基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析的老年人慢性病住院費用及影響因素

夏泳陳任

安徽醫(yī)科大學(xué)衛(wèi)生管理學(xué)院，安徽合肥 230022

我國是世界上老齡人口絕對數(shù)最多的國家， 同時也是人口老齡化速度最快的國家之一。據(jù)第七次全國人口普查報告，2020年末我國60歲及以上老年人口已達(dá)到2.6億，占總?cè)丝诘?8.7%[1］。我國老年人的健康狀況不容樂觀，2014年底65歲及以上老年人的慢性病患病率已達(dá)53%左右，其醫(yī)療費用支出是年輕人的2~3倍，占總醫(yī)療費用的30%~35%[2］。老年人慢性病的高患病率不僅嚴(yán)重影響了老年人的健康，降低了生命質(zhì)量，還占用了大量醫(yī)療資源，增加了家庭、社會、國家的負(fù)擔(dān)。既往對疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的影響因素分析多采用回歸分析等傳統(tǒng)的線性模型框架，這些方法一般都有嚴(yán)格的適用條件限制，分析時往往要對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的變換才能達(dá)到模型要求，同時其在非線性關(guān)聯(lián)的問題上也不適 用[3］。BP神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型（back propagation neural network）是一種基于誤差反向傳播的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，與傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法相比，該方法對資料類型、分布無特殊要求，具有一定容錯性，在分析時更具有優(yōu)勢[4-5］，且以往研究多集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對全人群慢性病或是具體某種疾?。ㄌ悄虿?、腦卒中、高血壓等）的住院費用研究，極少集中在老年人常見慢性病住院費用的研究。因此，本研究基于國際疾病分類-10（international classification of diseases-10，ICD-10），抽取皖南地區(qū)最大的綜合性醫(yī)院老年人常見的6種慢性?。X血管疾病、惡性腫瘤、心臟病、糖尿病、高血壓病、呼吸系統(tǒng)疾?。┑淖≡嘿M用進(jìn)行統(tǒng)計分析，并探究影響老年人慢性病住院經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的主要因素，旨在為合理制定老年人慢性病費用控制策略及衛(wèi)生資源配置政策提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 資料與方法

1.1 資料來源

通過病案系統(tǒng)調(diào)閱安徽省某三級甲等綜合性醫(yī)院2018年1月1日至2020年12月31日收治的年齡≥60歲的且患有常見6種慢性病的老年人住院病案首頁信息，共68 078例。

1.2 調(diào)查內(nèi)容

采用回顧性研究的方法，建立《老年人常見慢性病住院費用調(diào)查表》，調(diào)查內(nèi)容包括性別、年齡、地域、醫(yī)保類型、住院時間、手術(shù)、住院費用情況、患有的慢性病類型，對全部研究變量進(jìn)行賦值，見表1。

表1 選取的病案首頁項目及編碼

1.3 方法

疾病根據(jù)ICD-10分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，運用Excel 2016軟件建立數(shù)據(jù)庫，采用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，住院費用經(jīng)檢驗不符合正態(tài)分布，采用中位數(shù)（四分?jǐn)?shù)間距）[M（P25~P75）］進(jìn)行描述性分析；對因變量、自變量采用兩兩相關(guān)分析，以住院費用作為因變量，年齡、性別、城鄉(xiāng)等為自變量進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型擬合，分析各影響因素對住院費用的影響程度。模型擬合時，以重要性和標(biāo)準(zhǔn)化的重要性反映各因素對住院費用的影響程度。訓(xùn)練集、測試集樣本個案隨機分配，比例為7∶3。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 基本特征

研究中男性患者39 853例，占58.5%，女性28 225例，占41.5%；城市患者39 296例，占57.7%，農(nóng)村患者28 782例，占42.3%；年齡75歲以下的患者43 692例，占64.2%，75歲及以上的患者24 386例，占35.8%。

2.2 老年人慢性病次均住院費用情況

老年人慢性病次均住院費用中位數(shù)為10 705.8元，2018年至2020年次均住院費用逐年上升；男性患者次均住院費用大于女性患者；年齡越大者次均住院費用越高；住院天數(shù)越多次均費用越高；城市患者次均費用高于農(nóng)村，新農(nóng)合醫(yī)保患者次均費用是所有保險中最高的；手術(shù)患者次均費用高于非手術(shù)患者。詳見表2。

表2 2018至2020年老年人慢性病次均住院費用分析

2.3 各類慢性病次均住院費用情況

呼吸系統(tǒng)疾病的次均住院費用最高（14 227.2元），藥品費用是所有費用中最高的，其次是檢查費用。詳見表3。

表3 老年人慢性病住院費用情況分析[元，M（P25~P75）］

2.4 老年人慢性病住院費用的單因素分析

將因變量住院費用按照費用高低排序，劃分三個等級，每個等級所占比例都為1/3，轉(zhuǎn)化成分類變量進(jìn)行分析；將因變量與自變量性別、年齡、城鄉(xiāng)、醫(yī)保類型、是否手術(shù)、住院天數(shù)、慢性病類型進(jìn)行雙變量相關(guān)分析。結(jié)果顯示，住院費用與所有自變量都存在相關(guān)性，且均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表4。

表4 老年人慢性病住院費用與影響因素的相關(guān)分析

2.5 住院費用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

通過SPSS建立多層感知器的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來對老年人慢性病住院費用影響因素進(jìn)行分析，計算各影響因素對住院費用的影響程度。分析過程以老年人住院費用（低、中、高）為目標(biāo)變量建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，隨機抽取所有數(shù)據(jù)的70%作為訓(xùn)練集，樣本集30%作為測試樣本集。最終納入訓(xùn)練樣本集的共有47 787條記錄，納入測試樣本集的共有20 291條記錄。分類結(jié)果顯示，訓(xùn)練集的錯誤比率為29.8%，測試集的錯誤比率為30.4%，訓(xùn)練集的正確率為70.2%，測試集的正確率為69.6%，表明模型的預(yù)測能力較好；受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）顯示模型中3條曲線下的區(qū)域面積分別0.843、0.795、0.903，表明模型預(yù)測能力較強，見圖1；計算標(biāo)準(zhǔn)化的重要性顯示，住院天數(shù)、年齡、患有呼吸系統(tǒng)疾病對住院費用的影響最大，分別為100%、74.1%、43.4%，表明它們是影響老年人慢性病住院費用高低的關(guān)鍵因素。見表5。

圖1 ROC曲線

表5 老年人慢性病住院費用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中各自變量的重要性

3 討論

3.1 慢性病患者住院費用高，藥品、檢查費用占比高，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重

研究顯示，68 078例老年慢性病住院患者的人均住院費用為10 705.8元，高于金秋等[6］對安徽省某三甲醫(yī)院慢性病住院費用的研究結(jié)果（8 207.5元），也高于龔國梅等[7］的研究結(jié)果（10 036.4元）。根據(jù)國家統(tǒng)計局最新數(shù)據(jù)顯示，2018年我國居民人均可支配收入為28 228元，城市居民可支配收入為39 251元，農(nóng)村居民人均可支配收入為14 617元[8］，因此老年人慢性病醫(yī)療費用給其及家庭造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，尤其是給農(nóng)村居民帶來的負(fù)擔(dān)更為巨大。本研究發(fā)現(xiàn)，老年人6種慢性病的藥品、檢查費用占比最高，這與黃茂娟等[9］的研究結(jié)果一致，這可能與老年人慢性病病情復(fù)雜、嚴(yán)重、反復(fù)，需經(jīng)常進(jìn)行影像學(xué)、實驗室檢查有關(guān)，而且服用藥物控制病情是老年人控制慢性病的主要手段，同時隨著新技術(shù)、新藥物的研發(fā)使用，老年慢性病的住院費用不可避免會增加，并且也可能存在不合理用藥、過度檢查的問題。因此醫(yī)療機構(gòu)要加強合理用藥、規(guī)范并合理使用檢查，加強監(jiān)管，減少患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3.2 住院天數(shù)、年齡和呼吸系統(tǒng)疾病是影響老年人慢性病住院費用的關(guān)鍵因素

本研究中各因素對老年人慢性病住院費用的影響力各不相同，其中住院天數(shù)影響最大，年齡次之，呼吸系統(tǒng)疾病第3。這與既往研究結(jié)果一致[6-7，10］。這可能是由于老年人隨著年齡的增加身體機能和健康水平不斷下降，患有疾病的幾率、嚴(yán)重性大大增加，因此所需住院治療的時間、強度和醫(yī)療總量也會增加。住院時間又是反映醫(yī)院管理水平的重要指標(biāo)，研究表明，通過提高醫(yī)院管理水平可有效縮短患者平均住院日，控制醫(yī)療費用的過度增長，因此要不斷提高醫(yī)療質(zhì)量，縮短住院天數(shù)，控制老年人慢性病醫(yī)療費用的增長[11］。國家統(tǒng)計局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013年底我國有17.4%的居民患有呼吸系統(tǒng)疾病，其中患有老慢支的占9.7%。有報道稱無論城市還是農(nóng)村，呼吸系統(tǒng)疾病已成為導(dǎo)致老年人期望壽命損失最多的疾病[12］，加之老年人呼吸系統(tǒng)疾病患病率高、病程長、病情不穩(wěn)定[13］，更加劇了醫(yī)療資源的消耗、住院費用的增加，對老年人造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3.3 其他影響老年人慢性病住院費用的因素

本研究顯示，心臟病、高血壓病、手術(shù)費用、惡性腫瘤、醫(yī)療保險費、糖尿病、腦血管疾病以及城鄉(xiāng)差異是影響老年人慢性病住院費用的其他因素。目前慢性病已經(jīng)成為威脅人類健康的第一殺手，我國第五次衛(wèi)生服務(wù)調(diào)查結(jié)果顯示，高血壓病、糖尿病、腦血管疾病、缺血性心臟病、慢性阻塞性肺病是老年人最常見的慢性病，也是住院率最高的疾病。老年人的惡性腫瘤患病率呈逐年上升的趨勢，已經(jīng)成為惡性腫瘤患病的主要群體[14］，且老年人隨著年齡的增長身體機能衰弱，可同時患有多種慢性病、病情復(fù)雜使得住院時間延長，這些因素勢必會影響住院費用。研究報道早在2002年底，老年人常見的6類慢性病造成的經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)高達(dá)340億，隨著人均住院費用的增加[12］，這一數(shù)字還在不斷增加。因此關(guān)注老年人患病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)尤其是患有慢性病的老年人的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)刻不容緩[15］。

3.4 關(guān)注患有慢性病老年人的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)

老年人慢性病患病率高、衛(wèi)生服務(wù)需求量大，所承受的疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)也日益沉重，且老年人收入低，經(jīng)濟(jì)來源主要靠養(yǎng)老金/退休金和配偶、子女的支持，高額的醫(yī)療費用無疑增加了個人、子女的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此需要政府、社會關(guān)注老年人這一弱勢群體。首先建議政府要完善和創(chuàng)新醫(yī)療保險制度，同時加強醫(yī)療服務(wù)市場的監(jiān)管，制定合理的醫(yī)療服務(wù)價格；其次醫(yī)院也要不斷提高自身的醫(yī)療管理水平和醫(yī)療服務(wù)技術(shù)，縮短住院日、促進(jìn)合理用藥；最后老年人自身也要加強鍛煉，提高健康素養(yǎng)，通過采取健康的生活方式，減少或延緩慢性病及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突