基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的髖部骨折病人住院總費(fèi)用和材料費(fèi)影響因素分析*

王立芳 呂艷偉 段芳芳 肖 斌 田 偉

【提 要】 目的 對(duì)髖部骨折患者住院費(fèi)用進(jìn)行分析,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析髖部骨折住院總費(fèi)用和材料費(fèi)的影響因素。方法 統(tǒng)計(jì)和分析北京積水潭醫(yī)院2011-2015年髖部骨折住院患者的一般情況、骨折類型、手術(shù)方式、住院費(fèi)用等數(shù)據(jù),采用秩和檢驗(yàn)對(duì)費(fèi)用進(jìn)行單因素分析,運(yùn)用SPSS 18.0模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,得出各個(gè)變量的敏感度,評(píng)價(jià)各因素對(duì)住院總費(fèi)用和材料費(fèi)的影響。結(jié)果 結(jié)果顯示,對(duì)住院總費(fèi)用影響前3位的因素分別為:手術(shù)方式、住院天數(shù)和骨折分組,對(duì)材料費(fèi)影響前3位的因素分別為:手術(shù)方式、骨折類型和使用下腔靜脈濾器。結(jié)論 控制髖部骨折患者住院費(fèi)用應(yīng)該著力于材料費(fèi)和藥費(fèi)兩個(gè)部分,合理安排手術(shù)方式、縮短住院天數(shù)、對(duì)下腔靜脈濾器規(guī)范使用和降低下腔靜脈濾器價(jià)格是降低住院費(fèi)用、減輕患者和社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的有效途徑。

髖部骨折主要包括股骨頸骨折和股骨轉(zhuǎn)子間骨折[1]。隨著人類壽命的延長(zhǎng)和全球人口老齡化日趨嚴(yán)峻,發(fā)生髖部骨折的比例和年齡呈上升趨勢(shì),髖部骨折已經(jīng)成為重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題,給患者家庭和社會(huì)造成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。2006年我國(guó)大陸地區(qū)髖部骨折的醫(yī)療費(fèi)用約為63.5億元,全國(guó)醫(yī)療支出2020年將達(dá)到850億元,2050年將達(dá)到1萬(wàn)億元[2]。有資料顯示,10年前,僅因骨質(zhì)疏松并發(fā)髖部骨折造成的人均直接經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)就已達(dá)到當(dāng)年北京市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的2倍之多,其中住院費(fèi)占70.5%[3]。本研究通過(guò)回顧性收集2011年1月至2015年12月北京積水潭醫(yī)院骨科收治的髖部骨折患者的費(fèi)用資料,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行多因素分析,探討髖部骨折住院費(fèi)用的影響因素。

對(duì)象和方法

1.對(duì)象

選取2011年1月至2015年12月在北京積水潭醫(yī)院住院接受治療的病例,依據(jù)ICD-10,納入疾病診斷編碼為S72.0、S72.1、S72.2、S72.7和S72.9的病人。病例的納入標(biāo)準(zhǔn):(1)手術(shù)治療;(2)住院時(shí)年齡≥18歲。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)車(chē)禍、墜落、重物砸傷等高能量損傷致骨折;(2)陳舊性骨折。

2.方法

從醫(yī)院病案信息管理系統(tǒng)獲得患者一般資料(年齡、性別、骨折類型、住院天數(shù)等)和各項(xiàng)住院費(fèi)用。查閱電子住院病歷獲得疾病狀況及手術(shù)方式。統(tǒng)計(jì)患者住院期間總費(fèi)用、材料費(fèi)、手術(shù)費(fèi)、治療費(fèi)、藥費(fèi)等。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究的數(shù)據(jù)分析采用SPSS18.0軟件進(jìn)行。對(duì)正態(tài)分布計(jì)量資料,采用均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行描述;對(duì)偏態(tài)分布計(jì)量資料,采用中位數(shù)和四分位數(shù)間距進(jìn)行描述;對(duì)計(jì)數(shù)資料,采用相對(duì)數(shù)進(jìn)行描述。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或方差分析比較正態(tài)計(jì)量資料的組間差異,采用秩和檢驗(yàn)比較偏態(tài)分布計(jì)量資料組間差異,計(jì)數(shù)資料的組間分布采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行分析。運(yùn)用SPSS軟件建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擬合模型。在建模時(shí),分別構(gòu)建以住院總費(fèi)用為因變量和以材料費(fèi)為因變量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)計(jì)算各變量的敏感度,分析住院費(fèi)用的主要影響因素。

結(jié) 果

本研究共納入3710例髖部骨折病人。患者的平均年齡為(65.8±16.07)歲,年齡范圍是18～99歲,中位數(shù)為69.00歲,年齡的四分位數(shù)間距為21.00歲;平均住院日為(10.14±4.06)天,住院日范圍是1～38天,中位數(shù)為10.00天,四分位數(shù)間距是5.00天。

1.住院費(fèi)用的基本構(gòu)成

本研究中髖部骨折患者的住院費(fèi)用各個(gè)部分均為偏態(tài)資料,所以用中位數(shù)及四分位數(shù)間距進(jìn)行描述。由于本次研究從2011年持續(xù)到2015年,為了避免費(fèi)用受到居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)(consumer price index,CPI)的影響帶來(lái)的偏性,根據(jù)中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的CPI對(duì)2012-2015年的費(fèi)用進(jìn)行調(diào)整:2012-2015年的CPI分別是102.6,102.6,102.0和101.4。人均費(fèi)用構(gòu)成比中材料費(fèi)和藥費(fèi)所占比例排在前兩位,分別占總費(fèi)用的74.40%和10.01%,詳見(jiàn)表1。

表1 髖部骨折患者住院費(fèi)用的基本構(gòu)成

2.住院總費(fèi)用和材料費(fèi)的影響因素的單因素分析

結(jié)果見(jiàn)表2，女性的總費(fèi)用比男性的總費(fèi)用高(P=0.022),患有糖尿病、高血壓、冠心病、腦血管疾病、骨質(zhì)疏松、合并感染、腫瘤和合并其他骨折的患者的總費(fèi)用均比未患有糖尿病、高血壓、冠心病、腦血管疾病、骨質(zhì)疏松、合并感染、腫瘤和合并其他骨折的總費(fèi)用高(P<0.05)。總費(fèi)用在不同的骨折類型的分布存在差異(P<0.001),在不同的手術(shù)方式存在差異(P<0.001),在不同的年份的分布存在差異(P<0.001)。患者在出院前死亡的總費(fèi)用比未死亡的患者總費(fèi)用低(P=0.043)。材料費(fèi)在不同付費(fèi)方式間存在差異(P=0.032),在不同的骨折類型的分布存在差異(P<0.001),在不同的手術(shù)方式存在差異(P<0.001),在不同的年份的分布存在差異(P<0.001)。患有糖尿病、高血壓、冠心病、腦血管疾病、骨質(zhì)疏松、合并感染、腫瘤和合并其他骨折的患者的總費(fèi)用均比未患有糖尿病、高血壓、冠心病、腦血管疾病、骨質(zhì)疏松、合并感染、腫瘤和合并其他骨折的材料費(fèi)高(P<0.05)。患者在出院前死亡的總費(fèi)用比未死亡的患者總費(fèi)用低(P<0.001)。

3.住院總費(fèi)用和材料費(fèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

根據(jù)占總費(fèi)用的比例,分別以總費(fèi)用、材料費(fèi)建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。隨機(jī)抽取所有數(shù)據(jù)的70%作為訓(xùn)練樣本集,30%作為測(cè)試樣本集。最終納入訓(xùn)練樣本集的共有2571條記錄,納入測(cè)試樣本集的共有1139條記錄。

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,總費(fèi)用的影響因素重要性排序的前五位是手術(shù)方式、住院日、骨折類型、是否使用濾器和住院年份;材料費(fèi)的影響因素重要性排序的前五位是手術(shù)方式、骨折類型、是否使用濾器、住院日和住院年份。相比于總費(fèi)用,手術(shù)方式對(duì)材料費(fèi)的影響更大。

討 論

本研究結(jié)果顯示,材料費(fèi)是髖部骨折患者人均住院費(fèi)用的主要組成部分,占 74.40%,材料費(fèi)的中位數(shù)為32014.95元;藥品費(fèi)用在人均住院費(fèi)用中所占比例其次,占 10.01%,藥費(fèi)的中位數(shù)為3745.53元,其余費(fèi)用所占比例為15.59%。因此,控制材料費(fèi)及藥品費(fèi)成為控制住院費(fèi)用的重要方面。自2017年4月8日《北京市醫(yī)藥分開(kāi)綜合改革實(shí)施方案》實(shí)施以來(lái),北京全市醫(yī)療機(jī)構(gòu)全部取消藥品加成,已有報(bào)道醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)院住院費(fèi)用藥占比下降[4-5],在一定程度上降低了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。與此同時(shí),需要注意材料費(fèi)的控制,從技術(shù)上生產(chǎn)價(jià)優(yōu)的手術(shù)材料有利于降低住院費(fèi)用。

本研究以住院總費(fèi)用和材料費(fèi)分別建立模型,分析其各自的影響因素,使其對(duì)材料費(fèi)和總費(fèi)用的影響程度更清晰地展現(xiàn)出來(lái)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析表明,對(duì)總費(fèi)用和材料費(fèi)影響最大的是手術(shù)方式。根據(jù)2017年中華醫(yī)學(xué)會(huì)頒布的《骨質(zhì)疏松性骨折診療指南》[1],對(duì)于骨質(zhì)疏松性股骨頸骨折推薦盡早手術(shù)治療,包括閉合或切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定術(shù)、人工關(guān)節(jié)置換術(shù)等;而對(duì)于股骨轉(zhuǎn)子間骨折,主要治療手段是閉合或切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定,包括髓內(nèi)和髓外固定。由于手術(shù)方式是根據(jù)患者的病情而定,較難從改變手術(shù)方式上降低總費(fèi)用,不過(guò),由于置換術(shù)費(fèi)用較高,對(duì)于能應(yīng)用固定術(shù)的患者,本研究推薦應(yīng)用固定術(shù)。

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,總費(fèi)用的影響因素按重要性排序還有住院日、骨折類型、是否使用濾器和住院年份。材料費(fèi)的影響因素按重要性排序還有骨折類型、是否使用濾器、住院日和住院年份。由于骨折類型和住院年份為客觀因素,縮短住院日和合理使用下腔靜脈濾器成為降低住院總費(fèi)用和材料費(fèi)的關(guān)鍵。

近年來(lái),對(duì)于行手術(shù)治療的骨折患者,預(yù)防性抗凝治療已逐漸成為常規(guī)治療措施之一,主要用于預(yù)防深靜脈血栓。深靜脈血栓形成是髖部骨折的嚴(yán)重并發(fā)癥,可繼發(fā)致死性肺栓塞和遠(yuǎn)期下肢深靜脈功能不全[6]。然而,下腔靜脈濾器植入目前還存在爭(zhēng)議。有研究認(rèn)為下腔靜脈濾器植入可大大減少致死性肺栓塞的發(fā)生,是安全、有效的預(yù)防措施[7-9]。然而,濾器的中遠(yuǎn)期并發(fā)癥較多,常見(jiàn)并發(fā)癥為放置部位血栓形成,有研究報(bào)道血栓形成的發(fā)病率高達(dá)35%[10]。一項(xiàng)下腔靜脈濾器療效的meta分析表明,預(yù)防性使用下腔靜脈濾器可以降低肺栓塞的發(fā)生率,對(duì)總死亡率無(wú)影響,有增加深靜脈血栓發(fā)生率的風(fēng)險(xiǎn)[11]。因此,應(yīng)特別注意術(shù)前檢查,根據(jù)相關(guān)指征,合理應(yīng)用下腔靜脈濾器。目前,國(guó)內(nèi)只有《下腔靜脈濾器置入術(shù)和取出術(shù)規(guī)范的專家共識(shí)》[12],還缺乏下腔靜脈濾器使用的指南。

表2 住院總費(fèi)用和材料費(fèi)影響因素的單因素分析

表3 住院總費(fèi)用和材料費(fèi)的影響因素變量在建模中的重要程度排序

本院進(jìn)行下腔靜脈濾器植入術(shù)的患者均通過(guò)影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)血栓形成,因此從費(fèi)用的角度,在合理使用下腔靜脈濾器的前提下,如何降低濾器價(jià)格是降低濾器費(fèi)用的關(guān)鍵。

在以往住院費(fèi)用影響因素分析的研究中,應(yīng)用較多的是多元線性回歸[13]。但多元線性回歸模型要求數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布,且自變量與因變量之間的關(guān)系存在線性關(guān)聯(lián),要基于樣本數(shù)目趨于無(wú)窮大時(shí)的漸近理論。然而,住院費(fèi)用及其影響因素多存在偏態(tài)分布、非線性、樣本量有限等問(wèn)題,較難符合多元線性回歸的使用條件,在實(shí)際應(yīng)用中不能做出較好的預(yù)測(cè)。本研究采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的綜合能力、處理非線性問(wèn)題的能力高于多元線性回歸、能夠同時(shí)建立多個(gè)輸入向量和多個(gè)輸出向量的函數(shù)映射關(guān)系等優(yōu)點(diǎn),極大地提高了分析效率[14-15]。

綜上所述,控制材料費(fèi)及藥品費(fèi)是控制住院費(fèi)用的重要方面,本研究采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)分析髖部骨折患者的住院費(fèi)和材料費(fèi)情況,掌握了住院時(shí)間、手術(shù)方式等各項(xiàng)影響因素對(duì)總住院費(fèi)和材料費(fèi)用的影響程度。建議在保障醫(yī)療質(zhì)量的前提下,合理控制藥品費(fèi)用及材料類費(fèi)用、縮短患者的住院時(shí)間、合理應(yīng)用下腔靜脈濾器和降低濾器價(jià)格,從而降低醫(yī)療成本,減輕患者和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。