基于決策樹(shù)的結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型研究*

陳靜文，徐林霞，吳秀麗，李顯蓉

（1 西南醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院，四川瀘州，646000；2 西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院普通外科（胃腸），四川瀘州，646000）

非計(jì)劃性再入院是指前次住院診療結(jié)束，患者在首次出院后無(wú)法預(yù)測(cè)的再入院，且患者再入院的原因是相同或相關(guān)疾?。?］。非計(jì)劃性再入院率是評(píng)價(jià)醫(yī)院診療和護(hù)理質(zhì)量的重要參考指標(biāo)，較高的非計(jì)劃性再入院率不僅增加了患者的身心痛苦、住院時(shí)間及治療費(fèi)用，也在一定程度上導(dǎo)致了醫(yī)療資源的浪費(fèi)［2］。近年來(lái)，結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的發(fā)生率呈逐漸上升趨勢(shì)［3］，但目前對(duì)于患者非計(jì)劃性再入院的統(tǒng)計(jì)分析方法，常規(guī)使用Logistic 回歸模型。但由于影響結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的因素較多，且相互之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，傳統(tǒng)的Logistic 回歸分析方法在處理存在多重共線(xiàn)性數(shù)據(jù)資料時(shí)存在偏倚［4］。目前，相關(guān)研究主要集中于影響因素的鑒別及再入院原因的探索分析，少有相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的研究報(bào)道。決策樹(shù)是數(shù)據(jù)挖掘中用于分類(lèi)預(yù)測(cè)的方法，決策樹(shù)模型在護(hù)理管理、臨床護(hù)理領(lǐng)域已有應(yīng)用［5］。文天才等［4］應(yīng)用決策樹(shù)對(duì)缺血性腦卒中患者31 d 內(nèi)非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行預(yù)測(cè)，證實(shí)了決策樹(shù)用于非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的適用性。目前關(guān)于運(yùn)用決策樹(shù)構(gòu)建結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型研究較少。本研究在查閱了國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院危險(xiǎn)因素的研究［3，6-18］基礎(chǔ)上，通過(guò)決策樹(shù)進(jìn)一步構(gòu)建結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院預(yù)測(cè)模型，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，為今后制定降低患者非計(jì)劃性再入院的措施提供依據(jù)。現(xiàn)將方法和結(jié)果報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

抽取2018年6月至2019年12月在本院胃腸外科住院治療的結(jié)直腸癌患者為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18 歲；②內(nèi)鏡或病理檢查確診為結(jié)腸癌或直腸癌； ③常規(guī)行術(shù)前各項(xiàng)檢查，資料完整；④接受手術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：①原發(fā)疾病非結(jié)直腸癌而由其他惡性腫瘤轉(zhuǎn)移至結(jié)直腸； ②結(jié)直腸癌早期復(fù)發(fā)二次手術(shù)； ③在其他醫(yī)院接受結(jié)直腸癌手術(shù)治療；④首次治療非正常出院。

1.2 方法

1.2.1 資料收集方法 課題組前期查閱了國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院危險(xiǎn)因素的研究，包括原始研究［6-17］和系統(tǒng)評(píng)價(jià)［3，18］。由2 名研究員依據(jù)文獻(xiàn)類(lèi)型選擇相應(yīng)工具進(jìn)行文獻(xiàn)的質(zhì)量評(píng)價(jià)，然后提取相關(guān)危險(xiǎn)因素。使用醫(yī)院HIS 系統(tǒng)，查閱所有研究對(duì)象首次入院及再入院的完整病歷，提取患者資料包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、文化程度、居住地、疾病診斷、腫瘤TNM 分期、入院方式、術(shù)前合并癥、術(shù)前新輔助化療、手術(shù)方式、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、是否腸造瘺、術(shù)后并發(fā)癥、術(shù)后住院時(shí)間；再入院資料 （再入院時(shí)間、再入院原因、治療方式和轉(zhuǎn)歸）。

1.2.2 結(jié)局指標(biāo) 31d 內(nèi)非計(jì)劃性再入院［1］：①患者出院當(dāng)天開(kāi)始至再入院當(dāng)天為止31d 內(nèi)的再入院；②再入院ICD-10 疾病代碼與前次入院疾病相同；③因前次入院疾病的并發(fā)癥或者疾病的復(fù)發(fā)、惡化而無(wú)法預(yù)測(cè)的再入院； ④若患者再入院的原因與上一次住院的原因無(wú)關(guān)，或再入院是預(yù)先計(jì)劃好的，如結(jié)直腸癌術(shù)后定期住院化療、復(fù)查等再入院，不列入非計(jì)劃性再入院。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)使用SPSS24.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。按31 d 內(nèi)有無(wú)非計(jì)劃性再入院分為兩組，有非計(jì)劃性再入院設(shè)為再入院組，無(wú)計(jì)劃性再入院設(shè)為對(duì)照組，兩組間的計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用卡方檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料不滿(mǎn)足卡方檢驗(yàn)條件時(shí)采用Fisher 確切概率法；等級(jí)資料比較采用秩和檢驗(yàn)。采用卡方自動(dòng)交互檢驗(yàn)（chi-square automatic interaction detection，CHAID）算法構(gòu)建決策樹(shù)模型。決策樹(shù)模型構(gòu)建過(guò)程：將數(shù)據(jù)錄入SPSS24.0 軟件，在分析中選擇：分類(lèi)-決策樹(shù)，決策樹(shù)的生長(zhǎng)方法選擇：卡方自動(dòng)交互檢驗(yàn)，并設(shè)置決策樹(shù)的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)中最小樣本含量分別為100 和50，最大樹(shù)深度為3。采用ROC 曲線(xiàn)下面積（AUC）、靈敏度和特異度對(duì)決策樹(shù)模型的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料的比較

符合納入標(biāo)準(zhǔn)1195 例患者，其中非計(jì)劃性再入院63 例（5.27%）為再入院組，未發(fā)生非計(jì)劃性再入院的1132 例（94.73%）為對(duì)照組。兩組間一般資料比較見(jiàn)表1。從表1可見(jiàn)，兩組患者在疾病診斷、性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、文化程度和居住地方面的比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

表1 患者一般資料兩組間的比較 （n/%，±s）

變量性別分類(lèi)統(tǒng)計(jì)量P χ2=0.008 ＞0.05年齡（歲）體質(zhì)量指數(shù)（kg/m2）文化程度男女 文盲t=0.054 t=-1.789＞0.05＞0.05小學(xué)初中高中大學(xué)農(nóng)村城鎮(zhèn)直腸癌結(jié)腸癌再入院組（n=63）38（60.32）25（39.68）59.98±13.19 21.87±2.78 3（4.76）27（42.86）27（42.86）5（7.94）1（1.59）38（60.32）25（39.68）41（65.08）22（34.92）對(duì)照組（n=1132）689（60.87）443（39.13）60.07±11.83 22.59±3.10 69（6.09）401（35.42）508（44.88）128（11.31）26（22.97）764（67.58）368（32.51）632（55.83）500（44.17）χ2=0.970＞0.05居住地χ2=1.391 ＞0.05疾病診斷χ2=2.075 ＞0.05

2.2 兩組患者臨床相關(guān)資料的比較

兩組患者臨床相關(guān)資料的比較見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)，兩組患者在腫瘤TNM 分期、術(shù)前合并癥項(xiàng)數(shù)、是否腸造瘺、術(shù)后并發(fā)癥方面的比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。在入院方式、新輔助化療、手術(shù)方式、手術(shù)時(shí)間、手術(shù)出血量、術(shù)后住院時(shí)間方面的比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 患者臨床相關(guān)資料兩組間的比較 （n/%）

2.3 結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院現(xiàn)狀

1195 例結(jié)直腸癌術(shù)后患者中63 例患者非計(jì)劃性再入院，非計(jì)劃性再入院率為5.27%，再入院總費(fèi)用為113 萬(wàn)。其中不完全性腸梗阻（22 例），腹腔殘余感染（9 例），切口感染（7 例），吻合口瘺（5例），為非計(jì)劃性再入院的主要原因。其中50 例患者保守治療，13 例患者接受二次手術(shù)治療，61 例患者好轉(zhuǎn)出院，2 例患者病情惡化自動(dòng)出院。

2.4 結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)樹(shù)形圖

根據(jù)決策樹(shù)構(gòu)建的結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)樹(shù)形圖，見(jiàn)圖1，該樹(shù)形圖包含3 層，共11 個(gè)節(jié)點(diǎn)，6 個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，提取6 條分類(lèi)規(guī)則，見(jiàn)表3。以非計(jì)劃性再入院的患者所占節(jié)點(diǎn)構(gòu)成比例代表該類(lèi)人群發(fā)生非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)，篩選出3 類(lèi)高危人群：①有術(shù)后并發(fā)癥，術(shù)前合并癥≥2 項(xiàng)，占該節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的28.1%； ②有術(shù)后并發(fā)癥，術(shù)前合并癥＜2 項(xiàng)，占該節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的10.6%；③無(wú)術(shù)后并發(fā)癥，TNM 分期≥III 期，有腸造口，占該節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的8.3%。

圖1 結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)樹(shù)形圖

表3 結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)決策樹(shù)模型分類(lèi)規(guī)則

2.5 決策樹(shù)模型的預(yù)測(cè)效果

使用SPSS24.0 軟件繪制ROC 曲線(xiàn)，見(jiàn)圖2，計(jì)算決策樹(shù)模型的ROC 曲線(xiàn)下面積、靈敏度和特異度。結(jié)果顯示，決策樹(shù)模型的ROC 曲線(xiàn)下面積為0.823，95%CI（0.775，0.870），靈敏度為0.762，特異度為0.745。

圖2 決策樹(shù)模型ROC 曲線(xiàn)圖

3 討論

3.1 結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院現(xiàn)狀分析

相關(guān)研究結(jié)果顯示，不同時(shí)間跨度、不同國(guó)家的結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院率有所差異。以30d 內(nèi)非計(jì)劃性再入院為例，意大利［6］再入院率為6.0%，丹麥［7］為13.7%，美國(guó)［8-9］為10.0%～11.4%，英國(guó)［10-11］為12.6%～16.0%。國(guó)內(nèi)學(xué)者何小東［12］和楊婕［13］研究顯示，結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院率分別為5.2%和6.1%。目前，各個(gè)國(guó)家或地區(qū)關(guān)于非計(jì)劃性再入院的時(shí)間間隔尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，2011年，中華人民共和國(guó)原衛(wèi)生部發(fā)布了《三級(jí)綜合醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量管理與控制指標(biāo)（2011版）》，該文件明確了我國(guó)非計(jì)劃性再入院的間隔時(shí)間為≤31d［19］。故本研究以31 d 內(nèi)非計(jì)劃性再入院為結(jié)局測(cè)量指標(biāo)，調(diào)查了結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院現(xiàn)狀，結(jié)果顯示，結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院率為5.27%，與國(guó)內(nèi)學(xué)者［12-13］調(diào)查30d 內(nèi)非計(jì)劃性再入院結(jié)果相近。本研究中63 例非計(jì)劃性再入院患者中，不完全性腸梗阻、腹腔殘余感染、切口感染和吻合口瘺是患者非計(jì)劃性再入院的主要原因。

3.2 基于決策樹(shù)構(gòu)建結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型的合理性

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于決策樹(shù)的分類(lèi)方法是數(shù)據(jù)挖掘中較為典型的分類(lèi)預(yù)測(cè)的方法。與傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法相比，決策樹(shù)的優(yōu)勢(shì)為：屬于非參數(shù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)資料基本無(wú)要求，克服了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用時(shí)存在嚴(yán)格條件限制的問(wèn)題；結(jié)果可視化，易于理解和解釋?zhuān)荒芴幚碜宰兞恐g共線(xiàn)性的問(wèn)題，展現(xiàn)自變量間的交互作用［20］。本研究以結(jié)直腸癌術(shù)后患者為研究對(duì)象，研究該類(lèi)患者非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)因素，模型的因變量為二分類(lèi)變量，自變量既有分類(lèi)變量也有連續(xù)型變量，滿(mǎn)足決策樹(shù)模型算法的要求。通過(guò)CHAID 算法構(gòu)建決策樹(shù)模型，從樹(shù)形圖可明顯看出各子節(jié)點(diǎn)中非計(jì)劃性再入院的占比構(gòu)成情況，通過(guò)節(jié)點(diǎn)的路徑來(lái)表示非計(jì)劃性再入院患者的分類(lèi)規(guī)則，共提取6 條分類(lèi)規(guī)則，篩選出3 類(lèi)高危人群，其中術(shù)后并發(fā)癥對(duì)非計(jì)劃性再入院影響最大，有術(shù)后并發(fā)癥，術(shù)前合并癥≥2 項(xiàng)時(shí)，發(fā)生非計(jì)劃性再入院的患者占該節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的28.1%，為第一類(lèi)高危人群；有術(shù)后并發(fā)癥，術(shù)前合并癥＜2 項(xiàng)時(shí)，發(fā)生非計(jì)劃性再入院的患者占該節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的10.6%，為第二類(lèi)高危人群；無(wú)術(shù)后并發(fā)癥，TNM 分期≥III 期，有腸造口時(shí)，發(fā)生非計(jì)劃性再入院的患者占該節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的8.3%，為第三類(lèi)高危人群。以往的研究多基于Logistic 回歸分析，側(cè)重于對(duì)單個(gè)因素的獨(dú)立作用，決策樹(shù)得到的樹(shù)模型展示了多個(gè)因素交互作用，更側(cè)重于模型整體的預(yù)測(cè)效果［21］。本院結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，采用綜合性的指標(biāo)構(gòu)建決策樹(shù)模型，結(jié)果顯示，決策樹(shù)模型的ROC 曲線(xiàn)下面積為0.823，通常ROC 曲線(xiàn)下面積為0.9 左右表示診斷價(jià)值較高［22］。本研究還發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建的結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的決策樹(shù)模型，其靈敏度為0.762，特異度為0.745。說(shuō)明，決策樹(shù)模型可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌的發(fā)生和區(qū)分無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的患者。

3.3 結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的影響因素分析

根據(jù)決策樹(shù)模型中影響因素距離根節(jié)點(diǎn)的位置和卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，將影響因素進(jìn)行排序，結(jié)果顯示，術(shù)后并發(fā)癥是最主要的影響因素，其后依次為術(shù)前合并癥≥2 項(xiàng)、腫瘤TNM 分期≥III 期、腸造口、居住地。相關(guān)研究［23-25］結(jié)果表明，術(shù)后并發(fā)癥是結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。LAWSON 等［23］研究表明，結(jié)直腸癌患者首次住院期間出現(xiàn)術(shù)后并發(fā)癥與30d 內(nèi)的非計(jì)劃性再入院密切相關(guān)，術(shù)后伴有并發(fā)癥的患者非計(jì)劃性再入院率是正?？祻?fù)患者的3.3 倍。ORCUTT 等［24］研究顯示，首次住院期間發(fā)生術(shù)后并發(fā)癥的患者非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)術(shù)后并發(fā)癥患者的4.36倍。因此，早期預(yù)防術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，重點(diǎn)關(guān)注有術(shù)后并發(fā)癥的患者，具有重要的臨床意義。楊婕等［13］研究顯示，加速康復(fù)外科模式下有術(shù)前合并癥的結(jié)直腸癌患者術(shù)后非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)合并癥患者的2.91 倍，且合并呼吸系統(tǒng)疾病和心血管疾病是導(dǎo)致結(jié)直腸癌患者術(shù)后非計(jì)劃性再入院發(fā)生率高的主要因素。國(guó)外學(xué)者的研究結(jié)果也顯示，術(shù)前合并癥增加了結(jié)直腸癌患者非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)［10］。提示，臨床護(hù)士在做好結(jié)直腸疾病專(zhuān)科護(hù)理的同時(shí)，也要關(guān)注患者的基礎(chǔ)疾病，做好術(shù)前合并癥的護(hù)理。本研究結(jié)果顯示，腫瘤TNM 分期≥III 期，也是結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的影響因素，這與QUINTANA 等［17］的研究結(jié)果一致，TNM 分期≥III 期的患者，腫瘤浸潤(rùn)較深、鄰近器官受累、手術(shù)預(yù)后較差，與早期腫瘤患者相比非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)更高。行腸造口術(shù)的患者非計(jì)劃性再入院風(fēng)險(xiǎn)更高，可能與造口護(hù)理的專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，患者居家照護(hù)的難度大，護(hù)理不當(dāng)易出現(xiàn)多種造口并發(fā)癥有關(guān)［26］。此次決策樹(shù)分析還顯示，居住地為非計(jì)劃性再入院的影響因素，但距離根節(jié)點(diǎn)的位置最遠(yuǎn)，卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量也最小，且單因素分析結(jié)果顯示，兩組患者的居住地情況差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），因此尚需增加樣本量進(jìn)行進(jìn)一步研究分析。

4 結(jié)論

非計(jì)劃性再入院率是評(píng)價(jià)醫(yī)院診療和護(hù)理質(zhì)量的重要參考指標(biāo)，結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的發(fā)生率呈逐漸上升趨勢(shì)，有效預(yù)測(cè)非計(jì)劃性再入院的風(fēng)險(xiǎn)，篩選出高危人群，是預(yù)防非計(jì)劃性再入院發(fā)生的首要步驟。本研究應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，構(gòu)建結(jié)直腸癌術(shù)后患者非計(jì)劃性再入院的決策樹(shù)模型，提取6 條分類(lèi)規(guī)則，篩選出3 類(lèi)高危人群，為臨床護(hù)理工作者預(yù)測(cè)非計(jì)劃性再入院高危人群，采取針對(duì)性預(yù)防措施提供依據(jù)。未來(lái)可進(jìn)行前瞻性研究，并擴(kuò)大樣本量，使研究數(shù)據(jù)更具代表性。