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肩手症候群のランダムフォレストに基づく予測モデル~論文紹介~


初めまして、くろと申します。
臨床4年目、回復期リハビリテーション勤務の作業療法士です。

今回は、肩手症候群についての論文紹介を行いたいと思います。

概要

目的
肩手症候群(SHS)は、脳卒中後の患者の機能回復プロセスを著しく妨げます。発症リスクの高い要因を特定することはできず、有効な治療法もありません。この研究は、アンサンブル学習にランダム フォレスト (RF) アルゴリズムを適用して、脳卒中後の SHS 発生の予測モデルを確立することを目的としており、脳卒中初発患者集団における高リスク SHS を特定し、考えられる治療法を議論することを目的としています。

メソッド
私たちは、片側片麻痺を伴う初発脳卒中患者全員を遡及的に研究し、基準を満たす 36 人の患者を対象にしました。幅広い人口統計データ、臨床データ、検査データに関する患者データが分析されました。SHS の発生を予測するために RF アルゴリズムが構築され、混同行列と受信機動作曲線下面積 (ROC) を使用してモデルの信頼性が測定されました。

結果
二項分類モデルは、厳選された 25 個の特徴に基づいてトレーニングされました。予測モデルの ROC 曲線下面積は 0.8、バッグ外精度率は 72.73% でした。混同行列は、それぞれ感度 0.8 と特異度 0.5 を示しました。そして、分類における重み付けされた特徴の重要度 (大から小までの上位 3 つ) は、D ダイマー、C 反応性タンパク質、ヘモグロビンでした。

考察
SHS の治療の鍵は予防であることが示唆されているため、SHS の危険因子に焦点を当てた研究もいくつかあります。女性であること、左半身麻痺、痙縮、肩亜脱臼、上肢遠位部のブルンストローム低段階、BIの下位など、SHS の潜在的な危険因子が認識されていました。
脳卒中病変からの損傷刺激は、古典的炎症(過剰な炎症反応と一次求心性線維周囲の一部の化学メディエーターが末梢感作を誘発する)、神経原性炎症(浮腫を引き起こす局所的な神経原性炎症、血管拡張、多汗症、または C 線維の繰り返しの放出により中枢感作の増加)、自律神経系の障害、および中枢神経系の変化(特に一次体性感覚皮質の再構成)が考えられます。
以前の研究では、SHS診断後の医療利用コストは2.17倍に増加し、診断後少なくとも8年はそのような増加が持続したことが判明した。
→https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5876058/

結論
信頼できる予測モデルは、脳卒中後の患者の人口統計データ、臨床データ、検査データに基づいて確立できます。RF と従来の統計手法の結果を組み合わせた我々のモデルは、厳格に制御された包含基準を備えた比較的少数のデータサンプルにおいて、D ダイマー、CRP、およびヘモグロビンが脳卒中後の SHS の発生に影響を与えることを発見しました。

Yu S, Yuan J, Lin H, Xu B, Liu C, Shen Y. A predictive model based on random forest for shoulder-hand syndrome. Front Neurosci. 2023 Mar 31;17:1124329. doi: 10.3389/fnins.2023.1124329. PMID: 37065924; PMCID: PMC10102379.


学んだこと

肩手症候群の治療の鍵は予防であることが示唆されており、発症させないようなポジショニングや指導、自主トレの管理などが重要になると考えました。
また、危険因子として、女性であること、左半身麻痺、痙縮、肩亜脱臼、上肢遠位部のブルンストローム低段階、BIの下位などがあり、これを避けることが重要になると感じました。
脳卒中による損傷は、古典的炎症、神経原性炎症、自律神経系の障害、中枢神経系の変化に関連しています。
また以前の研究であるように、肩手症候群診断後の医療利用コストは2.17倍に増加し、診断後少なくとも8年はそのような増加が持続したことが判明した。とあるため、患者様の負担としても大きいものがあると感じます。
そのため、特に予防が大切であり、発症した場合も、重症化しないような工夫、介入が必要だと感じました。
D ダイマー、CRP、ヘモグロビンも発症に関与していることから、検査値も常に確認することを習慣化したいと思いました。

引き続きまた論文紹介を行っていくので興味があれば見ていただけると嬉しいです。
ありがとうございました!


参考文献

Yu S, Yuan J, Lin H, Xu B, Liu C, Shen Y. A predictive model based on random forest for shoulder-hand syndrome. Front Neurosci. 2023 Mar 31;17:1124329. doi: 10.3389/fnins.2023.1124329. PMID: 37065924; PMCID: PMC10102379.


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