基于決策樹算法的心血管疾病住院患者醫(yī)院感染發(fā)生風(fēng)險預(yù)測模型構(gòu)建

王思璐，劉蕾，吳薇，李曉乾，馮蔚熙，李莎莎

（1. 沈陽醫(yī)學(xué)院護理學(xué)院2018級本科生，遼寧沈陽 110034；2. 沈陽醫(yī)學(xué)院護理學(xué)院；3. 沈陽大學(xué)人文社會科學(xué)研究院；4. 渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

在全球范圍內(nèi)，心血管疾病的患病率已高達10%～30%，且逐年攀升，嚴(yán)重威脅人類健康［1］。2019 年，全世界死于心血管疾病的人口約占世界總?cè)丝诘?/3，其中中國是心血管疾病死亡人數(shù)最多的國家［2］。在我國，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人口老齡化的加劇，心血管疾病的患病率持續(xù)上升，高于腫瘤及其他疾病，已成為城鄉(xiāng)居民死亡的首要原因，預(yù)計到2030 年心血管疾病患病人數(shù)將達到2 130萬，死亡人數(shù)將達到770萬［3-5］。由于心血管疾病患者病情復(fù)雜、住院時間長、重患多，其發(fā)生醫(yī)院感染的風(fēng)險較高，且隨著各種侵入性操作在心血管疾病治療中的廣泛應(yīng)用，及廣譜抗菌藥物的使用，心血管疾病患者因醫(yī)院感染導(dǎo)致的病死率一直居高不下［6-7］，嚴(yán)重影響患者的治療、轉(zhuǎn)歸和預(yù)后［8-9］。由此可知，預(yù)防心血管疾病住院患者醫(yī)院感染的發(fā)生是醫(yī)院工作的重點。本研究旨在構(gòu)建心血管疾病住院患者醫(yī)院感染發(fā)生風(fēng)險模型，為預(yù)防心血管疾病患者醫(yī)院感染、提高生存率提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2021 年6 月至2022 年6 月沈陽醫(yī)學(xué)院2 所附屬醫(yī)院收治的972 例心血管疾病患者為研究對象，其中冠心病396 例，高血壓346例，心律失常161例，心瓣膜病54例，其他15例；男644例，女328例；年齡32～94歲，平均年齡為（66.3±11.3）歲，其中年齡＜65 歲461 例（47.4%），年齡≥65 歲511 例（52.4%）；體重指數(shù)＜18.5 kg/m232例（3.3%），18.5～24.9 kg/m2528例（54.3%），≥25.0 kg/m2412 例（42.4%）；發(fā)生醫(yī)院感染的人數(shù)為288 例（29.6%），未發(fā)生醫(yī)院感染的人數(shù)為648 例（70.4%）；并發(fā)其他并發(fā)癥的患者822 例（84.6%），未并發(fā)其他并發(fā)癥的患者150 例（15.4%）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合心血管疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)：參照《心血管疾病診療指南》［10］；（2）臨床資料齊全。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）入院前已經(jīng)發(fā)生感染的患者和無法確定是否發(fā)生感染的患者；（2）患有精神疾病的患者；（3）合并惡性腫瘤的患者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者均知情同意。

1.2 研究方法

1.2.1 影響因素研究方法 由研究者對電子病歷進行系統(tǒng)的查閱，收集患者的社會人口學(xué)資料和疾病相關(guān)資料，如性別、年齡、身高、體重、吸煙史、飲酒史、家族史、手術(shù)史、高血壓病史、糖尿病史等。飲酒史指女性平均每天飲酒超過10 g，男性超過20 g，飲酒時間超過半年；吸煙史指患者每天吸煙超過1支且持續(xù)半年以上者；手術(shù)史指患者由于心血管疾病而進行的手術(shù)。依據(jù)《醫(yī)院感染診斷標(biāo)準(zhǔn)》（試行）［11］對發(fā)生感染的病例進行統(tǒng)計，分析心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的部位和感染率，探討心血管疾病住院患者發(fā)生醫(yī)院感染的影響因素。

1.2.2 建立決策樹模型 本研究采用決策樹模型的卡方自動交互檢測（CHAID）算法對心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的風(fēng)險進行分析。在CHAID算法中采用皮爾遜卡方檢驗對分類結(jié)果進行篩選，設(shè)定決策樹最深度數(shù)為3層，合并及拆分的顯著性水平均為α=0.05，若節(jié)點中的樣本量未達到此要求則不再進行分割，得到終末節(jié)點。最后采用分割樣本驗證得到的增益圖、指數(shù)圖和風(fēng)險評估量對模型效果進行評價。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 24.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，計數(shù)資料采用［n（%）］表示，采用χ2檢驗，后采用CHAID 算法對具有統(tǒng)計學(xué)意義的影響因素進行分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心血管疾病并發(fā)醫(yī)院感染的感染部位 972例心血管疾病住院患者中，共有288例并發(fā)醫(yī)院感染，感染率為29.6%（288/972）。其中呼吸道感染率為55.6%（160/288）；泌尿系統(tǒng)感染率為28.8%（83/288）；胃腸道感染率為13.9%（40/288）；皮膚軟組織感染率為5.6%（16/288），由于個別患者存在1處以上感染部位，所以總感染率并非100%。

2.2 單因素分析結(jié)果 單因素分析結(jié)果顯示，年齡≥65 歲、吸煙史、飲酒史、手術(shù)史、高血壓病史、糖尿病史為心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的危險因素（P＜0.05）。見表1。

表1 心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的影響因素的單因素分析

2.3 CHAID算法分析結(jié)果

2.3.1 心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的影響因素的賦值說明 因變量為心血管疾病患者是否并發(fā)醫(yī)院感染，自變量為單因素分析中具有統(tǒng)計學(xué)意義的影響因素，并對相關(guān)因素進行賦值，見表2。

表2 心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的影響因素的CHAID模型變量賦值情況

2.3.2 CHAID 分析結(jié)果 心血管疾病是否并發(fā)醫(yī)院感染的CHAID 模型見圖1，在最終得到的11 個葉子節(jié)點和6 個終端節(jié)點中，共篩選出5 個影響因素，分別為飲酒史、糖尿病史、年齡、手術(shù)史、高血壓病史（P＜0.05）。結(jié)果表明，CHAID模型的第1 層為飲酒史，則飲酒史與心血管疾病并發(fā)醫(yī)院感染的關(guān)聯(lián)性最強，是最顯著的獨立性危險因素，有飲酒史患者的感染率為40.2%，高于無飲酒史患者（23.6%）；在有飲酒史的心血管疾病患者中，是否并發(fā)醫(yī)院感染的另一個影響因素是年齡，患者年齡≥65 歲的感染率為52.6%，高于年齡＜65 歲的感染率（31.5%）；在無飲酒史的患者中，糖尿病史是其并發(fā)醫(yī)院感染的重要影響因素，有糖尿病史患者的感染率為32.3%，高于無糖尿病史的患者（18.2%）；有糖尿病史的患者并發(fā)醫(yī)院感染的另一個影響因素為手術(shù)史，有手術(shù)史患者的感染率為46.2%，而無手術(shù)史患者的感染率為26.9%；在既無飲酒史也無糖尿病史的患者中，高血壓病史是心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的顯著影響因素，有高血壓病史患者的感染率（22.4%） 高于無高血壓病史患者的感染率（12.2%）。

圖1 心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的影響因素的CHAID模型分析

2.3.3 模型驗證 在該模型的擬合情況中，增益圖以0%開始向100%增長，達到100%后結(jié)束，顯示模型擬合良好，見圖2；指數(shù)圖從高于100%開始，在較高水平保持平穩(wěn)，然后逐漸降至100%，顯示模型擬合良好，見圖3。此外該模型的風(fēng)險評估量為27.7%，表明用該模型分析心血管疾病并發(fā)醫(yī)院感染的影響因素的正確率為82.3%，模型擬合良好。

圖2 模型檢驗增益圖

圖3 模型檢驗指數(shù)圖

3 討論

本研究結(jié)果顯示，心血管疾病住院患者并發(fā)醫(yī)院感染的感染率為29.6%，雖低于常淑紅［12］報道的40.3%，卻高于胡海強等［13］報道的13.6%和陶文霞等［14］報道的10.8%，可能是由于本研究中高齡患者（52.6%）較多且大多合并高血壓病史和糖尿病史，因為此類患者較其他患者而言，病情更復(fù)雜、住院時間更長、活動能力更低，更易并發(fā)醫(yī)院感染［15-16］。此外，本研究中呼吸道感染率為55.6%；泌尿系統(tǒng)感染率為28.8%；胃腸道感染率為13.9%；皮膚軟組織感染率為5.6%，與國內(nèi)部分研究結(jié)果［6，17］相近。其中以呼吸道感染率最高，探究原因，是由于心血管疾病患者大多長期臥床，導(dǎo)致患者肺功能降低，呼吸道分泌物無法排出，容易誘發(fā)呼吸道感染［13］。因此，建議應(yīng)加以重視，提高醫(yī)院感染防控意識，完善醫(yī)院感染防控制度，降低醫(yī)院感染發(fā)生率。

本研究中將單因素分析中具有統(tǒng)計學(xué)意義的因素納入CHAID 模型中進一步分析，結(jié)果顯示年齡≥65歲、飲酒史、手術(shù)史、高血壓病史、糖尿病史為心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的獨立危險因素（P＜0.05）。本研究結(jié)果表明，年齡≥65 歲的老年患者更容易并發(fā)醫(yī)院感染，與靳衛(wèi)東［18］的研究結(jié)果一致，分析原因，可能是與老年患者免疫力和呼吸功能下降，且合并高血壓、糖尿病等并發(fā)癥有關(guān)。楊瀅等［19］的研究結(jié)果顯示，手術(shù)后患者并發(fā)醫(yī)院感染的感染率為27.7%，表明手術(shù)史是心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的影響因素，本研究結(jié)果與其一致，可能與術(shù)后患者住院時間長、活動能力低等因素有關(guān)，也可能與手術(shù)過程增加感染風(fēng)險有關(guān)。CHAID 算法顯示，有糖尿病史、高血壓病史的心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院的感染率更高，是醫(yī)院感染的獨立危險因素，與國內(nèi)多項報道結(jié)果［20-21］一致。糖尿病患者體內(nèi)的高糖環(huán)境不僅有利于細菌的生長，還會導(dǎo)致患者血漿滲透壓增高，進而抑制中性粒細胞、吞噬細胞和淋巴細胞的能力，導(dǎo)致機體免疫力降低，患者更容易發(fā)生醫(yī)院感染［14］。較其他患者而言，合并高血壓病史的患者體內(nèi)血流對血管壁的剪切力增加，導(dǎo)致血管壁彈力纖維變性、平滑肌細胞減少，最終引起血管內(nèi)皮功能障礙，使機體內(nèi)菌群失調(diào)，從而增加了感染的可能［22］。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)有飲酒史的心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的幾率更高。有研究結(jié)果表明，飲酒不僅會導(dǎo)致人體內(nèi)的脂質(zhì)水平升高、細胞因子和促炎因子的增加，還會引起Th1和Th2細胞反應(yīng)失衡，從而降低機體的抗感染能力，損傷機體免疫系統(tǒng)［23-25］。除此之外，飲酒還會激活心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)并提高心率和血壓水平，導(dǎo)致心肌耗氧量增加，加重心臟負擔(dān)。

綜上所述，年齡≥65歲、飲酒史、手術(shù)史、高血壓病史、糖尿病史是心血管疾病患者并發(fā)醫(yī)院感染的獨立危險因素，因此在臨床護理工作中，應(yīng)該針對這些影響因素采取有效的措施，以降低醫(yī)院感染的感染率，提高患者的就醫(yī)質(zhì)量。