Abordando as Desigualdades no Uso de Opioides com Aprendizado de Máquina
Analisando como a aprendizagem de máquina afeta os resultados dos opioides em comunidades diversas.
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Índice
- Contexto
- O Problema do Viés nos Algoritmos
- O Estudo
- Coleta de Dados
- Objetivos da Pesquisa
- Metodologia
- Resultados
- Importância da Representação
- Efeitos dos Amigos
- A Necessidade de Melhores Dados
- Implicações para a Saúde
- Nuances Culturais
- Direções para Pesquisas Futuras
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
O Uso de Opioides virou um problema sério nos Estados Unidos, principalmente em populações que geralmente são esquecidas pelos sistemas de saúde. A preocupação crescente é que a tecnologia, especialmente os algoritmos de Aprendizado de Máquina, pode acabar piorando as disparidades de saúde. Esses algoritmos são frequentemente treinados com dados de populações majoritariamente brancas ou masculinas, o que pode resultar em previsões pouco confiáveis para outros grupos, como mulheres ou pessoas de cor. Este artigo tem como objetivo explorar como o aprendizado de máquina pode prever os resultados do uso de opioides nessas comunidades minoritárias.
Contexto
A crise dos opioides viu um aumento no uso não médico de opioides prescritos e heroína. Muitos jovens adultos estão sendo afetados, e entender os padrões de uso de substâncias deles pode ajudar os profissionais de saúde a oferecerem um suporte melhor. O aprendizado de máquina é um tipo de inteligência artificial que pode ajudar a analisar dados para prever diversos resultados, incluindo comportamentos de saúde. No entanto, quando esses algoritmos não são treinados em populações diversas, eles podem não funcionar bem para todo mundo.
O Problema do Viés nos Algoritmos
Os algoritmos de aprendizado de máquina são tão bons quanto os dados que usam. Se eles forem treinados principalmente com dados de uma população majoritária, podem não funcionar de forma precisa para grupos minoritários. Por exemplo, os algoritmos podem sugerir incorretamente que pessoas negras estão mais saudáveis do que indivíduos brancos igualmente doentes. Isso pode criar lacunas no tratamento e suporte para quem realmente precisa.
O Estudo
Para resolver esse problema, os pesquisadores coletaram dados de 539 jovens adultos que usaram opioides de forma não médica. O objetivo era descobrir se os modelos de aprendizado de máquina, que foram treinados em um grupo maioritário, poderiam prever com precisão os resultados para um grupo minoritário. Eles consideraram vários fatores, como idade, gênero e etnia, para ver se essas influências afetavam os resultados.
Coleta de Dados
Os participantes foram recrutados usando um método que ajuda a alcançar populações de difícil acesso. A maioria dos participantes eram homens brancos de baixa renda, enquanto mulheres e pessoas de outras etnias estavam sub-representadas. Os pesquisadores usaram um questionário padrão para coletar dados sobre uso de drogas, comportamentos de saúde e outros tópicos relevantes. Essas informações foram cruciais para os modelos de aprendizado de máquina que pretendiam criar.
Objetivos da Pesquisa
Os pesquisadores tinham dois objetivos principais:
- Usar técnicas de aprendizado de máquina para prever diferentes resultados relacionados ao uso de opioides entre os participantes.
- Avaliar se algoritmos treinados com dados de um grupo majoritário poderiam prever resultados para um grupo minoritário.
Metodologia
Os pesquisadores empregaram várias técnicas de aprendizado de máquina para analisar os dados. Eles usaram modelos como o Classificador Random Forest, Classificador Bagging, Classificador Gradient Boosting e Classificador Adaptive Boosting. Cada um desses modelos tem pontos fortes e fracos diferentes, mas pode ser eficaz na previsão de vários Resultados de Saúde. Eles treinaram esses modelos em diferentes subconjuntos de dados para comparar seu desempenho entre os grupos.
Resultados
Quando os pesquisadores usaram seus modelos para prever os resultados do uso de opioides, descobriram que as previsões eram geralmente precisas quando treinadas com um conjunto de dados diversificado. No entanto, quando os modelos foram treinados com dados de um grupo majoritário e testados em um grupo minoritário, a precisão caiu significativamente.
Importância da Representação
O estudo mostrou que incluir uma ampla gama de pessoas no processo de coleta de dados é crucial para fazer previsões precisas. Quando os modelos não representam diferentes gêneros e etnias, eles não conseguem capturar os comportamentos e desafios únicos enfrentados pelas comunidades minoritárias. Essa falta de precisão pode resultar em piores desfechos de saúde e na ausência de tratamento apropriado.
Efeitos dos Amigos
Uma descoberta interessante foi o papel dos amigos nos comportamentos de uso de opioides. Participantes que tinham amigos envolvidos no uso de drogas eram mais propensos a usar drogas também. Entender essas dinâmicas sociais pode ajudar a moldar intervenções voltadas para reduzir o uso de opioides.
A Necessidade de Melhores Dados
A pesquisa destacou a importância de coletar dados que reflitam a diversidade das populações afetadas pelo uso de opioides. Isso significa não apenas incluir várias raças e gêneros, mas também considerar fatores socioeconômicos. Muitos algoritmos atualmente em uso podem não levar em conta essas diferenças, tornando-os menos eficazes para populações diversas.
Implicações para a Saúde
Os resultados deste estudo sugerem que os profissionais de saúde deveriam repensar como usam algoritmos de aprendizado de máquina. Não basta confiar em modelos treinados em populações majoritárias; eles também precisam incluir dados de grupos diversos para que as previsões sejam úteis. As partes interessadas, incluindo seguradoras e profissionais de saúde, devem trabalhar juntas para melhorar seus métodos de coleta de dados.
Nuances Culturais
Diferentes fatores culturais podem influenciar significativamente como as pessoas usam drogas e buscam tratamento. Por exemplo, os padrões de uso de drogas variam entre grupos raciais e étnicos, e essas diferenças devem ser consideradas na coleta de dados e no treinamento de modelos. Os sistemas de saúde podem atender melhor suas populações ao reconhecer e incorporar essas nuances.
Direções para Pesquisas Futuras
Mais pesquisas são necessárias para entender como o aprendizado de máquina pode ser usado efetivamente em comunidades diversas. Isso inclui reunir conjuntos de dados maiores que sejam representativos de diferentes populações e explorar como vários fatores sociais e econômicos influenciam os comportamentos de uso de drogas. Estudos futuros também devem buscar incluir mais vozes das pessoas afetadas pelo uso de opioides.
Conclusão
O aprendizado de máquina tem um grande potencial para melhorar os resultados de saúde, especialmente para aqueles que lutam com o uso de opioides. No entanto, para que esses algoritmos sejam eficazes, eles devem ser baseados em dados abrangentes que incluam todos os grupos. É essencial que pesquisadores e profissionais de saúde trabalhem juntos para criar modelos melhores que atendam a todos, especialmente as comunidades minoritárias que costumam ser negligenciadas nos sistemas de saúde tradicionais. No fim das contas, resolver os viéses no aprendizado de máquina pode levar a previsões mais precisas e melhores resultados de saúde para todos.
Título: Predicting Opioid Use Outcomes in Minoritized Communities
Resumo: Machine learning algorithms can sometimes exacerbate health disparities based on ethnicity, gender, and other factors. There has been limited work at exploring potential biases within algorithms deployed on a small scale, and/or within minoritized communities. Understanding the nature of potential biases may improve the prediction of various health outcomes. As a case study, we used data from a sample of 539 young adults from minoritized communities who engaged in nonmedical use of prescription opioids and/or heroin. We addressed the indicated issues through the following contributions: 1) Using machine learning techniques, we predicted a range of opioid use outcomes for participants in our dataset; 2) We assessed if algorithms trained only on a majority sub-sample (e.g., Non-Hispanic/Latino, male), could accurately predict opioid use outcomes for a minoritized sub-sample (e.g., Latino, female). Results indicated that models trained on a random sample of our data could predict a range of opioid use outcomes with high precision. However, we noted a decrease in precision when we trained our models on data from a majority sub-sample, and tested these models on a minoritized sub-sample. We posit that a range of cultural factors and systemic forms of discrimination are not captured by data from majority sub-samples. Broadly, for predictions to be valid, models should be trained on data that includes adequate representation of the groups of people about whom predictions will be made. Stakeholders may utilize our findings to mitigate biases in models for predicting opioid use outcomes within minoritized communities.
Autores: Abhay Goyal, Nimay Parekh, Lam Yin Cheung, Koustuv Saha, Frederick L Altice, Robin O'hanlon, Roger Ho Chun Man, Christian Poellabauer, Honoria Guarino, Pedro Mateu Gelabert, Navin Kumar
Última atualização: 2023-07-06 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.03083
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.03083
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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