスクを評価する新しいモデルを開発した。このモデルは時間をかけて行動を分析して、攻撃、自傷、迷子、発作のより正確な予測を作ることを目指している。

データ分析と方法論

この研究は、自閉症を含む重度で複雑な障害を持つ子供のグループに焦点を当てた。研究者たちは、これらの個人と働いているスタッフメンバーによって観察された様々な行動に関するデータを収集した。このデータには、攻撃、迷子、自傷、その他の行動が含まれている。

研究者たちは、行動追跡用のデータセットと発作発生用のデータセットの2つを利用した。データを組み合わせることで、行動のパターンを分析するシステムを作成した。彼らは、記録された行動の過去7日間と14日間を見て、翌日のイベントを予測した。

このデータを処理するためにディープラーニングモデルが作成された。このモデルは過去の行動を分析して、将来の高リスクイベントの可能性を判断するように設計されている。データの中の複雑な関係を認識することで予測を行う。

予測モデルの評価

予測モデルがどれだけうまく機能したかを評価する際、研究者は特定のメトリックを使用して成功を測定した。データをモデルのトレーニング用と精度テスト用に分けた。結果は、モデルが攻撃的行動と自傷を正確に予測でき、これらのイベントがいつ起こるかを特定することにおいて顕著な成功を収めたことを示した。

例えば、モデルは迷子になる行動を予測する正確度が86%近く、自傷については約80%に達した。発作の予測はもう少し低かったけど、それでも希望があることを示している。

統計的テストでは、モデルの予測が研究に参加したほとんどの人においてランダムな推測よりもかなり良いことが明らかになった。これは、高リスクイベントを予測することでASDのある人のケアを向上させるモデルの可能性を強調している。

予測インサイトの重要性

ASDのある人における高リスクな行動や医療イベントを予測する能力を理解することは重要だ。特定の高リスクイベントが発生する可能性を知れば、介助者はその個人を守るための予防措置を取ることができる。例えば、発作が予測される場合、介助者は近くにいてサポートを提供できる。

この予測モデルは、過去の行動データを活用することでより良いケア戦略につながることを示している。予測能力が向上すれば、介助者は環境を変更したり、日常活動を調整したり、必要に応じて追加のサポートを提供することができる。

高リスクイベントのリスクがある個人を特定する能力は、リソースの効率的な利用と、その関わる人々への良好な結果につながる可能性がある。例えば、介助者は最も脆弱な人々にターゲットを絞った介入を提供し、迅速にニーズを満たすことができる。

前進するために

この研究の結果は、データ駆動型アプローチの使用が重度のASDのある人々のケアの質を大幅に改善できる可能性があることを示唆している。行動パターンと自閉症に伴う医療の複雑さを理解することで、介助者はリスク管理の準備ができるようになる。

ただ、モニタリング技術を使用する際に個人が快適であることを確保するなど、まだ克服すべき課題は残っているけど、介入戦略を強化するための予測モデルの可能性は明らかだ。今後は、使いやすくて効果的なツールが確保されるようにそれらを洗練していくことに焦点を当てるべき。

最終的な目標は、自閉症のある人にとってのサポート環境を作ることで、介助者がそのニーズに積極的に応じられるようにすることだ。高リスク行動や医療イベントのサインを事前に認識することで、安全性を向上させ、全体的な幸福感を高め、自閉症のある人とその介助者にとってより良い生活の質を確保することができる。

オリジナルソース

タイトル: Forecasting High-Risk Behavioral and Medical Events in Children with Autism Using Digital Behavioral Records

概要: Individuals with Autism Spectrum Disorder may display interfering behaviors that limit their inclusion in educational and community settings, negatively impacting their quality of life. These behaviors may also signal potential medical conditions or indicate upcoming high-risk behaviors. This study explores behavior patterns that precede high-risk, challenging behaviors or seizures the following day. We analyzed an existing dataset of behavior and seizure data from 331 children with profound ASD over nine years. We developed a deep learning-based algorithm designed to predict the likelihood of aggression, elopement, and self-injurious behavior (SIB) as three high-risk behavioral events, as well as seizure episodes as a high-risk medical event occurring the next day. The proposed model attained accuracies of 78.4%, 80.68%, 85.43%, and 69.95% for predicting the next-day occurrence of aggression, SIB, elopement, and seizure episodes, respectively. The results were proven significant for more than 95% of the population for all high-risk event predictions using permutation-based statistical tests. Our findings emphasize the potential of leveraging historical behavior data for the early detection of high-risk behavioral and medical events, paving the way for behavioral interventions and improved support in both social and educational environments.

著者: Yashar Kiarashi, J. Lantz, M. Reyna, C. Anderson, A. Bahrami Rad, J. Foster, T. Villavicencio, T. Hamlin, G. D. Clifford

最終更新: Sep 6, 2024

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.06.24306938

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.06.24306938.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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