冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者術(shù)后早期再入院風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建

丁琰俊 杭琤 張明 戴偉濤 卞凌英

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州第二人民醫(yī)院，江蘇 南京 213000)

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病是冠狀動(dòng)脈血管發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化病變而引起血管腔狹窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或壞死而導(dǎo)致的心臟病，常被稱為“冠心病”[1]。冠心病嚴(yán)重威脅人們健康，甚至造成猝死。目前，冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(Coronary Artery Bypass Grafting，CABG)被認(rèn)為是治療冠心病最有效的方法之一[2]，且CABG已成為較常見(jiàn)的主要外科手術(shù)之一，僅在美國(guó)每年就進(jìn)行約40萬(wàn)例[3]。然而在諸多因素的影響下，行CABG術(shù)的患者康復(fù)情況不盡相同，部分患者由于病情反復(fù)而再次入院治療[4]。術(shù)后再次入院不僅導(dǎo)致患者生活質(zhì)量下降，還大大增加了醫(yī)療成本，降低了患者的預(yù)期生存時(shí)間。如何有效、便捷識(shí)別再入院風(fēng)險(xiǎn)較高的病患，成為臨床醫(yī)師新的難題。在歐洲、美國(guó)等指南[5-6]相繼指出利用數(shù)據(jù)建立判別模型，可有效識(shí)別出院后再入院的高?；颊撸M(jìn)而采取針對(duì)性的預(yù)防措施降低患者再入院的風(fēng)險(xiǎn)。然而國(guó)內(nèi)關(guān)于CABG術(shù)后再入院的研究較少，且與CABG患者術(shù)后早期預(yù)后的研究主要集中在分析預(yù)后和并發(fā)癥的相關(guān)因素[7]，不能為識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)患者提供可量化的工具。鑒此，本研究通過(guò)分析CABG患者出院后再入院的高?；颊呦嚓P(guān)危險(xiǎn)因素，構(gòu)建貝葉斯判別模型并進(jìn)行了驗(yàn)證?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 研究資料來(lái)源于我院2015年1月-2019年1月收治的行CABG患者。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(審批號(hào)：[2019]KY043-01)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合《中國(guó)冠狀動(dòng)脈血運(yùn)重建適宜性標(biāo)準(zhǔn)的建議(試行)》[8]中的標(biāo)準(zhǔn)，并順利完成CABG治療的患者。(2)病史明確，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢查數(shù)據(jù)資料保存完整。(3)術(shù)后30 d內(nèi)完成隨訪(院外死亡由家屬告知具體死亡時(shí)間)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)圍術(shù)期死亡或出院未滿1月死亡者。(2)術(shù)后轉(zhuǎn)院和其他隨訪期間由于意外等其他原因去世，無(wú)法知道結(jié)局失聯(lián)者。(3)出院后未遵醫(yī)囑繼續(xù)相關(guān)治療。最終納入320例患者。

1.2方法

1.2.1數(shù)據(jù)的收集及預(yù)處理 根據(jù)患者出院后1月內(nèi)是否為再次入院，將患者分為未再入院組和再入院組。其中，再入院定義為因手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥或冠心病病情變化而出現(xiàn)的非計(jì)劃再入院。分別從其病程中提取患者的年齡、性別、BMI及住院時(shí)長(zhǎng)等一般資料和住院相關(guān)情況(包括加拿大心血管學(xué)會(huì)(Canadian Cardiovascular Society,CCS)分級(jí)、住院時(shí)長(zhǎng)、是否合并感染、是否置入支架、手術(shù)時(shí)長(zhǎng)、有無(wú)譫妄、有無(wú)心肌梗死史和中風(fēng)史以及介入治療史等)。所有數(shù)據(jù)均由2名研究者獨(dú)立分別收集整理，經(jīng)比對(duì)和糾正后鎖定數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將患者編號(hào)后采用train_test_split函數(shù)分為2組，其中將260例患者作為模型組應(yīng)用樸素貝葉斯分析構(gòu)建貝葉斯判別模型，60例患者作為驗(yàn)證組驗(yàn)證模型的預(yù)測(cè)效能。模型組患者平均年齡(66.25±8.33)歲，男性189例，女性71例，其中再入院47例(再入院率為18.08%)；驗(yàn)證組平均年齡(67.11±8.51)歲，男性49例，女性11例，其中再入院者10例(再入院率為16.67%)。2組患者平均年齡及性別比例間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2.2模型構(gòu)建與檢驗(yàn) 貝葉斯判別分析采用樸素貝葉斯(na?ve Bayes，NB)算法進(jìn)行建模，預(yù)測(cè)模型的混淆矩陣中可靠性和精確度采用百分率表示受試者工作特征曲線(Receiver operating characteristic clirve，ROC曲線)，采用鎖定目標(biāo)的方式進(jìn)行繪制。采用混淆矩陣和ROC曲線和曲線下面積(area under curve，AUC)的大小來(lái)評(píng)價(jià)模型的優(yōu)劣，混淆矩陣的計(jì)算值越大，模型的精確度越高；AUC的值越大，模型的精確度越好。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本研究數(shù)據(jù)分析使用SAS 9.2軟件進(jìn)行。將連續(xù)性變量按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成等級(jí)資料，使用χ2檢驗(yàn)分別比較再入院患者和未再入院患者各變量間差異。從χ2檢驗(yàn)中選取2組患者存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的因素，以是否再入院為因變量，2組患者存在統(tǒng)計(jì)差異的指標(biāo)為自變量，先驗(yàn)概率分別為0.5進(jìn)行貝葉斯判別，得出各個(gè)特征在每個(gè)類別下的系數(shù)，進(jìn)而構(gòu)建模型：P1 = a1*×X1+……+an*×Xn；P0 = b1*×X1+……+bn*×Xn。建立判別式后對(duì)驗(yàn)證組數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，以實(shí)際入院情況為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算判別結(jié)果的靈敏度和特異度。采用kappa檢驗(yàn)分析模型在內(nèi)部驗(yàn)證和外部驗(yàn)證時(shí)與實(shí)際情況的一致性，并繪制ROC曲線，計(jì)算曲線下面積評(píng)估模型的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.12組患者臨床資料單因素分析結(jié)果 260例患者中再入院者47例，再入院率為18.08%，為再入院組，213例未再入院者為未再入院組。2組患者年齡、性別、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、冠心病CCS分級(jí)、住院時(shí)長(zhǎng)、合并感染、心衰史組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 2組患者臨床基線資料比較

2.22組患者臨床資料潛在因素賦值與單因素分析結(jié)果 其中再入院者47例，再入院率為18.08%，見(jiàn)表2和表3。

表2 2組患者臨床資料潛在因素賦值

表3 2組患者臨床資料單因素分析結(jié)果

2.2貝葉斯判別分析結(jié)果 各因素在貝葉斯判別模型中的系數(shù)模型構(gòu)建如下：P1=-2.51×年齡-2.58×性別+2.65×BMI+3.47×CCS分級(jí)+1.50×住院時(shí)長(zhǎng)+1.07×心衰史+1.36×合并感染-13.04；P2=1.65×年齡-2.68×性別+7.09×BMI+9.62×分級(jí)+2.41×住院時(shí)長(zhǎng)+13.56×心衰史+9.72×合并感染-14.66。所有患者分別計(jì)算P1和P2，顯示P1>P2則患者屬于再入院低風(fēng)險(xiǎn)人群，P1

表4 貝葉斯分類函數(shù)各因素系數(shù)

2.3對(duì)建模病例資料考核判別模型結(jié)果 建模組模型內(nèi)部驗(yàn)證的靈敏度為87.32%，特異度為80.85%，Kappa值=0.693,(P=0.000)；驗(yàn)證組外部驗(yàn)證的靈敏度為87.18%，特異度為80.95%，Kappa值=0.764,(P=0.000)；ROC曲線下面積為0.865(0.605～0.903)，結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.025)。見(jiàn)表5和圖1。

表5 建模病例資料內(nèi)部和外部判別模型的混淆矩陣

圖1 建模組模型的ROC曲線

3 討論

3.1早期再入院模型的構(gòu)建研究結(jié)果及分析 本研究通過(guò)進(jìn)行單因素分析，并應(yīng)用貝葉斯模型建立了判別模型，其中未再入院為P1=-2.51×年齡-2.58×性別+2.65×BMI+3.47×分級(jí)+1.50×住院時(shí)長(zhǎng)+1.07×心衰史+1.36×合并感染-13.04；P2=1.65×年齡-2.68×性別+7.09×BMI+9.62×分級(jí)+2.41×住院時(shí)長(zhǎng)+13.56×心衰史+9.72×合并感染-14.66，所有患者可以分別計(jì)算P1和P2，顯示P1>P2則患者屬于再入院低風(fēng)險(xiǎn)人群，P1

3.2CABG術(shù)后早期再入院的重要危險(xiǎn)因素 (1)年齡：本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)年齡在P1方程中系數(shù)為-2.51，而在P2方程中系數(shù)為1.65，說(shuō)明年齡較大的患者被分類到P2中的概率會(huì)上升，因此年齡因素對(duì)再入院風(fēng)險(xiǎn)有顯著影響，意味著老年患者CABG術(shù)后早期再入院風(fēng)險(xiǎn)較大。Johnston P等[9]對(duì)復(fù)雜慢性疾病人群再入院的調(diào)查表明，伴隨年齡越大再入院率風(fēng)險(xiǎn)越高；另有研究[10]發(fā)現(xiàn)，患者年齡與術(shù)后短期并發(fā)癥發(fā)生率及住院時(shí)間的風(fēng)險(xiǎn)增加均有影響。(2)性別和BMI：男性和BMI較高患者通常具有更多的基礎(chǔ)疾病和吸煙飲酒等不良嗜好，且引起諸多并發(fā)癥危險(xiǎn)因素，在術(shù)后，早期預(yù)后較女性及非肥胖患者具有更高的不良預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)[11]。(3)住院時(shí)長(zhǎng)、術(shù)后感染及心衰：住院時(shí)長(zhǎng)在一定程度上可反映患者圍術(shù)期病情，術(shù)后住院時(shí)間長(zhǎng)還可增加患者院內(nèi)感染的風(fēng)險(xiǎn)；且病程較長(zhǎng)和病情較重的冠心病患者心功能分級(jí)通常較高，而這多提示患者心臟功能明顯受損，與I級(jí)和II級(jí)CABG患者相比，III級(jí)和IV級(jí)患者的心功能和一般狀況更為不佳，對(duì)早期和遠(yuǎn)期預(yù)后均存在較大的影響。

3.3國(guó)內(nèi)外研究及其對(duì)比分析 Gulack BC等[12]針對(duì)CABG術(shù)后手術(shù)部位感染和再入院風(fēng)險(xiǎn)的研究提示，術(shù)后感染是CABG患者再入院和不良預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)的重要危險(xiǎn)因素，表明術(shù)后感染與再入院存在密切關(guān)系。而關(guān)于CABG患者術(shù)后感染的研究在分析不同手術(shù)方式及術(shù)后干預(yù)的同時(shí)，也顯示術(shù)后感染顯著增加了患者術(shù)后非計(jì)劃再入院進(jìn)行干預(yù)的風(fēng)險(xiǎn)[13]。此外，在其他疾病的研究當(dāng)中，感染均是30 d內(nèi)再入院的危險(xiǎn)因素[14-15]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，合并感染患者在P1方程中的系數(shù)1.36，而在P2方程中的系數(shù)為9.72，合并感染的患者被分類到P2中的概率會(huì)上升，因此筆者分析合并感染患者因素為CABG術(shù)后早期再入院風(fēng)險(xiǎn)存在較大影響因素。另外，本研究方程中還提示患者較長(zhǎng)的住院時(shí)長(zhǎng)及存在心衰史也會(huì)增加患者再入院風(fēng)險(xiǎn)。因心衰本身為一種嚴(yán)重心臟疾病，嚴(yán)重者需介入及外科治療[16]。Ranucci等[17]對(duì)接受冠狀動(dòng)脈手術(shù)患者及圍術(shù)期心力衰竭者做過(guò)深入研究。Foulks等[18]報(bào)道過(guò)單心室性心臟病1期姑息手術(shù)術(shù)后心力衰竭的病例，說(shuō)明術(shù)后心衰病例并不少見(jiàn)。因此，對(duì)于伴有心衰史患者的術(shù)后護(hù)理，應(yīng)當(dāng)更加注重對(duì)其基礎(chǔ)疾病的關(guān)注和治療。

3.4再入院模型的驗(yàn)證及評(píng)價(jià) 本研究分別將建模組進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證(即回代檢驗(yàn))，結(jié)果顯示：模型結(jié)果與實(shí)際入院風(fēng)險(xiǎn)的一致性較高，提示模型對(duì)于納入研究的患者具有較好的代表性；同時(shí)，將模型應(yīng)用到驗(yàn)證組進(jìn)行外部驗(yàn)證，提示外部驗(yàn)證的一致性和曲線下面積較高，可見(jiàn)該模型對(duì)于非模型內(nèi)患者具有較好的普適性。因此，本研究使用的貝葉斯判別分析建立模型，能為判斷受試者是否是再入院風(fēng)險(xiǎn)患者提供一定的參考。

3.5CABG術(shù)后早期再入院因素的預(yù)防及干預(yù) 本研究提示，年齡>55歲、男性、高BMI、住院時(shí)長(zhǎng)>2周、合并感染及伴有心衰史的患者存在極高的近期再入院風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)積極分析存在上述危險(xiǎn)因素患者的病情，尤其是針對(duì)上述因素相關(guān)的心功能不全、局部和/或全身感染、靜脈血栓以及新發(fā)心腦血管不良事件等并發(fā)癥，進(jìn)而降低患者的再入院風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在分析患者危險(xiǎn)因素的基礎(chǔ)上，結(jié)合本研究所構(gòu)建的危險(xiǎn)評(píng)分系統(tǒng)，可以定量分析患者的再入院危險(xiǎn)度，重點(diǎn)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)患者進(jìn)行篩查和分析，有助于降低臨床工作量、提高篩查效益。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)，年齡>55歲、男性、住院時(shí)長(zhǎng)>2周、合并感染以及伴有心衰史是CABG術(shù)后患者再入院的危險(xiǎn)因素，臨床應(yīng)針對(duì)年齡>55歲的男性CABG術(shù)后患者進(jìn)行住院時(shí)長(zhǎng)、合并感染情況及是否有心衰史進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，以早期識(shí)別CABG術(shù)后再入院高?；颊摺Ｒ虮狙芯繛閱沃行难芯壳译S訪時(shí)間限定為30 d，這可能會(huì)導(dǎo)致模型受到再入院患者中某些極端情況(如30 d左右發(fā)生并延遲入院)的影響較大結(jié)果較為片面，使得模型過(guò)擬合而泛化能力不足。