Prediction model for cognitive decline in older adults living in the community

Abstract

INTRODUCTION: Because of rapid population aging cognitive decline and dementia in the older population are recognized as major public health problems. The purpose of this study was to identify demographic, health behavioral, medical and genetic factors associated with cognitive decline; and to develop a model that can predict cognitive decline. Methods and materials: Data were from the Gyeonggi Dementia and Mild Cognitive Impairment Study (GDEMCIS), with community-dwelling people aged 65 years and older. Cognitive decline was defined using the random slope and intercept linear mixed model. Those demonstrating a change in the slope less than 0 was defined as decliner. Decision tree analysis and logistic regression methods were performed to develop the prediction model for cognitive decline. RESULTS: Among the subjects 7.4% showed cognitive decline. Based on the area under the curve (AUC) the prediction model based on decision tree analysis was selected. In the modeling dataset, 59 (7.4%) showed cognitive decline. The prediction model identified 49 cognitive decliners (6.2%). The correct classification rate of the prediction model was 93.4%. CONCLUSION: In this study, a prediction model for cognitive decline in community-dwelling older people was developed. The prediction model may provide useful information to healthcare professionals in identifying and monitoring older adults vulnerable to cognitive decline.

인구고령화에 따라 노인의 인지기능저하와 치매가 중요한 보건학적 문제로 인식되고 있다. 노년기의 인지기능저하는 보편적인 현상이며, 60세 이상 노인(정상, 치매 포함)을 대상으로 한 전향적 코호트연구를 분석한 체계적 고찰에 의하면 Mini-Mental State Examination (MMSE)으로 측정한 인지기능이 연간 0.1∼1.3점씩 감소하며 연구대상자 중 치매환자를 제외한 경우 연간 0.16∼0.56점의 감소를 보인다. 국내 치매환자를 대상으로 한 연구에 의하면 MMSE-K 총점이 연간 평균 2.3점씩 감소하는 것으로 추정된다. 특히 연령증가에 따라 인지기능저하 속도도 증가하는 현상이 관찰된다. 이 연구의 목적은 첫째, 인지기능저하에 영향을 미치는 기저선(baseline)의 인구사회학적 요인, 생활습관, 건강상태, 유전적 요인이 인지기능저하에 미치는 정도를 구명하고, 둘째, 인지기능저하의 예측요인으로 구명된 주요 요인을 기반으로 인지기능저하를 예측할 수 있는 모형을 개발하는 것이다. 연구 자료는 경기도 광주시 소재 10개 읍, 면, 동에서 거동이 가능한 65세 이상 노인을 대상으로 한 ‘광주치매‧경도인지장애연구(GDEMCIS: Gwangju Dementia and Mild Cognitive Impairment Study)를 이용하였다. 2005년에 설문조사가 완료된 2,104명 중 2011년까지 1회 이상 추적 조사되고 65세 이상인 대상자는 1,175명이었으며, 재조사된 대상자중 인지기능에 영향을 주는 질환을 겸험하였거나 기저선에 인지기능장애가 있었던 대상자 482명을 제외한 793명을 최종 연구대상자로 선정하였다. 이 연구에 사용된 인지기능저하의 정의는 Random slope and intercept linear mixed model(LMM)방법을 통해 구한 인기지능의 변화곡선 기울기가 0 이상인 경우를 유지군(maintainer), 인지기능의 변화곡선의 기울기가 0 미만인 경우를 저하군(decliner)으로 정의하였으며 기울기가 0 미만 이면서, 기울기의 1SD 이하인 경우를 경도 저하군(minor decliner), 곡선의 1SD 초과인 경우를 고도 저하군(major decliner)으로 정의하였다. 인구사회학적 요인으로는 성, 연령, 교육수준, 결혼상태, 동거 가족 수, 경제활동상태를 포함하였으며, 생활습관 요인은 흡연, 음주, 운동, 수면 상태, 식이습관, BMI 등 건강행위를 포함하고 있으며 또한 인지기능에 영향을 줄 수 있는 신체적 활동, 정신적 활동, 사회적 활동, 일상활동의 기능상태를 포함하였고, 건강상태 요인은 주관적 기억력, 병력(과거·현재 가지고 있는 질환), 약물복용 여부, 진단검사(APOE ε2, ε4유전자)를 포함하였다. 분석 방법은 총 4단계로 첫 번째 단계는 GDEMCIS 자료를 추적 조사된 대상자와 비 추적 조사된 대상자간 인구사회학적 요인(성, 연령, 교육수준)별 차이 분석을 통해 동질성 검토를 교차분석과 t test를 통해 실시하였다. 두 번째 단계는 인지기능장애 노인의 인지기능 저하율을 빈도와 백분율로 나누었다. 세 번째 단계는 인구사회학적 요인, 생활습관 요인, 건강상태 요인, 유전적 요인을 통해 인지기능저하에 영향을 주는 요인을 구명하기 위해 회귀분석, 로지스틱 회귀분석을 사용한 통계적 검정을 실시하였다. 마지막 단계는 인지기능저하에 영향을 주는 요인으로 구명된 요인을 통해 지역사회 노인의 인지기능저하를 예측하는 예측 모형을 개발하기 위해 의사결정나무분석, 로지스틱 회귀모형을 사용하였다. 사전 동질성에 관한 연구결과 연령, 성, 교육수준과 초기의 인지기능을 검사한 결과 추적 대상자들이 나이가 약 3세 높았으며, 추적 대상된 대상자들에서 여성의 비율이 높고 무학의 비율이 더 높았다. 또한 추적 조사된 대상자들의 인지기능이 비 추적된 대상자에 비해 1점 정도 통계적으로 유의하게 낮은 경향을 보였다. 인지기능 저하군(decliner)은 대상자의 7.4%이었으며, 이 중 경도 저하군(minor decliner)는 5.3%∼6.2%, 고도 저하군(major decliner)는 2.1%∼1.3%를 차지하였다. 인지기능저하 예측모형을 위해 사용한 로지스틱 회귀분석, 의사결정나무분석 중 AUC(Area under the ROC curve), Lift, CCR(Cumulative Captured Response Rate), RR(Response Rate)의 기준으로 의사결정나무분석이 가장 최적의 모형으로 판정되었다. 모델링 자료의 절단값이 0.2점 인 경우 실제 인지기능저하는 59명(7.4%), 모형에 의해 예측된 인지기능저하는 96명(12.1%)이었으며, 모형의 정분류율은 90.8%, 오분류율은 9.2%, 민감도는 69.5%, 특이도는 92.5% 이었다. 본 모형을 통한 인지기능저하의 예측인자는 기저선의 인지기능점수, 가구원수, 신체활동, 성별, 주관적 기억력이었다. 이 연구에서는 지역사회 노인을 대상으로 한 인지기능저하 예측모형을 개발하였다. 예측모형은 지역사회와 의료 환경에서 노인의 인지기능상태를 평가하고 인지기능저하를 예방하는데 유용한 정보로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.