決策樹與Logistic回歸分析在社區(qū)老年人認知障礙影響因素應用的研究*

潘晶雪，陳利群，王敬麗，徐惠琴，謝博欽

（1 復旦大學護理學院，上海，200032；2 上海市寶山區(qū)大場社區(qū)衛(wèi)生服務中心，上海，200442）

認知障礙是指從輕度認知功能障礙到癡呆的病理階段［1］，臨床表現(xiàn)為患者出現(xiàn)記憶功能的下降［2］。2015年中國認知障礙的患病率高達38.3%［3］，給家庭和社會造成沉重負擔［4］。由于老年人的認知障礙的影響因素較多，Logistic 回歸分析模型和決策樹模型共同運用能優(yōu)勢互補，提高分析效能［5］。雖然決策樹模型在醫(yī)療領域已有應用［5-6］，但尚缺乏其在國內(nèi)社區(qū)老年人認知障礙影響因素應用的研究。因此，本研究通過聯(lián)合運用決策樹模型和Logistic 回歸模型分析社區(qū)老年人認知障礙的影響因素，旨在為認知障礙的相關預防提供參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2019年9 月—12月，采用便利抽樣法，調(diào)查上海市某社區(qū)衛(wèi)生服務中心及其下屬5 個站點共852例社區(qū)老年人。樣本量估算根據(jù)2015年認知障礙的患病率為38.3%［3］，代入樣本量計算公式［7］：n=（Z2α/2pq）/δ2，其中，n 為樣本例數(shù)；p 為樣本患病率；q=1-p；α=0.05；Zα/2＝1.96；δ=0.035；考慮到10%的流失率，得到樣本量至少為817 例。納入標準：①前往社區(qū)衛(wèi)生服務站體檢或就診的常住居民；②年齡≥60周歲；③能夠進行正常的語言溝通。排除標準：①患有精神疾病不能配合調(diào)查者；②患有嚴重心肝腎等疾病者；③身體殘疾者。

1.2 研究工具

1.2.1 一般資料調(diào)查表 結(jié)合相關文獻［8］和預實驗（36 例）自行編制一般資料調(diào)查表，內(nèi)容包括患者的人口學資料：性別、年齡、文化程度、婚姻狀況、家庭人均月收入、居住情況等；生活方式：運動、飲酒、吸煙、體力活動、興趣愛好等；疾病情況：高血壓、糖尿病、癡呆家族史等。

1.2.2 中文基礎版蒙特利爾認知功能量表 （Montreal cognitive assessment-basic，MoCA-B）：由NASREDDINE等［9］最初研制，之后由郭起浩教授團隊［10］進行漢化翻譯，本文得到郭起浩教授授權(quán)。量表包括執(zhí)行功能1 分、流暢性2 分、定向力6 分、計算功能3 分、抽象功能3 分、延遲回憶5 分、視知覺3 分、命名4分、 注意3 分，總分30 分。MoCA-B 的敏感度為0.81，特異度為0.86，Cronbach’s α 系數(shù)為0.82［11］。MoCA-B 量表根據(jù)教育年限的不同對應不同的認知障礙區(qū)分界值［12］，當教育年限分別為≤6年、7～12年、＞12年時，判定為認知障礙的標準分別為得分≤19 分、≤22 分、≤24 分。本研究Cronbach’s α系數(shù)為0.735。

1.3 資料收集方法和質(zhì)量控制措施

研究開始前，通過復旦大學護理學院倫理委員會審核，倫理審核號為IRB#2019-12-05，所有研究對象均自愿參與本研究，并簽署知情同意書。調(diào)查員參加上海市交通大學附屬精神衛(wèi)生中心醫(yī)院認知障礙評估與干預培訓班，并獲得蒙特利爾認知功能評估員資質(zhì)（證書編號：2019MPG036）。調(diào)查時，由1 名經(jīng)過培訓的調(diào)查員在研究場所的預防保健室安靜的環(huán)境中采用面對面交流的形式進行調(diào)查。當研究對象對問卷條目出現(xiàn)不解或疑惑時，調(diào)查人員給予相應的解釋與說明。考慮到本次研究對象為老年人，對于文化程度低、無法親自填寫者，由調(diào)查人員以問答形式逐條讀出問卷問題及選項。調(diào)查后，調(diào)查員對問卷進行逐份核查，對于漏填者，囑其及時補填；對于與客觀觀察不相符的條目，進行核實，以確保資料客觀有效；對于無效問卷進行剔除；對于有效問卷進行編碼。

1.4 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)采用Excel2019 建立錄入庫，進行數(shù)據(jù)錄入和整理；資料經(jīng)雙人核對后，利用SPSS24.0 軟件進行統(tǒng)計分析。采用頻數(shù)、構(gòu)成比、均數(shù)、標準差對一般資料進行描述性統(tǒng)計。同時分別建立Logistic 回歸分析模型和決策樹模型，比較兩種模型的影響因素。其中決策樹模型［13］采用分類回歸樹（classification and regression tree，CART）算法分析，納入所有自變量進入決策樹模型，將參數(shù)設計中父節(jié)點和子節(jié)點的最小個案數(shù)分別設置為40 和20，拆分及合并的檢驗水準α=0.05。Logistic 回歸模型以有無認知障礙為因變量，納入單因素結(jié)果分析有統(tǒng)計學意義的自變量建立Logistic 回歸模型，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。兩種模型總體結(jié)果和評價采用Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗、 總體預測正確率、模型風險統(tǒng)計量、受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）、 特異度、 靈敏度、約登指數(shù)等指標進行評價。

2 結(jié)果

2.1 社區(qū)老年人認知功能得分、 一般資料及單因素分析

本研究共發(fā)放調(diào)查問卷852 份，回收有效問卷849 份，有效回收率為99.6%。社區(qū)老年人MoCA-B得分為（22.0±4.1）分，其中認知功能正常424 例（49.9%），認知障礙425 例（50.1%）。社區(qū)老年人認知功能得分情況見表1。由表1可見，各維度得分率中定向力（95.0%）最高，延遲回憶（46.0%）與執(zhí)行功能（30.0%）最低。社區(qū)老年人年齡60～92 歲，平均（70.4±6.2）歲，其他一般資料見表2。

表1 社區(qū)老年人認知功能得分情況（n=849；分，±S）

表1 社區(qū)老年人認知功能得分情況（n=849；分，±S）

注： 得分率=量表或各維度實際得分/總量表或各維度理論最高分×100%。

條目理論最高分實際得分得分率/%執(zhí)行功能流暢性定向力計算功能抽象功能延遲回憶視知覺命名注意總分1263353433 0 0.3±0.1 1.2±0.6 5.7±0.6 2.3±0.9 2.0±0.9 2.3±1.4 2.0±0.9 3.7±0.6 2.6±0.7 22.0±4.1 30.0 60.0 95.0 76.7 66.7 46.0 66.7 92.5 86.7 73.3

自變量n認知功能正常（n=424)認知障礙（n=425）χ2P家庭人均月收入（元）≤3000 3001～4000>4000醫(yī)療費用支付方式有醫(yī)保無醫(yī)保居住情況獨居非獨居吸煙89（10.5）205（24.1）555（65.4）33（7.8）97（22.9）294（69.3）56（13.2）108（25.4）261（61.4）8.495 0.014 760（89.5）89（10.5）371（87.5）53（12.5）389（91.5）36（8.5）3.672 0.055 62（7.3）787（92.7）27（6.4）397（93.6）35（8.2）390（91.8）1.093 0.296否是飲酒否是輕體力家務否是鍛煉身體否是看報讀書否是打牌或玩麻將否是使用微信或電腦否是興趣愛好狹窄廣泛鄰居交往基本不交往交往社交活動基本不參加參加高血壓否是心臟病否是糖尿病否是癡呆家族史否是235（27.7）614（72.3）581（68.4）268（31.6）69（8.1）780（91.9）312（36.7）537（63.3）431（50.8）418（49.2）731（86.1）118（13.9）211（24.9）638（75.1）352（41.5）497（58.5）380（44.8）469（55.2）305（35.9）544（64.1）340（40.0）509（60.0）521（61.4）328（38.6）516（60.8）333（39.2）130（15.3）719（84.7）112（26.4）312（73.6）284（67.0）140（33.0）14（3.3）410（96.7）101（23.8）323（76.2）166（39.2）258（60.8）350（82.5）74（17.5）40（9.4）384（90.6）84（19.8）340（80.2）145（34.2）279（65.8）86（20.3）338（79.7）187（44.1）237（55.9）264（62.3）160（37.7）284（67.0）140（33.0）82（19.3）342（80.7）123（28.9）302（71.1）297（69.9）128（30.1）55（12.9）370（87.1）211（49.6）214（50.4）265（62.4）160（37.6）381（89.6）44（10.4）171（40.2）254（59.8）268（63.1）157（36.9）235（55.3）190（44.7）219（51.5）206（48.5）153（36.0）272（64.0）257（60.5）168（39.5）232（54.6）193（45.4）48（11.3）377（88.7）0.677 0.827 26.412 60.906 45.715 8.941 107.820 163.563 38.204 90.025 5.806 0.288 13.675 10.595 0.411 0.363＜0.001＜0.001＜0.001 0.003＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 0.016 0.592＜0.001 0.001

自變量n認知功能正常（n=424)認知障礙（n=425）χ2P腦外傷史否是807（95.1）42（4.9）405（95.5）19（4.5）402（94.6）23（5.4）0.391 0.532高血脂否是451（53.1）398（46.9）220（51.9）204（48.1）231（54.4）194（45.6）0.518 0.472聽力下降否是532（62.7）317（37.3）321（75.7）103（24.3）211（49.6）214（50.4）61.611＜0.001失眠否是489（57.6）360（42.4）274（64.4）150（35.4）215（50.6）210（49.4）17.117＜0.001手術(shù)史否是402（47.3）447（52.7）183（43.2）241（56.8）219（51.5）206（48.5）5.963 0.015

2.2 社區(qū)老年人認知障礙影響因素Logistic 回歸分析

以是否患有認知障礙作為因變量（賦值：認知功能正常=0，認知障礙=1），自變量賦值方式見表3。以單因素分析有統(tǒng)計學意義的自變量（P＜0.05）進入Logistic 回歸分析模型（采用向后-條件逐步回歸法，即進方程標準α納入=0.05，α剔除=0.1）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高齡、低教育文化程度、缺乏做輕體力家務、缺乏鍛煉身體、不看報讀書、不使用微信或電腦、興趣愛好狹窄、不參加社交活動、有糖尿病、有癡呆家族史、聽力下降是認知障礙的風險因素（均P＜0.05），見表4。Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗χ2為7.251，DF=8，P=0.510，模型預測正確率為75.5%，模型擬合較好。

表3 Logistic 回歸模型自變量賦值方式

表4 社區(qū)老年人認知障礙影響因素的Logistic 回歸分析（n=849）

2.3 社區(qū)老年人認知障礙影響因素的決策樹模型分析

將表1中所有自變量納入決策樹模型分析，自變量賦值方式按照二分類0，1，多分類變量采用0，1，2 進行賦值。結(jié)果共篩選出10 個自變量，分別是年齡、吸煙、不看報讀書、不使用微信或電腦、興趣愛好狹窄、基本不與鄰居交往、不參加社交活動、糖尿病、有癡呆家族史、聽力下降。其中決策樹的第一層為興趣愛好，表明興趣愛好與社區(qū)老年人認知障礙相關性最高。興趣愛好狹窄的老年人認知障礙發(fā)生率是76.1%，高于興趣愛好廣泛的老年人（31.6%），見圖1。模型風險統(tǒng)計量為（0.241±0.015），且決策樹模型預測正確率為75.9%，擬合效果較好。

圖1 社區(qū)老年人認知障礙影響因素決策樹模型圖

2.4 兩種模型總體結(jié)果和評價

決策樹模型特異度（81.1%）高于Logistic 回歸分析模型（75.9%），靈敏度（70.6%）低于Logistic 回歸分析模型（75.8%），兩種模型的約登指數(shù)均為0.517。分別對兩種模型繪制ROC 曲線，結(jié)果顯示Logistic回歸分析模型的AUC 為0.838 （95%CI：0.812 ～0.864），標準誤為0.013，決策樹模型的AUC 為0.833（95%CI：0.806～0.860），標準誤為0.014，兩種模型預測價值均為中等（0.7～0.9）［14］；運用Z 檢驗進行比較，結(jié)果顯示兩種模型的預測價值比較，差異無統(tǒng)計學意義（Z=-0.223，P=0.824），見圖2。

圖2 決策樹模型和Logistic 回歸分析模型的ROC 曲線

3 討論

3.1 社區(qū)老年人認知障礙患病率高

本研究結(jié)果顯示，社區(qū)老年人認知障礙患病率高達50.1%，低于艾亞婷等［15］調(diào)查的武漢市60 歲及以上社區(qū)老年人認知障礙患病率的87.8%，但高于張源等［16］調(diào)查的上海市55 歲及以上社區(qū)調(diào)查者的44.2%。分析可能的原因：不同的地區(qū)、年齡段人群認知功能存在一定的差異。另一個更重要原因：本研究中選擇在社區(qū)衛(wèi)生服務站點體檢或就診的老年人進行認知功能調(diào)查，沒有入戶對居民認知水平進行調(diào)查，就診或體檢老年慢性病患者居多，慢性病如高血壓、 糖尿病均會對患者的認知功能產(chǎn)生較大的損害，加快大腦認知障礙的進程［17］。在各維度得分率中，定向得分率最高，可能為本研究中前來就診或體檢的老年人通過跟簽約的家庭社區(qū)醫(yī)生電話或微信約好日期才前往熟悉的社區(qū)衛(wèi)生服務站，而MoCAB 定向力的評估測試是基于患者對當前位置和當前日期的了解，這對于認知障礙患者的敏感性非常低，因此患者的定向能力得分普遍較高。而延遲回憶、執(zhí)行功能得分率低，可能的原因：大腦顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)可儲備和編碼記憶，且前額葉是執(zhí)行功能的重要基礎［18］，一旦此結(jié)構(gòu)發(fā)生萎縮，大腦相關區(qū)域腦細胞缺血壞死，白質(zhì)纖維連接發(fā)生中斷，大腦傳遞信息功能異常，患者的執(zhí)行功能和延遲回憶就會發(fā)生損害［19］。執(zhí)行功能是個體整合多種認知過程并實現(xiàn)某種目標的能力［20］。因此，建議社區(qū)老年人可以通過慢跑、太極拳［21］等有氧運動來提高其執(zhí)行功能。

3.2 Logistic 回歸分析模型與決策樹模型對社區(qū)老年人認知障礙因素的預測情況分析

本研究結(jié)果顯示，兩種模型的特異度均達到75%以上；且ROC 曲線下面積AUC 兩種模型預測價值均為中等。決策樹模型和Logistic 回歸分析模型均顯示，年齡、看報讀書、使用微信或電腦、興趣愛好、社交活動、糖尿病、癡呆家族史、聽力下降是社區(qū)老年人認知功能狀況的共同影響因素；同時決策樹模型也篩選出Logistic 回歸分析模型未發(fā)現(xiàn)的因素：兩種模型所采用檢驗方法不同，決策樹模型分析前可納入所有自變量，在模型運行過程中會根據(jù)自變量對因變量的貢獻程度將結(jié)果展現(xiàn)出來［22］。當兩種模型相結(jié)合時對自變量間的關系能更充分得到解釋。如本研究中興趣愛好與社區(qū)老年人認知障礙相關性最高，興趣愛好越狹窄的社區(qū)老年人認知障礙患病率越高。且能挖掘不同自變量之間的相互關系，如對于興趣愛好狹窄的老年人來說，使用微信或電腦的老年人認知障礙患病率（91.9%）高于不會使用微信或電腦老年人（64.5%），值得醫(yī)護人員注意。而Logistic 回歸分析模型發(fā)現(xiàn)，低教育文化程度、缺乏做輕體力家務、缺乏鍛煉身體這3 個決策樹分析中未篩選出的因素，分析可能的原因是：決策樹分析首層的因素為興趣愛好，故以興趣愛好作為第一層變量，在后面的劃分中，這3 個變量意義不顯著，故未能進入決策樹模型。

3.3 社區(qū)老年人認知障礙的影響因素

3.3.1 人口學因素 本研究發(fā)現(xiàn)年齡、文化程度是社區(qū)老年人認知障礙的影響因素。這是因為認知障礙是增齡相關的疾?。?3］，年齡越大，認知障礙患病率越高。且文化程度較低者，其認知障礙患病率也較高，這與JOSEPH 等［24］研究結(jié)果一致?？赡艿脑蚴牵?文化程度越高的個體可通過儲備大量的神經(jīng)網(wǎng)絡維持其認知水平，且該網(wǎng)絡可補償大腦病理改變對原有神經(jīng)網(wǎng)絡的破壞，因此認知障礙患病率較低［25］。提示社區(qū)醫(yī)護人員應鼓勵文化程度低的老年人根據(jù)自己的興趣愛好參加老年大學，努力提升自己的文化水平，增加認知儲備能力。

3.3.2 生活方式 本研究發(fā)現(xiàn)吸煙、 不做輕體力家務、不鍛煉身體、不看報讀書、不使用微信或電腦、興趣愛好狹窄、不與鄰居交往、基本不參加社交活動等生活方式是社區(qū)老年人認知障礙的影響因素。吸煙作為認知障礙發(fā)生的危險因素，社區(qū)可普及吸煙的危害，促進個人向健康的生活方式轉(zhuǎn)變。賴小星等［26］研究者發(fā)現(xiàn)，一定的身體活動可以預防認知障礙。因此，可讓老年人在家中進行力所能及的家務勞動及堅持鍛煉身體，以改善其認知水平。而決策樹模型中，興趣愛好與社區(qū)老年人認知障礙相關性最高，可能原因是興趣愛好廣泛的群體，有鍛煉身體、看報讀書、使用微信或電腦等愛好，且因為愛好更廣泛，見多識廣，更能積極促進鄰居交往活動和社會交往活動，通過各方面的相互作用，老年人能更好地保持現(xiàn)有的認知功能，這與SHIMADA 等［27］研究結(jié)果相似。因此，社區(qū)可組織老年人定期參加一些鄰里會，豐富老年人的生活，培養(yǎng)老年人的興趣愛好。

3.3.3 疾病情況 本研究結(jié)果顯示，有癡呆家族史、糖尿病、 聽力下降是社區(qū)老年人認知障礙的危險因素。這是因為有癡呆家族史的患者會攜帶一種人載脂蛋白E4 類基因（apolipoprotein E4，APOE4）［28］，該基因使得其認知障礙患病風險增高。而糖尿病目前是一種大部分患者不能根治的慢性終身疾?。?9］，且糖尿病的病程和血糖控制情況對認知障礙的類型和嚴重程度有著重要影響［30］，因此可以從生活方式入手，積極控制老年人的血糖水平。一項研究發(fā)現(xiàn)，聽力下降與認知障礙發(fā)生相關［31］，而現(xiàn)有醫(yī)療技術(shù)能治療老年人的聽力下降。這提示未來社區(qū)可進行相關的聽力篩查活動，改善老年人的聽力水平。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，社區(qū)老年人認知障礙患病率高。決策樹模型與Logistic 回歸分析相同的影響因素是年齡、看報讀書、使用微信或電腦、興趣愛好、社交活動、糖尿病史、癡呆家族史、聽力下降，其中興趣愛好與社區(qū)老年人認知障礙相關性最高；不同影響因素分別為吸煙、鄰居交往與文化程度、輕體力家務、鍛煉身體。通過兩種模型結(jié)合能更充分挖掘和利用信息為更準確地提出建議和預防措施提供參考依據(jù)。但由于本研究針對前往社區(qū)衛(wèi)生服務站前來就診或體檢的老年人進行調(diào)查，采用便利抽樣法，樣本代表性有一定的局限性。未來研究可做多中心隨機抽樣調(diào)查，使樣本更具有代表性。