基于logistic回归和决策树法预测肿瘤合并胆管占位患者ERCP术后并发胰腺炎的研究

杨磊

(河南省肿瘤医院 内窥镜诊断治疗中心,河南 郑州 450000)

肿瘤是人类的生命杀手,其中下段胆管癌是源于胆总管下端胆管的恶性肿瘤,其发病率和死亡率逐年增长。胆管占位是临床的多发病,其常见病因可分为肿瘤性、炎症性和外压性,且易并发胰腺炎、胆囊炎等疾病,可能由不良生活习惯、胆囊结石、胆管囊肿、肝内胆管结石等因素引起。如果肿瘤合并胆管占位,两种疾病相互作用,可严重影响患者的身心健康。随着内镜技术的发展,内镜下逆行胰胆管造影术(endoscopic retrograde cholangiopancreatography,ERCP)已逐渐应用于胆管占位的临床治疗中,其可清晰完整地显示胆道系统,有效促进患者康复[1]。但有研究显示,ERCP术后胰腺炎的发病率约为3.47%,死亡率约为3.08%[2]。目前,临床现有的早期预警评分等病情评价系统大多是基于生命体征、logistic回归法建立[3],且大多临床研究采用logistic回归法分析影响因素,缺乏针对性。决策树是以树形结构建立的模型,也是弱化模型结构仅从数据出发构建概念的典型,其可直接处理定性的预测变量,相比logistic回归法更能准确预测病情恶化[4]。基于此,本研究通过运用logistic回归和决策树法,研究下段胆管癌合并胆管占位患者在ERCP术后并发胰腺炎的影响因素,以期为临床治疗提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2020年3月至2023年3月于河南省肿瘤医院收治的149例下段胆管癌合并胆管占位患者,均接受ERCP术治疗。其中男86例,女63例;年龄38～67岁,平均(46.72±8.47)岁。本研究已获得医院医学伦理委员会的批准。

1.2 入选资料

纳入标准:接受ERCP术治疗,无手术禁忌证;年龄18～70岁;认知功能正常;无其他急慢性病变;免疫、凝血功能正常;近期未接受过胆管占位的相关治疗;依从性良好;临床资料完整;无其他器质性合并疾病;预计生存时间超过1 a;下段胆管癌患者已接受根治性胰十二指肠切除术或姑息性减黄手术等治疗;患者及其家属签署知情同意书。

排除标准:合并认知障碍、精神疾病;治疗依从性差,不能配合治疗;存在慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘等急慢性感染;合并心、脑、肾等重要器官功能障碍;妊娠或哺乳期妇女;血糖、血压控制不稳;拒绝参与此项研究;中途退出研究。

1.3 观察指标

(1)收集患者入院时的基线资料,包括年龄、性别、体重指数(body mass index,BMI)、高血压、糖尿病、吸烟史及血常规、血脂等实验室指标。(2)急性生理学与慢性健康状态评分系统Ⅱ(acute physiology and chronic health evalution Ⅱ,APACHEⅡ)评分[5]包括生理变量(心率、呼吸率、血压、体温、氧合作用、白细胞计数、动脉血pH、血清钠值、血清钾值等,每项分值0～4分)、年龄(分值0～6分)、慢性健康(分值2～5分),总分0～71分,分数越高表示病情越严重,预后较差。(3)记录ERCP手术过程中的插管方法、插管次数。(4)记录患者ERCP术后是否并发胰腺炎及其他并发症。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 发生组与未发生组的临床资料

149例患者术后共有29例(19.46%)并发胰腺炎,据此将其分为发生组(n=29)与未发生组(n=120)。两组患者的性别、年龄、BMI、高血压、糖尿病、吸烟、饮酒、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、淀粉酶(amylase,AMY)等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。发生组患者的APACHEⅡ评分、胰腺炎病史、胰腺显影、存在插管困难与未发生组相比,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 发生组与未发生组的临床资料对比

2.2 并发胰腺炎的logistic回归分析

以患者术后是否并发胰腺炎(否=0,是=1)为因变量,APACHEⅡ评分、胰腺炎病史(无=0,有=1)、胰腺显影(否=0,是=1)、存在插管困难(否=0,是=1)为自变量进行logistic多因素回归分析,结果显示胰腺炎病史、胰腺显影、存在插管困难是ERCP术后并发胰腺炎的危险因素(P<0.05)。见表2。

表2 并发胰腺炎的logistic回归分析

2.3 并发胰腺炎的决策树模型分析

将差异有统计学意义的3个自变量作为预测因子纳入决策树模型,模型包括3层,共6个节点,其中终末节点3个,共筛选出3个解释变量,分别是胰腺炎病史、胰腺显影、存在插管困难。结果显示,胰腺炎病史、胰腺显影、存在插管困难均是影响ERCP术后并发胰腺炎的危险因素,首层为胰腺炎病史,表明胰腺炎病史对术后是否并发胰腺炎的影响最大;其中有胰腺炎病史的患者术后并发胰腺炎的发生率为31.03%,高于无胰腺炎病史患者的3.33%;对于有胰腺炎病史的患者,另一个预测变量是胰腺显影,存在胰腺显影的患者术后并发胰腺炎的发生率为51.72%,高于未胰腺显影的患者的20.00%;对于存在胰腺显影的患者,另一个预测变量是存在插管困难,存在插管困难的患者术后并发胰腺炎的发生率为44.83%,高于不存在插管困难的患者的17.50%。

2.4 logistic回归与决策树模型分析结果对比

logistic回归和决策树模型的分类准确率分别为85.37%和90.72%,准确度均较好。以logistic回归和决策树模型的预测值作为状态变量,绘制ROC曲线。结果显示,logistic回归的曲线下面积为0.798,决策树模型的曲线下面积为0.843(P<0.05),表明两种模型的分类效果均良好。见表3。

表3 logistic回归与决策树模型分析结果对比

3 讨论

随着微创技术的发展,ERCP术已经成为国内外胆胰疾病最常用的治疗方式之一,其具有创伤小、花费低等优势[6]。但ERCP术具有一定侵袭性,术后无法避免相应并发症的发生,如出血、穿孔及胰腺炎等,其中胰腺炎是ERCP术后最常见的并发症之一,在高危患者中的发病率可达30%,少数并发胰腺炎的患者会出现多器官功能紊乱甚至坏死,若未得到及时处理,可进一步加重患者病情,严重危及患者的健康及生活质量[7-10]。因此,本研究通过运用logistic回归和决策树法,对肿瘤合并胆管占位患者在ERCP术后并发胰腺炎的影响因素进行有效分析,对临床医生后续采取针对性治疗具有重要意义。

本研究中logistic回归和决策树法分析结果显示,胰腺炎病史、胰腺显影、存在插管困难是下段胆管癌合并胆管占位患者在ERCP术后并发胰腺炎的危险因素。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碍,经ERCP术刺激后更易引起术后急性胰腺炎的发生[11]。同时胰腺炎病史作为决策树模型的首层,表明胰腺炎病史对患者术后是否并发胰腺炎的影响最大,提示对于存在胰腺炎病史的患者,临床医生在ERCP术后应重点关注。正常情况下,胆胰管受Oddi括约肌控制,且胰管内压力高于胆管,而胆管内压力高于十二指肠内,因此胰腺不显影[12]。在ERCP术中进行胰腺造影时,可促使胰管压力增加,导致胰液反流,术中电凝刺激可进一步损伤胰腺间管,进而易增加术后并发急性胰腺炎的风险[13]。大量临床研究指出,胰腺显影可增加ERCP术后急性胰腺炎的发病率,是ERCP术后并发急性胰腺炎的独立危险因素[14],这与本研究的结论是一致的。还有研究指出,多次胰腺显影可提高术后急性胰腺炎的发病率[15]。另外,插管困难易致Oddi括约肌和乳头肌受损,引起水肿导致胰液排泄异常;插管困难还会增加插管次数,多次插管患者术后急性胰腺炎的发病率可达14.9%[16]。因此,临床针对存在胰腺炎病史、胰腺显影、插管困难的患者,可给予有效治疗及干预,以进一步降低ERCP术后并发急性胰腺炎的风险。此外,有学者认为,ERCP术后血液中AMY水平过高也可导致患者并发胰腺炎[17]。但也有学者指出,患者血液中AMY水平过高是由于术中胰管乳头肌和括约肌受损导致[18]。

ROC曲线结果显示,logistic回归的灵敏度低于决策树模型,但特异度高于决策树模型,说明决策树法判断术后并发胰腺炎的能力较高,而logistic回归预测术后未并发胰腺炎的能力较高。同时决策树模型的曲线下面积高于logistic回归,表明决策树法的分类效果较好,预测效能更高。有研究指出,logistic回归和决策树法各具优势,两者联合运用能实现优势互补,充分解释变量间的关系,提高分析效果[19-20]。本研究中logistic回归虽然反映了患者术后并发胰腺炎与各变量的相互关系,但不能直观地反映各因素的重要性。而决策树模型能显示各变量对结果变量的重要性,且不受变量间共线性的影响。如本研究中决策树的首层为胰腺炎病史,其与术后并发胰腺炎的相关性最高,存在胰腺炎病史的患者术后并发胰腺炎的概率明显较高。且决策树模型生成的树形图可以直观地展示分类变量,易于理解[21],但分类结果受实际数据控制,欠缺稳定性。另外,logistic回归的分类准确率为85.37%,低于决策树法的90.72%。说明决策树法弥补了logistic回归的不足,以树形图为表现形式显示了各因素对结果变量的重要性。因此,两者可联合应用,互为补充,从不同层面发现影响患者ERCP术后并发胰腺炎的危险因素,以便为医护人员筛选高危患者提供参考依据。

4 小结

临床针对存在胰腺炎病史、胰腺显影、插管困难的下段胆管癌合并胆管占位患者,可给予有效治疗及干预。另外,将logistic回归和决策树法联合应用可从不同层面发现下段胆管癌合并胆管占位患者在ERCP术后并发胰腺炎的影响因素,从而加强早期评估与识别,以进一步降低ERCP术后并发急性胰腺炎的风险。但本研究为单中心研究,样本量较小,数据存在一定不足,且未探讨人工神经网络等其他数据挖掘技术的应用效果,因此,有望开展大样本、多中心的前瞻性临床队列研究,以进一步完善所建立的模型。