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# 健康科学# 精神医学と臨床心理学

ウェアラブル技術で気分障害モニタリングを革命的に変える

調査によると、気分障害を追跡するためのウェアラブルデバイスに期待が持てるみたい。

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目次

気分障害、またの名を感情障害は、主に人の感情状態に影響を及ぼす一群のメンタルヘルスの状態だよ。これらの障害は日常的な機能に大きな支障をきたすことがあり、世界中で主要な障害の原因になってる。アメリカでは、気分障害に関連する経済的コストが3260億ドルを超えると推定されてるんだ。

気分障害には、主要抑うつ障害(MDD)や双極性障害(BD)などの状態が含まれてる。MDDは持続的な悲しみや、以前楽しんでいた活動に対する興味の喪失が特徴的だよ。BDの人は、極端な気分の変動を経験して、マニックエピソード(高揚した気分とエネルギーの増加が特徴)を伴うことがあるんだ。

気分障害の症状

気分障害はさまざまな形で現れて、気分、運動活動、睡眠、思考過程に影響を与えるよ。症状は主に二つのタイプに分けられる:

  1. 抑うつエピソード:これらのエピソードは、深い悲しみ、絶望感、ほとんどの活動に対する興味の欠如が特徴。疲労感、睡眠や食欲の変化、集中力の低下、死や自殺についての考えを経験することもあるよ。

  2. マニックエピソード:マニックエピソードでは、過剰にエネルギッシュ、興奮しすぎ、または異常にイライラしてることがある。危険な行動をしたり、考えが纏まらなかったり、普段よりも睡眠が少なくなることもあるんだ。

気分障害の患者は、異なる症状の組み合わせを示すことがあって、同じ診断カテゴリ内でも臨床的な表現が異なることがあるよ。

症状のモニタリングの重要性

気分障害の症状をモニタリングすることは、治療や管理においてすごく重要だよ。現在、医療従事者は標準化された質問票を使って症状の重症度を評価してる。ハミルトン抑うつ評価尺度(HDRS)やヤングマニア評価尺度(YMRS)が、抑うつ症状やマニック症状を評価するために一般的に使われるツールなんだけど、これらの評価は評価時点での患者の状態のスナップショットを提供するだけなんだ。

精神医学のコミュニティは、気分障害を評価するためにもっと客観的な指標が必要だと認識しているよ。研究者たちはバイオマーカー-メンタルヘルス状態の洞察を提供できる測定可能な指標-に着目してる。これらのバイオマーカーは、障害の進行を追跡したり、治療の効果を評価する手助けになるかもしれないんだ。

ケアへのアクセスの課題

気分障害の専門的なケアにアクセスするのは難しいことがあるよ。高い需要によって、予約までの待ち時間が長くなりがちで、早期のモニタリングや治療に支障をきたすことがあるんだ。また、従来の精神科面接では、患者の体験の全範囲を捉えられないことが多く、思い出しバイアス(患者が時間を経て症状を正確に思い出せないこと)に影響されることもあるよ。

気分障害のモニタリングにおけるテクノロジーの役割

最近のテクノロジーの進展は、気分障害のより良いモニタリングのための有望な手段を提供してるよ。ウェアラブルデバイスの普及により、日常生活でほぼ継続的にデータを収集できるようになったんだ。これらのデバイスは、心拍数、睡眠パターン、活動レベルなどの生理指標を測定できて、気分の変化と相関するかもしれないんだ。

個人的なセンシングテクノロジーは、個人の状態についてリアルタイムで貴重なデータを提供することができるよ。ウェアラブルからアクティブにデータを収集することで、医療提供者は患者の精神状態について日中の洞察を得られて、より積極的な治療や適時の介入を行えるんだ。

自動化された気分評価に関する研究

機械学習(ML)技術の統合で、研究者たちは心理的状態の検出を自動化し始めてるよ。既存の研究の多くは一般集団に焦点を当てていて、気分障害を特に扱ったものではないんだ。例えば、ストレスの概念を探るために非臨床参加者と自己報告の質問票を使った研究があるよ。

いくつかの研究では、臨床医の評価を使って気分障害を調査したんだ。これらの研究では、ウェアラブルテクノロジーを使ってデータを収集し、気分エピソードを分類する能力をテストしてる。双極性障害の患者におけるマニックエピソードの検出や、ウェアラブルデバイスの機能を使用して主要な抑うつ障害の症状を予測する研究もあったよ。

気分障害の理解に向けた新しいアプローチ

この研究は、ウェアブルから収集したデータに基づいて完全な症状プロファイルを推測する新しいアプローチを提案してるよ。単一の診断やスコアに焦点を当てるのではなく、患者の症状の包括的な画像を提供することが目標なんだ。この情報は、治療の個別化や結果の改善に役立つかもしれないよ。

研究デザインとデータ収集

この研究では、主要抑うつ障害や双極性障害と診断された個人からデータを集めたんだ。参加者は、状態の異なる段階で複数の評価を受けたよ。それぞれの評価時に、臨床医は人口統計情報を収集し、HDRSやYMRSのような標準化された質問票を完了した。参加者は、約48時間にわたって複数の生理変数を記録するEmpatica E4のリストバンドを着用してたんだ。

データは時間ごとにセグメント化され、臨床医のスコアでラベル付けされた。これにより、研究者は生理データが時間とともに気分症状とどのように相関するかを分析し、機械学習モデルによる予測の精度を評価できたんだ。

データ分析の方法論

研究者たちは、ウェアブルから収集したデータを分析するための機械学習モデルを開発したよ。このモデルは生理的な読み取り値に基づいて個別の症状を予測することを目指してた。いくつかの気分障害に関連するさまざまな項目のスコアを提供する分類器を含んでたんだ。

このモデルは、同時に複数のターゲットから学習するように設計されていて、患者の状態についてより細かい理解を可能にしてる。病気のさまざまな段階のデータでトレーニングすることで、パターンを特定し、症状の重症度について予測できるようになったんだ。

研究結果

この研究では、開発されたモデルが気分障害の症状を中程度の精度で予測できることが示されたよ。予測と臨床医の評価との間の平均的な一致は、モデルが症状の一部の側面を効果的に捉えられたことを示してる。ただし、後に収集されたデータをテストすると、パフォーマンスが低下したことから、症状が時間とともに変動することが分かったんだ。

睡眠や不安に関連する項目は、評価期間が延びるにつれて予測精度が大幅に低下した。一方で、安定した気分に関連する症状は、評価期間を通じてより一貫していたよ。

この研究では、加速度などの特定の生理的指標が症状を予測する上で重要であることも強調された。特定のデータチャネルを除外すると、モデルのパフォーマンスが顕著に低下したことから、正確な評価のためには包括的なデータ収集が重要だということが分かったんだ。

研究の制限

この研究は、気分障害のモニタリングにおけるウェアブルデバイスの使用について貴重な洞察を提供するけど、限界もあるよ。研究は単一の臨床医のスコアに依存していて、これが評価者間の信頼性を完全には示していない可能性があるんだ。同じ患者を複数の臨床医が評価することで、モデルのパフォーマンスをよりよく理解できるかもしれないよ。

さらに、研究の自然的な設定では、参加者が治療を受けていたため、収集された生理データに影響を与える可能性があるんだ。今後の調査では、異なる集団や設定での一般化可能性を向上させるために、多施設データを考慮する必要があるね。

結論

この研究は、ウェアブルテクノロジーと機械学習を統合することで気分障害をモニタリングする新しいアプローチを示してるよ。個別の症状を推測することで、この方法は個別化医療の目標により合致するんだ。こうした進展は、患者のユニークな臨床プロファイルに基づいて介入を調整することで、より良い治療のマッチングにつながるかもしれないね。

今後の研究では、限界に対処し、方法論を洗練させ、自己監視学習アプローチの可能性を探る必要があるよ。モデルの解釈性や不確実性の評価に焦点を当てることで、研究者たちは臨床設定でより効果的に気分障害を管理するための信頼できるシステムを開発することを目指してるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Automated mood disorder symptoms monitoring from multivariate time-series sensory data: Getting the full picture beyond a single number

概要: Mood disorders are among the leading causes of disease burden worldwide. They manifest with changes in mood, sleep, and motor-activity, observable with physiological data. Despite effective treatments being available, limited specialized care availability is a major bottleneck, hindering preemptive interventions. Nearcontinuous and passive collection of physiological data from wearables in daily life, analyzable with machine learning, could mitigate this problem, bringing mood disorders monitoring outside the doctors office. Previous works attempted predicting a single label, e.g. disease state or a psychometric scale total score. However, clinical practice suggests that the same label can underlie different symptom profiles, requiring personalized treatment. In this work we address this limitation by proposing a new task: inferring all items from the Hamilton Depression Rating Scale (HDRS) and the Young Mania Rating Scale (YMRS), the most-widely used standardized questionnaires for assessing depression and mania symptoms respectively, the two polarities of mood disorders. Using a naturalistic, single-center cohort of patients with a mood disorder (N=75), we develop an artificial neural network (ANN) that inputs physiological data from a wearable device and scores patients on HDRS and YMRS in moderate agreement (quadratic Cohens{kappa} = 0.609) with assessments by a clinician. We also show that, when using as input physiological data recorded further away from when HDRS and YMRS were collected by the clinician, the ANN performance deteriorates, pointing to a distribution shift, likely across both psychometric scales and physiological data. This suggests the task is challenging and research into domain-adaptation should be prioritized towards real-world implementations.

著者: Filippo Corponi, B. M. Li, G. Anmella, A. Mas, M. Sanabra, E. Vieta, INTREPIBD Group, S. M. Lawrie, H. C. Whalley, D. Hidalgo-Mazzei, A. Vergari

最終更新: 2023-03-29 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.25.23287744

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.25.23287744.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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