基于分位數(shù)回歸與決策樹模型的慢性阻塞性肺疾病患者DRGs分組研究

吳 麗 呂志杰 盧漢體 黃思佳 周鵬蕾

1 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院，310006 浙江 杭州；2 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院，310020 浙江 杭州

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)，簡(jiǎn)稱慢阻肺，是一種常見的呼吸系統(tǒng)疾病。據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)，COPD已成為繼心、腦血管疾病和急性呼吸道疾病后，與艾滋病并列的全球第四大致死性疾病。目前，我國(guó)COPD患病率為13.6%，并呈逐年遞增趨勢(shì)，COPD患病人數(shù)多，死亡率高，給社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明，按疾病診斷相關(guān)分組(DRGs)的付費(fèi)方式，在兼顧治療效果的前提下，可有效控制醫(yī)療費(fèi)用過(guò)快增長(zhǎng)。此外，眾多研究結(jié)果顯示，疾病的DRGs分組及住院費(fèi)用的界定上可采用決策樹模型，其模型結(jié)果也展示較好的應(yīng)用價(jià)值[2-5]。本研究通過(guò)決策樹模型建立COPD患者的DRGs分組，并依據(jù)DRGs分組結(jié)果制定住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，以期為相關(guān)部門的醫(yī)療決策提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

回顧收集浙江省某三甲醫(yī)院2018—2020年收治的主要診斷為COPD(ICD-10編碼前3位為J44)的出院患者病案首頁(yè)數(shù)據(jù)資料，參照國(guó)家醫(yī)保局《關(guān)于印發(fā)疾病診斷相關(guān)分組(DRGs)付費(fèi)國(guó)家試點(diǎn)技術(shù)規(guī)范和分組方案》[6]，剔除住院天數(shù)2 d以下或60 d以上的病例，共有1 929例COPD患者納入本次研究。通過(guò)查閱COPD患者住院費(fèi)用有關(guān)文獻(xiàn)，選取常見的影響因素：性別、年齡、付費(fèi)方式、患者來(lái)源、入院途徑、住院天數(shù)、是否有伴隨疾病、是否有手術(shù)或操作等納入本次研究。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將病案首頁(yè)數(shù)據(jù)采用 Excel 2013 軟件進(jìn)行整理匯總，采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。由于患者住院費(fèi)用為偏態(tài)分布，采用M(P25,P75)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，Mann-WhitneyU檢驗(yàn)或Kruskal-WallisH檢驗(yàn)進(jìn)行COPD住院費(fèi)用的單因素分析，住院費(fèi)用與連續(xù)變量的相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析；以單因素分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的影響因素為自變量，將COPD住院費(fèi)用進(jìn)行對(duì)數(shù)變換使之近似正態(tài)分布，建立住院費(fèi)用的多重線性回歸模型和分位數(shù)回歸模型，綜合2種模型結(jié)果更為全面地篩選分類節(jié)點(diǎn)變量；運(yùn)用卡方自動(dòng)交互檢測(cè)(CHAID)算法構(gòu)建COPD患者的決策樹模型，并依據(jù)決策樹模型病例分組結(jié)果計(jì)算不同病例組合住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)和病種權(quán)重。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α= 0.05。

2 結(jié)果

2.1 基本情況

本研究共納入COPD患者1 929例，其中男性患者1 548例，占比80.2%，年齡范圍33～101歲，平均年齡(77.22±10.67)歲，平均住院日13.2 d，并發(fā)癥/合并癥患者1 865例，占比96.7%，醫(yī)保付費(fèi)、本地來(lái)源和非急診的患者居多，手術(shù)及操作較少。住院天數(shù)與總費(fèi)用的相關(guān)性Rs=0.883(P<0.001)，Mann-WhitneyU檢驗(yàn)和Kruskal-WallisH檢驗(yàn)的單因素分析結(jié)果顯示，年齡、付費(fèi)方式、患者來(lái)源、住院天數(shù)以及并發(fā)癥/合并疾病的患者，其住院費(fèi)用差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 COPD患者住院費(fèi)用單因素分析結(jié)果

2.2 COPD患者住院費(fèi)用的多重線性回歸

以單因素分析篩選出的年齡、付費(fèi)方式、患者來(lái)源、住院天數(shù)和并發(fā)癥/合并癥為自變量，以經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的住院費(fèi)用為因變量(Y)，進(jìn)行逐步多重線性回歸，α進(jìn)入=0.05，α剔除=0.10。變量賦值見表2。多重線性回歸結(jié)果顯示，住院費(fèi)用的影響因素為住院天數(shù)、年齡、支付方式、并發(fā)癥/合并癥(F=1 038.090，P<0.001)，調(diào)整R2=0.683，表示該4個(gè)影響因素能解釋COPD住院費(fèi)用總變異的68.3%。共線性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，各自變量的方差膨脹因子(VIF)均小于5，可認(rèn)為自變量間不存在共線性問(wèn)題。由標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)可以看出，COPD患者住院費(fèi)用的影響因素從大到小依次為住院天數(shù)、支付方式、并發(fā)癥/合并癥和患者來(lái)源。見表3。

表2 變量賦值

表3 COPD患者住院費(fèi)用影響因素的多重線性回歸分析結(jié)果

2.3 COPD患者住院費(fèi)用的分位數(shù)回歸

由于住院費(fèi)用為偏態(tài)分布，可采用分位數(shù)回歸分析方法探索COPD患者不同費(fèi)用水平下的影響因素。參考既往學(xué)者的研究經(jīng)驗(yàn)[7]，選取住院費(fèi)用的10%、50%和90%3個(gè)分位數(shù)點(diǎn)，建立住院費(fèi)用分組模型。同樣，基于單因素分析結(jié)果，構(gòu)建分位數(shù)回歸模型，選擇年齡、付費(fèi)方式、患者來(lái)源、并發(fā)癥/合并癥和住院天數(shù)為自變量進(jìn)行建模。由表4結(jié)果可以看出，住院天數(shù)在住院費(fèi)用的3個(gè)分位數(shù)點(diǎn)上均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，且住院天數(shù)在高分位數(shù)點(diǎn)上的影響強(qiáng)度高于低分位數(shù)點(diǎn)。年齡因素僅在50%分位數(shù)點(diǎn)上對(duì)住院費(fèi)用產(chǎn)生影響(P=0.045)，支付方式在10%和50%分位數(shù)點(diǎn)上對(duì)住院費(fèi)用有影響(P<0.001)，患者來(lái)源在90%分位數(shù)點(diǎn)上對(duì)住院費(fèi)用產(chǎn)生影響(P<0.001)，并發(fā)癥/合并癥在90%分位數(shù)點(diǎn)上對(duì)住院費(fèi)用產(chǎn)生影響最大(P<0.001)。與多重線性回歸分析結(jié)果相比，年齡在住院費(fèi)用的50%分位數(shù)點(diǎn)上產(chǎn)生影響。

表4 COPD患者住院費(fèi)用分位數(shù)回歸結(jié)果

2.4 COPD患者DRGs分組及住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)制定

2.4.1 COPD患者DRGs分組

決策樹模型納入的關(guān)鍵變量綜合考慮多重線性回歸與分位數(shù)回歸分析結(jié)果中有意義的影響因素，即以住院費(fèi)用對(duì)數(shù)為因變量，住院天數(shù)為影響變量，年齡、付費(fèi)方式、患者來(lái)源和并發(fā)癥/合并癥為分類節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵變量。運(yùn)用卡方自動(dòng)交互檢測(cè)(CHAID)算法構(gòu)建住院費(fèi)用決策樹模型，采用交叉驗(yàn)證方法對(duì)模型進(jìn)行自動(dòng)修剪，設(shè)置決策樹最大深度為3，父節(jié)點(diǎn)的最小樣本為100，子節(jié)點(diǎn)的最小樣本為50，拆分節(jié)點(diǎn)的檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.05。CHAID決策樹共產(chǎn)生3層節(jié)點(diǎn)變量，依次為年齡、患者來(lái)源、并發(fā)癥/合并癥和支付方式，最終產(chǎn)生5個(gè)病例組合。見圖1。其中，年齡是影響COPD患者住院費(fèi)用的第1節(jié)點(diǎn)，DRGs1和DRGs3是病例組合中例數(shù)最多的組，該院收治的COPD病種以本地80歲以上的高齡患者和有并發(fā)癥/合并癥的80歲以下患者為主。診斷相關(guān)分組模型風(fēng)險(xiǎn)值為0.129，說(shuō)明分組效果良好，各組CV均小于0.1，說(shuō)明各病例分組組內(nèi)同質(zhì)性較好。見表5。

圖1 COPD決策樹樹形分類圖

表5 COPD患者DRGs分組結(jié)果

2.4.2 各病例組合住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)制定

為避免極端值的影響，表5中的病例組合費(fèi)用以中位數(shù)(住院費(fèi)用為偏態(tài)分布)作為控制費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)參考值，按照住院費(fèi)用75%分位數(shù)加1.5倍四分位數(shù)間距(P75+1.5IQR)設(shè)定住院費(fèi)用參考值上限，25%分位數(shù)減0.5倍四分位數(shù)間距(P25-0.5IQR)設(shè)定住院費(fèi)用參考值下限[8-10]。本研究共有超標(biāo)費(fèi)用患者118例，占比6.12%。剔除各診斷相關(guān)組中參考值范圍外的病例，計(jì)算各組病種權(quán)重，定義病種權(quán)重=該組DRGs的平均費(fèi)用/所有個(gè)案的平均費(fèi)用，權(quán)重值越高，說(shuō)明患者消耗的醫(yī)療資源越多。研究結(jié)果顯示，各組的標(biāo)準(zhǔn)住院費(fèi)用分別為17 814.40、12 138.80、10 402.07、10 144.50和7 954.49元，病種權(quán)重系數(shù)分別為1.36、0.93、0.79、0.77和0.61。見表6。

表6 COPD患者DRGs 分組結(jié)果及住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)

3 討論

新一輪的公立醫(yī)院改革中，如何通過(guò)有限的醫(yī)療資源合理控制醫(yī)療衛(wèi)生費(fèi)用，為患者提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的醫(yī)療服務(wù)是公立醫(yī)院亟待解決的問(wèn)題之一。以DRGs為基礎(chǔ)制定的住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，既是醫(yī)療資源合理化利用在醫(yī)院管理中的具體體現(xiàn)，也為醫(yī)保的定額支付標(biāo)準(zhǔn)提供相應(yīng)的參考依據(jù)[11]。

本研究通過(guò)構(gòu)建COPD患者住院費(fèi)用的傳統(tǒng)多重線性回歸和分位數(shù)回歸模型篩選影響因素，多重線性回歸篩選出有意義的變量依次為：住院天數(shù)、支付方式、并發(fā)癥/合并癥和患者來(lái)源；分位數(shù)回歸篩選出的分類節(jié)點(diǎn)變量除了以上4項(xiàng)外，增加了年齡變量。其原因主要是傳統(tǒng)的回歸分析方法僅描述因變量條件均值的變化情況，而分位數(shù)回歸結(jié)果可以估計(jì)住院費(fèi)用的總體條件分布，可更加細(xì)致地觀察因變量不同分布下的回歸系數(shù)變化，故對(duì)于偏態(tài)分布的住院費(fèi)用數(shù)據(jù)而言，使用分位數(shù)回歸估計(jì)結(jié)果更為穩(wěn)健[2]。本研究以住院費(fèi)用為因變量，住院天數(shù)為影響變量，年齡、并發(fā)癥/合并癥、患者來(lái)源和支付方式為分類節(jié)點(diǎn)變量，采用決策樹模型構(gòu)建出5個(gè)疾病診斷相關(guān)分組，病例分組合理，具有一定的可行性。住院天數(shù)作為住院費(fèi)用的重要影響因素，僅將其作為影響變量納入到?jīng)Q策樹模型，主要是考慮到國(guó)內(nèi)尚未實(shí)施規(guī)范化的臨床路徑管理，住院天數(shù)的變異較大，這與吳俊霞等[8]、許瓊瓊等[12]學(xué)者的研究觀點(diǎn)相一致。支付方式未能進(jìn)入決策樹分類節(jié)點(diǎn)，可能是由于自費(fèi)患者例數(shù)較少有關(guān)，在考慮其他分類因素后，支付方式對(duì)住院費(fèi)用的影響作用變?nèi)?；另外，隨著我國(guó)醫(yī)療保障體系的逐步完善，基本醫(yī)療保險(xiǎn)已實(shí)現(xiàn)全民覆蓋，COPD作為一種常見的慢性疾病，屬于醫(yī)保病種范圍，弱化支付方式在COPD患者住院費(fèi)用DRGs分組中的效應(yīng)與我國(guó)醫(yī)療保障體系也相吻合。由表6的DRGs分組住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)可以看出，年齡是影響COPD患者住院費(fèi)用的第一節(jié)點(diǎn)，80歲及以上的COPD患者無(wú)論是否具有并發(fā)癥/合并疾病，均具有較高的住院費(fèi)用和較大的病種權(quán)重，且本地患者的住院費(fèi)用和病種權(quán)重均高于外地患者；而年齡80歲以下有并發(fā)癥/合并癥的本地來(lái)源和外地來(lái)源患者其住院費(fèi)用相近，年齡<80歲，無(wú)并發(fā)癥/合并癥的患者住院費(fèi)用最低，比較符合實(shí)際情況。

從本研究可以看出，DRGs付費(fèi)制度改革的政策制定主要依據(jù)患者病案首頁(yè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)而精準(zhǔn)的病案首頁(yè)數(shù)據(jù)是DRGs分組的重要基石，這就意味著對(duì)病案數(shù)據(jù)質(zhì)量提出了更高的要求。而病案首頁(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升需要多部門的通力配合，醫(yī)院應(yīng)以病案首頁(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量為抓手，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)臨床、病案、統(tǒng)計(jì)及信息等相關(guān)部門人員的培訓(xùn)，規(guī)范臨床診療流程和病案首頁(yè)的填寫，完善醫(yī)院電子病歷及HIS系統(tǒng)的功能，助推醫(yī)院的高質(zhì)量發(fā)展[13]。本研究對(duì)COPD患者的住院費(fèi)用進(jìn)行了DRGs分組，但由于該數(shù)據(jù)僅來(lái)源于一所三級(jí)醫(yī)院，故在實(shí)際應(yīng)用中還需進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)據(jù)范圍，對(duì)現(xiàn)有的住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正。最后，DRGs分組是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，是實(shí)際應(yīng)用中不能直接依據(jù)分組的結(jié)果來(lái)制定住院費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在DRGs實(shí)施中不斷地進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整修正，使之不斷趨于完善，才能真正在公立醫(yī)院改革中發(fā)揮作用。