朱文意 錢夕元△ 王英杰 高 炬
【提 要】 目的 用統(tǒng)計學(xué)方法(傾向值匹配法與生存分析)來分析采用中西醫(yī)結(jié)合治療(干預(yù)組)與僅采用西醫(yī)治療(對照組)的心衰住院病人的費用與療效對比。方法 對1038條樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行傾向值匹配,計算平均干預(yù)效應(yīng),并作出干預(yù)組和對照組的Kaplan-Meier曲線,分析協(xié)變量中的保護(hù)因素。結(jié)果 從傾向值匹配后的費用分析來看,采用最近鄰匹配一共得到308對匹配樣本,干預(yù)組的平均費用為18559.76元,對照組的平均治療費用是18228.2元。療效分析以心衰病人的再住院率為指標(biāo),中西醫(yī)結(jié)合治療病人180天內(nèi)再入院率是22.73%,僅用西醫(yī)治療的心衰病人180天內(nèi)再住院率為30.19%。在控制其他變量相同的前提下,男性心衰病人再住院的風(fēng)險度約是女性心衰病人的1.32倍。對于不同的治療方法來說,病人采取中西醫(yī)結(jié)合治療的危險度是只采用西醫(yī)治療病人的0.746。結(jié)論 中西醫(yī)結(jié)合治療的平均費用高于僅用西醫(yī)治療的平均費用,中西醫(yī)結(jié)合治療的病人180天內(nèi)再入院率比僅用西醫(yī)治療的病人的再入院率低約9%,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。治療方法、ACEI、ARB藥物、β受體阻滯劑、抗血小板藥物是心衰病人的保護(hù)因素。
心力衰竭(heart failure)簡稱心衰,主要發(fā)生在老年人群中,它并不是一個獨立的疾病,而是心血管疾病發(fā)展的終末階段。臨床上主要采用利尿劑、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑 (ACEI)、β受體阻滯劑等西藥來進(jìn)行治療,也有病人選擇中西醫(yī)結(jié)合治療,在保證吃西藥的基礎(chǔ)上增加中藥湯劑。本文對采取這兩種治療方法的心衰住院病人進(jìn)行費用分析和療效分析,為臨床醫(yī)學(xué)提供決策支持。
數(shù)據(jù)來源于上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院2006年至2015年間首次收治入院的心衰病人。以EMPI為病人的唯一識別號,剔除信息缺失的病人數(shù)據(jù),共得到1038條實例。
伴隨疾?。汗谛牟?、糖尿病、高血壓、心律失常、慢性支氣管炎、房顫,共6種。
西藥用藥:ACEI、ARB類、倍他受體阻滯劑、洋地黃類藥物、硝酸酯類藥物、鈣離子拮抗劑、利尿劑、醛固酮受體拮抗劑、抗血小板藥物,共9類藥物。
本研究共納入住院病人1038例,其中男性511例(占49.2%),平均年齡77.40±10.99歲,選擇中西醫(yī)結(jié)合治療的病人375例(占36.1%),病人死亡289例(占27.8%)。
反事實框架是探究因果關(guān)系的一個重要框架,也是傾向值匹配法的邏輯基礎(chǔ),Neyman和Rubin是提出反事實框架的重要貢獻(xiàn)者,因而常把反事實框架稱為因果關(guān)系的Neyman-Rubin反事實框架。該框架認(rèn)為,被選入干預(yù)組或是被選入對照組的個體在兩種狀態(tài)中都有其潛在結(jié)果,即它們在其中被觀測到的狀態(tài)和未被觀測到的狀態(tài)。反事實在實際數(shù)據(jù)中是無法觀測到的,因此,評估干預(yù)效應(yīng)的基本任務(wù)就在于利用已知信息對一個潛在的、未被觀測到的缺失值進(jìn)行估計。分別用Y0i與Y1i來表示未被干預(yù)和干預(yù)狀態(tài)中的潛在結(jié)果,令Wi=1表示接受干預(yù),則Wi=0表示未接受干預(yù),Yi表示所觀測到的結(jié)果變量,那么反事實框架可表述成如下模型:
Yi=WiY1i+(1-Wi)Y0i
觀測到的結(jié)果取決于二分變量Wi,通俗地說,當(dāng)Wi=1時,Y1i是觀測到的變量,Y0i就是反事實。
用E(Y0|W=0)表示構(gòu)成對照組的個體的平均結(jié)果,E(Y1|W=1)表示構(gòu)成干預(yù)組的個體的平均結(jié)果,Neyman-Rubin反事實框架定義了干預(yù)效應(yīng):
τ=E(Y1|W=1)-E(Y0|W=0)
稱此為平均干預(yù)效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)估計量??梢哉J(rèn)為,這是用E(Y0|W=0)來估計反事實E(Y0|W=1)的一次努力。
“傾向值”概念首次出現(xiàn)在統(tǒng)計學(xué)家Rosenbaum和Rubin于1983年發(fā)表的一篇文章中,將傾向值定義為在給定觀測到的協(xié)變量情況下接受干預(yù)的條件概率,并闡述了觀察研究中傾向值匹配、分層、協(xié)方差調(diào)整三種應(yīng)用途徑。傾向值匹配是將干預(yù)組與對照組的個體進(jìn)行配對,使得匹配起來的個體的傾向值相等或相近,如此,能夠使多維的協(xié)變量對因變量的影響簡化成一維的傾向值,從而能夠更簡便地估計因果效應(yīng)。傾向值匹配法的基本思想就是將觀測到的協(xié)變量納入logistic回歸模型(或probit模型)以產(chǎn)生一個預(yù)測個體接受干預(yù)的條件概率(即傾向值),再將傾向值相等或者相近的干預(yù)組與對照組的個體進(jìn)行配對,控制選擇性偏差,從而保證因果效應(yīng)結(jié)論的可靠性,再使用統(tǒng)計方法對匹配的結(jié)果加以分析。
生存分析廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,研究者通過隨訪等方式獲取病人的生存信息,對病人生存時間的分布特征進(jìn)行描述和比較,對影響生存時間的主要因素進(jìn)行分析。生存分析的優(yōu)點在于能夠處理刪失數(shù)據(jù)。我們通常繪制Kaplan-Meier曲線來描述病人的生存過程。Cox比例風(fēng)險模型由英國統(tǒng)計學(xué)家 David R.Cox于1972年提出,該模型利用數(shù)學(xué)模型擬合生存分布與影響因子之間的關(guān)系,以評價影響因子對生存函數(shù)分布的影響程度,找出危險因素和保護(hù)因素。Cox回歸方程為h(t,X)=h0(t)·eXβ',其中X為協(xié)變量向量,β'是協(xié)變量系數(shù)變量的轉(zhuǎn)置。
以上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院2006年至2015年首次收治的1038位心衰病人為例,干預(yù)組與對照組病人的傾向值分布如圖1所示。ROC曲線顯示AUC值為0.644,具有一定準(zhǔn)確性。通過基于最近鄰匹配的傾向值匹配,我們得到308對成功匹配的數(shù)據(jù),匹配后,干預(yù)組與對照組的傾向值分布圖如圖2所示,很明顯可以看出干預(yù)組與對照組的傾向值分布基本相同,在統(tǒng)計學(xué)上,這意味著干預(yù)組和對照組之間的選擇偏差得到了控制,此時干預(yù)組和對照組之間的因變量差異僅僅是由于干預(yù)條件——病人是否吃中藥治療——而導(dǎo)致的。
根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,對照組的平均費用是18228.2元,干預(yù)組的平均治療費用是18559.76元,單從費用上分析,在心衰的治療中,干預(yù)組病人的花費略高于對照組。
以心衰病人首次住院時間為起點事件,以該病人第二次住院時間為終點事件,研究心衰病人180天再住院率,若病人在180天內(nèi)出現(xiàn)死亡,則將死亡時間認(rèn)為是該病人的再住院時間。
圖3是匹配后對照組與干預(yù)組的心衰病人180天再
住院率對比圖,再住院率分別為30.19%和22.73%,治療過程中結(jié)合西藥吃中藥的病人,其180天再住院率比僅吃西藥的心衰病人低了9%左右,兩組的再住院率差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.0167<0.05)。
圖1 匹配前干預(yù)組(右)與對照組(左)的傾向值分布直方圖
圖2 匹配后干預(yù)組(左)與對照組(右)的傾向值分布直方圖
表2是所有變量的Cox回歸分析結(jié)果。在5%的顯著性水平下,具有統(tǒng)計學(xué)意義的變量有:治療方法、性別、冠心病、ACEI、ARB類藥物、β受體阻滯劑、利尿劑、抗血小板藥物。對于性別這個變量來說,變量取值為1(病人性別為男)的危險度是變量取值為0(病人性別為女)的1.321倍,即在控制其他變量相同的前提下,男性心衰病人的再住院率高于女性心衰病人。對于伴隨疾病和西藥用藥的二分類變量,如治療方法來說,變量取值為1(病人采取中西醫(yī)結(jié)合治療)的危險度是變量取值為0(病人只采用西醫(yī)治療)的0.746倍,說明中西醫(yī)結(jié)合的治療方法要優(yōu)于僅采用西醫(yī)治療。危險度小于1的因素我們稱之為保護(hù)因素,因此具有統(tǒng)計學(xué)意義的保護(hù)因素有:治療方法、ACEI、ARB類藥物、β受體阻滯劑、抗血小板藥物。
表1 Cox比例風(fēng)險模型的影響因素分析
***:代表P值介于0~0.001, **:代表P值介于0.001~0.01,*:代表P值介于0.01~0.05,·代表P值介于0.05~0.1。
圖3 匹配后對照組與干預(yù)組心衰病人180天再住院率對比
用基于反事實框架的傾向值匹配法研究觀察數(shù)據(jù)的因果效應(yīng)是一個新穎且簡便的方法,適用于在隨機(jī)化無法實現(xiàn)的觀察性研究中,可以最大限度地減少偏倚,直接比較協(xié)變量在干預(yù)組和對照組之間的均衡性以及處理效應(yīng),具有十分廣泛的應(yīng)用[6-7]。
本次研究表明,采用傾向值匹配法平衡混雜因素后,對于心衰患者,采用中西醫(yī)結(jié)合治療的平均費用高于僅用西醫(yī)治療的平均費用,中西醫(yī)結(jié)合治療的病人180天內(nèi)再入院率比僅用西醫(yī)治療的病人的再入院率低約9%,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。