基于logistic回歸和決策樹法預測腫瘤合并膽管占位患者ERCP術后并發胰腺炎的研究

楊磊

(河南省腫瘤醫院 內窺鏡診斷治療中心,河南 鄭州 450000)

腫瘤是人類的生命殺手,其中下段膽管癌是源于膽總管下端膽管的惡性腫瘤,其發病率和死亡率逐年增長。膽管占位是臨床的多發病,其常見病因可分為腫瘤性、炎癥性和外壓性,且易并發胰腺炎、膽囊炎等疾病,可能由不良生活習慣、膽囊結石、膽管囊腫、肝內膽管結石等因素引起。如果腫瘤合并膽管占位,兩種疾病相互作用,可嚴重影響患者的身心健康。隨著內鏡技術的發展,內鏡下逆行胰膽管造影術(endoscopic retrograde cholangiopancreatography,ERCP)已逐漸應用于膽管占位的臨床治療中,其可清晰完整地顯示膽道系統,有效促進患者康復[1]。但有研究顯示,ERCP術后胰腺炎的發病率約為3.47%,死亡率約為3.08%[2]。目前,臨床現有的早期預警評分等病情評價系統大多是基于生命體征、logistic回歸法建立[3],且大多臨床研究采用logistic回歸法分析影響因素,缺乏針對性。決策樹是以樹形結構建立的模型,也是弱化模型結構僅從數據出發構建概念的典型,其可直接處理定性的預測變量,相比logistic回歸法更能準確預測病情惡化[4]。基于此,本研究通過運用logistic回歸和決策樹法,研究下段膽管癌合并膽管占位患者在ERCP術后并發胰腺炎的影響因素,以期為臨床治療提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020年3月至2023年3月于河南省腫瘤醫院收治的149例下段膽管癌合并膽管占位患者,均接受ERCP術治療。其中男86例,女63例;年齡38～67歲,平均(46.72±8.47)歲。本研究已獲得醫院醫學倫理委員會的批準。

1.2 入選資料

納入標準:接受ERCP術治療,無手術禁忌證;年齡18～70歲;認知功能正常;無其他急慢性病變;免疫、凝血功能正常;近期未接受過膽管占位的相關治療;依從性良好;臨床資料完整;無其他器質性合并疾病;預計生存時間超過1 a;下段膽管癌患者已接受根治性胰十二指腸切除術或姑息性減黃手術等治療;患者及其家屬簽署知情同意書。

排除標準:合并認知障礙、精神疾病;治療依從性差,不能配合治療;存在慢性阻塞性肺疾病、支氣管哮喘等急慢性感染;合并心、腦、腎等重要器官功能障礙;妊娠或哺乳期婦女;血糖、血壓控制不穩;拒絕參與此項研究;中途退出研究。

1.3 觀察指標

(1)收集患者入院時的基線資料,包括年齡、性別、體重指數(body mass index,BMI)、高血壓、糖尿病、吸煙史及血常規、血脂等實驗室指標。(2)急性生理學與慢性健康狀態評分系統Ⅱ(acute physiology and chronic health evalution Ⅱ,APACHEⅡ)評分[5]包括生理變量(心率、呼吸率、血壓、體溫、氧合作用、白細胞計數、動脈血pH、血清鈉值、血清鉀值等,每項分值0～4分)、年齡(分值0～6分)、慢性健康(分值2～5分),總分0～71分,分數越高表示病情越嚴重,預后較差。(3)記錄ERCP手術過程中的插管方法、插管次數。(4)記錄患者ERCP術后是否并發胰腺炎及其他并發癥。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 發生組與未發生組的臨床資料

149例患者術后共有29例(19.46%)并發胰腺炎,據此將其分為發生組(n=29)與未發生組(n=120)。兩組患者的性別、年齡、BMI、高血壓、糖尿病、吸煙、飲酒、總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、淀粉酶(amylase,AMY)等一般資料比較,差異無統計學意義(P>0.05)。發生組患者的APACHEⅡ評分、胰腺炎病史、胰腺顯影、存在插管困難與未發生組相比,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 發生組與未發生組的臨床資料對比

2.2 并發胰腺炎的logistic回歸分析

以患者術后是否并發胰腺炎(否=0,是=1)為因變量,APACHEⅡ評分、胰腺炎病史(無=0,有=1)、胰腺顯影(否=0,是=1)、存在插管困難(否=0,是=1)為自變量進行logistic多因素回歸分析,結果顯示胰腺炎病史、胰腺顯影、存在插管困難是ERCP術后并發胰腺炎的危險因素(P<0.05)。見表2。

表2 并發胰腺炎的logistic回歸分析

2.3 并發胰腺炎的決策樹模型分析

將差異有統計學意義的3個自變量作為預測因子納入決策樹模型,模型包括3層,共6個節點,其中終末節點3個,共篩選出3個解釋變量,分別是胰腺炎病史、胰腺顯影、存在插管困難。結果顯示,胰腺炎病史、胰腺顯影、存在插管困難均是影響ERCP術后并發胰腺炎的危險因素,首層為胰腺炎病史,表明胰腺炎病史對術后是否并發胰腺炎的影響最大;其中有胰腺炎病史的患者術后并發胰腺炎的發生率為31.03%,高于無胰腺炎病史患者的3.33%;對于有胰腺炎病史的患者,另一個預測變量是胰腺顯影,存在胰腺顯影的患者術后并發胰腺炎的發生率為51.72%,高于未胰腺顯影的患者的20.00%;對于存在胰腺顯影的患者,另一個預測變量是存在插管困難,存在插管困難的患者術后并發胰腺炎的發生率為44.83%,高于不存在插管困難的患者的17.50%。

2.4 logistic回歸與決策樹模型分析結果對比

logistic回歸和決策樹模型的分類準確率分別為85.37%和90.72%,準確度均較好。以logistic回歸和決策樹模型的預測值作為狀態變量,繪制ROC曲線。結果顯示,logistic回歸的曲線下面積為0.798,決策樹模型的曲線下面積為0.843(P<0.05),表明兩種模型的分類效果均良好。見表3。

表3 logistic回歸與決策樹模型分析結果對比

3 討論

隨著微創技術的發展,ERCP術已經成為國內外膽胰疾病最常用的治療方式之一,其具有創傷小、花費低等優勢[6]。但ERCP術具有一定侵襲性,術后無法避免相應并發癥的發生,如出血、穿孔及胰腺炎等,其中胰腺炎是ERCP術后最常見的并發癥之一,在高危患者中的發病率可達30%,少數并發胰腺炎的患者會出現多器官功能紊亂甚至壞死,若未得到及時處理,可進一步加重患者病情,嚴重危及患者的健康及生活質量[7-10]。因此,本研究通過運用logistic回歸和決策樹法,對腫瘤合并膽管占位患者在ERCP術后并發胰腺炎的影響因素進行有效分析,對臨床醫生后續采取針對性治療具有重要意義。

本研究中logistic回歸和決策樹法分析結果顯示,胰腺炎病史、胰腺顯影、存在插管困難是下段膽管癌合并膽管占位患者在ERCP術后并發胰腺炎的危險因素。分析可能是存在胰腺炎病史的患者本身就存在胰液排泄障礙,經ERCP術刺激后更易引起術后急性胰腺炎的發生[11]。同時胰腺炎病史作為決策樹模型的首層,表明胰腺炎病史對患者術后是否并發胰腺炎的影響最大,提示對于存在胰腺炎病史的患者,臨床醫生在ERCP術后應重點關注。正常情況下,膽胰管受Oddi括約肌控制,且胰管內壓力高于膽管,而膽管內壓力高于十二指腸內,因此胰腺不顯影[12]。在ERCP術中進行胰腺造影時,可促使胰管壓力增加,導致胰液反流,術中電凝刺激可進一步損傷胰腺間管,進而易增加術后并發急性胰腺炎的風險[13]。大量臨床研究指出,胰腺顯影可增加ERCP術后急性胰腺炎的發病率,是ERCP術后并發急性胰腺炎的獨立危險因素[14],這與本研究的結論是一致的。還有研究指出,多次胰腺顯影可提高術后急性胰腺炎的發病率[15]。另外,插管困難易致Oddi括約肌和乳頭肌受損,引起水腫導致胰液排泄異常;插管困難還會增加插管次數,多次插管患者術后急性胰腺炎的發病率可達14.9%[16]。因此,臨床針對存在胰腺炎病史、胰腺顯影、插管困難的患者,可給予有效治療及干預,以進一步降低ERCP術后并發急性胰腺炎的風險。此外,有學者認為,ERCP術后血液中AMY水平過高也可導致患者并發胰腺炎[17]。但也有學者指出,患者血液中AMY水平過高是由于術中胰管乳頭肌和括約肌受損導致[18]。

ROC曲線結果顯示,logistic回歸的靈敏度低于決策樹模型,但特異度高于決策樹模型,說明決策樹法判斷術后并發胰腺炎的能力較高,而logistic回歸預測術后未并發胰腺炎的能力較高。同時決策樹模型的曲線下面積高于logistic回歸,表明決策樹法的分類效果較好,預測效能更高。有研究指出,logistic回歸和決策樹法各具優勢,兩者聯合運用能實現優勢互補,充分解釋變量間的關系,提高分析效果[19-20]。本研究中logistic回歸雖然反映了患者術后并發胰腺炎與各變量的相互關系,但不能直觀地反映各因素的重要性。而決策樹模型能顯示各變量對結果變量的重要性,且不受變量間共線性的影響。如本研究中決策樹的首層為胰腺炎病史,其與術后并發胰腺炎的相關性最高,存在胰腺炎病史的患者術后并發胰腺炎的概率明顯較高。且決策樹模型生成的樹形圖可以直觀地展示分類變量,易于理解[21],但分類結果受實際數據控制,欠缺穩定性。另外,logistic回歸的分類準確率為85.37%,低于決策樹法的90.72%。說明決策樹法彌補了logistic回歸的不足,以樹形圖為表現形式顯示了各因素對結果變量的重要性。因此,兩者可聯合應用,互為補充,從不同層面發現影響患者ERCP術后并發胰腺炎的危險因素,以便為醫護人員篩選高危患者提供參考依據。

4 小結

臨床針對存在胰腺炎病史、胰腺顯影、插管困難的下段膽管癌合并膽管占位患者,可給予有效治療及干預。另外,將logistic回歸和決策樹法聯合應用可從不同層面發現下段膽管癌合并膽管占位患者在ERCP術后并發胰腺炎的影響因素,從而加強早期評估與識別,以進一步降低ERCP術后并發急性胰腺炎的風險。但本研究為單中心研究,樣本量較小,數據存在一定不足,且未探討人工神經網絡等其他數據挖掘技術的應用效果,因此,有望開展大樣本、多中心的前瞻性臨床隊列研究,以進一步完善所建立的模型。