基于决策树模型急性阑尾炎患者DRGs分组研究

商丘市第一人民医院病案科(476000) 宁传英 邵慧丽

【提 要】 目的 探索适合某地区急性阑尾炎的疾病诊断相关分组(DRGs)病例组合分组方案，制定急性阑尾炎患者住院费用的参考标准。方法 以某三甲医院2014-2016年1306例急性阑尾炎病例为研究对象，采用多重逐步回归法确定住院费用的主要影响因素并作为分类指标，利用数据挖掘工具中的决策树模型E-CHAID法建立急性阑尾炎DRGs病例组合方案及收费标准。结果 年龄、住院天数、是否手术、有无伴随症、有无并发症/合并症作为影响急性阑尾炎病例住院费用的分类节点，建立了9个DRGs组合、收费标准及病种权重。结论 采用决策树模型E-CHAID法进行DRGs分组科学合理，以DRGs分组结果制定住院费用偿付标准有利于合理配置医疗资源、提高医疗质量与效率，对规范医疗行为及控制医疗资源不合理消耗具有重要的现实意义，为本地区DRGs的开展及推进提供一定依据。

近年来，各国针对医疗体系进行大幅改革的核心问题是医疗保险制度的改革，疾病诊断相关分组(diagnosis related groups，DRGs)成为医保制度改革的首选，美国、英国、澳大利亚、德国等30多个国家和地区的实践证明DRGs是较为理想的付费方式[1]。DRGs作为国际上最具代表性的病例组合(case mix)分组方案，将病例特征、临床特点、诊疗过程、资源消耗相似的病例分为同一组，可最大限度地保证每组DRGs病例的组间异质性以及组内同质性。随着我国医药卫生体制改革的不断深化，积极探索各种偿付模式，而DRGs组合付费比按医疗服务项目付费、总额付费、单病种付费更具科学性和合理性[2]。我国医保支付改革的主要目标是推进以病种为主的多元复合支付方式[3-4]。DRGs付费已成为我国深化医改的重要举措，是医疗付费方式的大势所趋，北京、深圳、新疆等地区正在逐步试点推广。本研究以1306例急性阑尾炎患者为例，采用决策树模型探索疾病诊断相关分组的病例组合分组方案及各组合的费用标准、病种权重，为本地区DRGs组合付费的实施及本土化提供一定的参考依据。

资料与方法

1.数据来源

2.病例组合分类方法

运用数据挖掘软件选择分组能力更强、细分能力更加优化的穷尽卡方自动互动检验算法(E-CHAID)进行决策树分析[5]，对数据就行最有分割，建立病例组合模型，制定各病例组合的付费标准。设置决策树生长规则，最大深度为4层，父节点的最少病例数为100，子节点的最小病例数为50，设置决策树拆分与合并节点的检验水准α=0.05。

3.统计分析方法

采用SPSS21.0软件对有效研究样本进行多重逐步回归分析，从回归模型中提取出影响住院费用的重要因素。然后，运用数据挖掘软件SPSS Modeler将筛选出的影响住院费用的因素作为分类节点纳入决策树模型，选择E-CHAID法进行病例的分类组合。并用ROC曲线、方差减少量(RIV)、Kruskal-Wallis检验、变异系数(CV)对分组合理性进行评价。自变量赋值及量化见表1，其中，年龄和住院天数进行可视离散化封装处理，年龄基于已扫描个案的等分百分比，住院天数基于直方图赋值。

4.评价指标

在病例组合中，变异系数(CV)被用来表示分组结果的组内同质性，CV越小说明同一分组内变异小、同质性越大，分组效果越好。方差减少量(RIV)是被用来表示组间异质性程度，RIV越大说明组间异质性越强，分组效果越好[6]。

结果与分析

1.住院费用影响因素分析

以住院费用作为因变量，选择相关社会经济学特征和患者住院信息为因变量，进行多重线性逐步回归分析。住院天数、是否输血、有无并发症/合并症、有无伴随症、是否手术5个因素进入回归模型，回归模型有统计学意义(F=16.763，P=0.000)。模型决定系数R2=0.498，说明急性阑尾炎患者住院费用49.8%的变异可由这5个因素来解释。所有组别方差膨胀因子VIF<5，即可以认为各自变量之间不存在多重共线性。变量赋值及有统计学意义的影响因素见表1。

表1 急性阑尾炎住院费用影响因素变量赋值及分析

2.基于决策树模型构建病例组合分组方案

在以上多重回归分析的基础上，筛选出影响住院费用的因素年龄、住院天数、是否手术、有无伴随症、有无并发症/合并症5个变量作为分类节点纳入决策树模型对样本数据进行分组，经过E-CHAID算法分组，共分为9个DRGs组合。按照分类节点影响住院费用的重要程度排序依次是住院天数、手术、并发症/合并症、伴随症、年龄，决策树模型筛选出的第一层分类节点是住院天数。

表2 急性阑尾炎患者住院费用分组结果(元)

3.制定DRGs组合的费用标准及病种权重

可将费用居中的70%样本的均值作为费用管理的标准，用各DRG组合住院费用的75%加1.5倍四分位间距(P75+1.5Q)作为控制费用上限[7-8]。研究样本中急性阑尾炎患者住院费用超过费用上限13例，占本研究样本的1.0%。DRG组合的权重反映该组合资源消耗的相对程度，即该组例均费用与总体例均费用的比率，权重越高说明该组合资源消耗越高，急性阑尾炎病例组合费用标准及病种权重具体见表3。

表3 急性阑尾炎病例组合的费用标准及病种权重

4.分组结果的效果评价

经过分组后，对不同分组间住院费用进行Kruskal-Wallis H非参检验分析，各组合间的住院费用差异具有统计学意义(F=137.167，P<0.01)。通过计算病例组合的RIV值为54.06%，样本总体的CV 值为0.46，认为本次分组组间异质性大、组内变异性小，即总体分组效果较好。其中，各组合变异系数说明各组内住院费用消耗同质性较好(见表2)。此外，用ROC曲线检验每个分类组合是否有意义，曲线下面积均接近1，最小为68.3%，最大为91.8%，说明急性阑尾炎病例组合分类节点选择正确，分组较为合理。

讨论与建议

1.急性阑尾炎住院费用影响因素及病例组合结果分析

本研究选取共线性较小的5个因素作为影响住院费用影响因素。住院天数对住院费用的影响最大，其作为一个时间指标，不仅可反映医疗资源的消耗，同时也是反映病情严重程度及医疗效率的指标，缩短住院天数有助于提高医疗服务效率和效益，规范医疗服务流程。

分组节点选择合理，分组效果好。基于决策树模型结合多元回归方法将1306例急性阑尾炎病例根据不同的治疗方案分成9个DRG组，组间异质性大，组内变异小，分组效果较好。并给出了9个组合的病种权重、超标例数、费用标准，不同病例组合医疗资源消耗程度与医疗资源支出水平相关。其中，DRG9即住院天数在12天以上的患者住院费用预测值最高，为11598.75元，DRG1即住院天数4天以下无手术患者住院费用最低为2689.16元，可为相关机构提供一定的参考。各组合的病种权重反映资源消耗的相对程度，各病例组合平均费用越高病种权重也就越大，可反映医疗支付的科学性。

2.病例组合模式DRGs在医疗支付及医院管理中的应用

在不同的病例组合模型中，DRGs作为一种病例组合工具其分组思想特点优于其他分组方案，在医保预付费(DRGs-PPS)中的应用已得到广泛认可，是目前较为合理付费方式，并且DRGs的应用已从医疗付费拓展至医疗质量管理、绩效评价等诸多方面。DRGs-PPS是经过科学测算的预先支付，是一种相对合理的医疗质量评价和费用管理方法，利于全面控制医疗成本，合理的配置医疗资源，扼制医疗资源不合理的消耗，规范医疗行为[9-11]。对医疗机构而言，DRGs-PPS既是一种激励机制也是一种约束机制，在日趋激烈的竞争环境下，医院在提高服务质量和服务效率的同时，注重提高其自身管理水平，避免过度医疗现象的发生，是我国医疗卫生事业创新理念的体现。病例组合数据更多的是为医疗决策服务，在经济效益与社会效益之间找出合理平衡点，兼顾医疗质量与医疗费用。

3.根据科学合理的病例组合方案制定费用管理标准

作为一种质量评价方法，DRGs应用于预付费最直观的体现是费用标准制定和成本控制，将医疗服务产出标准化，细化粗放型费用管理模式和路径。分组付费的最大特点是定额支付、结余奖励、超支不补[2]，各级医疗机构在提供医疗服务之前即可预知各组病例资源消耗的最高限额，会把更多的精力放在医疗成本的精细化管理上，将资源消耗控制在支付标准之内以出现结余。通过费用控制上限控制线外病人，便于政府及医疗保险机构做好预警工作，提醒是否发生不合理的费用，利于制定合理的偿付标准、客观地评价医疗产出，不断地完善社会医疗保障体系。此外，DRGs建立在医院信息化的基础上，对疾病编码规范化、疾病诊断标准化以及病例首页的信息质量及病例结构化程度提出了更高的要求。