程 熠 王 磊 馮毅承 郭麗艷

無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐是門診無痛胃腸鏡受檢患者門診觀察室滯留時間延長的主要原因，且嚴(yán)重影響門診患者的就診安全性[1]。臨床上引起無痛胃腸鏡患者檢查后惡心嘔吐的影響因素眾多，如何準(zhǔn)確預(yù)測患者惡心嘔吐的發(fā)生十分必要。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是一種模擬人腦神經(jīng)元活動的非參數(shù)機器信息處理系統(tǒng)。其對自變量包容性強，預(yù)測模型準(zhǔn)確率高，且可以改善以往Logistics 回歸預(yù)測分析易受自變量多重共線性影響的問題，更適合大數(shù)據(jù)、多變量的預(yù)測分析[2]。本研究通過構(gòu)建ANN 預(yù)測模型，分析及預(yù)測無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐發(fā)生的風(fēng)險因素，從而為臨床針對性預(yù)防和治療提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取浙江省平湖市第一人民醫(yī)院2021 年1 月至2022 年4 月在門診行無痛胃鏡+無痛腸鏡聯(lián)合檢查的患者1222 例（單純性胃鏡+腸鏡檢查1091 例，胃鏡或/和腸鏡下摘息肉131 例），其中男649 例，女573 例。美國麻醉醫(yī)師協(xié)會[3]（American Society of Anesthesiologists ASA）分級：Ⅰ級411 例，Ⅱ級811 例，本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核通過，倫理學(xué)批件號：2020 年臨審（015）號。患者均簽署知情同意書。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18～75歲；（2）體質(zhì)指數(shù)（BMI）15～30 kg/m2；（3）ASA 分級：Ⅰ～Ⅱ級；（4）單純性胃鏡+腸鏡檢查，胃鏡或/和腸鏡下摘息肉術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有嚴(yán)重高血壓（收縮壓＞180 mmHg，舒張壓＞110 mmHg），心律失常（頻發(fā)早搏，心動過速≥120 次/min，房顫等其他惡性心律失常）或不穩(wěn)定性心絞痛患者；（2）急性上呼吸道感染或哮喘發(fā)作期者，嚴(yán)重肝腎功能障礙者；（3）近期使用抗凝、激素等藥物者。

1.3 方法 根據(jù)中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、pubmed等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫及臨床實踐工作總結(jié)，選取有循證醫(yī)學(xué)證實的14 個可能因素，編制調(diào)查問卷表和麻醉、復(fù)蘇記錄單。包括：性別，年齡，ASA 分級，BMI 指數(shù)，是否有吸煙史，是否有暈動??；胃腸鏡檢查時間，檢查中丙泊酚使用劑量，液體輸注量，是否使用鎮(zhèn)痛藥物，是否出現(xiàn)心動過緩，是否出現(xiàn)低血壓（下降超過25%），是否進行息肉摘除，檢查蘇醒后是否有腹脹腹痛[4-6]。為了減少統(tǒng)計誤差，1222 例患者無痛胃腸鏡檢查均為同一位內(nèi)鏡醫(yī)師操作，所有調(diào)查問卷，麻醉、復(fù)蘇記錄單由麻醉醫(yī)生及內(nèi)鏡室護士記錄，資料完善可信。

所有預(yù)行無痛胃腸鏡檢查患者入檢查室后常規(guī)開放上肢靜脈，應(yīng)用GE 多功能監(jiān)護儀監(jiān)測患者血壓（BP）、脈搏血氧飽和度（SPO2）、心電圖（ECG）及心率（HR）。均以先胃鏡后腸鏡的方式，靜脈注射3～4 mg/kg丙泊酚注射液麻醉誘導(dǎo)，安靜無體動后開始檢查。檢查過程中患者出現(xiàn)體動可給予鎮(zhèn)痛藥物10 μg/kg 布托啡諾注射液或追加1 mg/kg 丙泊酚注射液直至患者再次安靜無體動。檢查中出現(xiàn)心率低于50 次/分，給予0.5 mg 阿托品靜注糾正心率，當(dāng)出現(xiàn)血壓下降超過基礎(chǔ)值25%以上時，予以5 μg 去甲腎上腺素糾正。所有患者檢查完成后進入門診觀察室。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0 統(tǒng)計學(xué)軟件建立多層感知ANN 模型，輸入層為14 個可能影響因素，隱藏層為一層，由軟件系統(tǒng)通過激活函數(shù)雙曲正切函數(shù)給出。輸出層為惡心嘔吐是否發(fā)生：未發(fā)生惡心嘔吐目標(biāo)值為0，發(fā)生惡心嘔吐目標(biāo)值為1，輸出層激活函數(shù)為softmax 函數(shù)。按照數(shù)字隨機法將納入患者按照7∶3 分為訓(xùn)練集和測試集，訓(xùn)練集用來訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，測試集用來追蹤測試，通過反復(fù)測試優(yōu)化模型網(wǎng)絡(luò)。對于分類資料根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)賦值，數(shù)值指標(biāo)采用歸一化處理。通過模型預(yù)測計算自變量重要性及自變量標(biāo)準(zhǔn)化重要性。

2 結(jié)果

2.1 訓(xùn)練集與測試集對象一般資料比較 全部1222 例患者其中訓(xùn)練集855 例，測試集367 例。訓(xùn)練集與測試集患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 訓(xùn)練集和測試集一般資料比較

2.2 ANN 模型 ANN 結(jié)構(gòu)為14-5-2，模型預(yù)測（見圖1）。輸入層單元14 個，隱藏層系統(tǒng)自動確認(rèn)5 個單元，輸出層為兩個單元對應(yīng)惡心嘔吐是否發(fā)生。ANN 預(yù)測模型評價：訓(xùn)練集的靈敏度71.2%、特異性86.6%、準(zhǔn)確率85.3%（見表1）；測試集的靈敏度71.0%、特異度84.7%、準(zhǔn)確度84.2%，見表2。

圖1 無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐發(fā)生的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

表1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐訓(xùn)練集價值（例）

表2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐測試集價值（例）

2.3 無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐ANN 預(yù)測模型各因素權(quán)重 檢查中是否使用鎮(zhèn)痛藥物（17.3%），檢查中丙泊酚使用量（14.3%），有暈動病病史者（13.0%），檢查中出現(xiàn)血壓下降超過25%者（12.9%），患者性別（8%），是否出現(xiàn)心動過緩（5.9%），年齡（5.0%），檢查后是否腹痛腹脹（4.9%），檢查中輸液量（4.6%），是否進行息肉摘除（4.2%），是否有吸煙史（3.8%），BMI≥25 μg/m2指數(shù)（2.3%），胃腸鏡檢查時間（2.0%），ASA分級（1.7%）。見圖2。

圖2 無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐ANN 預(yù)測模型標(biāo)準(zhǔn)化重要性

3 討論

ANN 模型是由數(shù)學(xué)及神經(jīng)學(xué)家McCulloch 于上世紀(jì)70 年代率先創(chuàng)造及提出[7]。它是一種模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能進行信息處理的方法。ANN 模型可以通過自身的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)，憑借適應(yīng)性和記憶性提高模型的容錯率及推廣率。區(qū)別于Logistics 回歸分析對自變量的經(jīng)驗性及局限性，更適合用于病因不明確，影響因素更復(fù)雜的疾病預(yù)測中[8]。目前ANN 模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于腫瘤病因的篩選[9]，復(fù)雜疾病病因的探尋[10]等領(lǐng)域中，但對于門診無痛胃腸鏡術(shù)后惡心嘔吐等并發(fā)癥方面的研究鮮有報道。

門診患者病情多變，影響門診無痛胃腸鏡術(shù)后惡心嘔吐的因素眾多，準(zhǔn)確預(yù)測無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐的發(fā)生，可以避免加重胃腸鏡受檢患者檢查前由于禁飲禁食以及腸道準(zhǔn)備引起的水電解質(zhì)內(nèi)環(huán)境紊亂，減少反流誤吸的風(fēng)險?？s短患者門診觀察室滯留時間，提高就診安全性及滿意度[1]。

本研究對1222 例門診患者構(gòu)建無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐ANN 預(yù)測模型，訓(xùn)練集和測試集的準(zhǔn)確率分比為85.3%和84.2%，模型預(yù)測效果準(zhǔn)確。根據(jù)模型預(yù)測重要性分析：檢查中是否使用鎮(zhèn)痛藥物（17.3%），檢查中丙泊酚使用量（14.3%），有暈動病病史者（13.0%），檢查中出現(xiàn)血壓下降超過25%者（12.9%），以及患者性別（8.0%）為影響門診無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐最重要的五個因素。這與以往的惡心嘔吐病因?qū)W研究相符合：阿片類藥物的作用機制可能是由于刺激第四腦室的化學(xué)感受器觸發(fā)帶，及刺激延髓嘔吐中樞，從而誘發(fā)惡心嘔吐[11]。靜脈麻醉藥物（丙泊酚，依托咪酯，氯胺酮等）長時間接觸維持，會使機體產(chǎn)生大量5-羥色胺3 從而導(dǎo)致術(shù)后的惡心嘔吐[12]。以往有暈車暈船及其他暈動史者，或既往有發(fā)生過手術(shù)后惡心嘔吐的患者，其惡心嘔吐的閾值相對較低，前庭神經(jīng)功能易紊亂，無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐發(fā)生概率高[13]。檢查中循環(huán)系統(tǒng)的劇烈波動，會導(dǎo)致機體內(nèi)環(huán)境的不穩(wěn)定，缺血損傷，氧耗增加，同樣容易導(dǎo)致檢查后惡心嘔吐癥狀的出現(xiàn)[14]。女性惡心嘔吐的發(fā)生概率高于男性，尤其以月經(jīng)周期發(fā)生術(shù)后惡心，嘔吐的概率最高，這可能由于體內(nèi)雌激素的水平高低與惡心嘔吐的發(fā)生概率呈現(xiàn)正相關(guān)[4，6]。

本研究發(fā)現(xiàn)，ANN 模型能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測門診無痛胃腸鏡檢查患者術(shù)后發(fā)生惡心嘔吐的發(fā)病率，為個體化特異性預(yù)測發(fā)病提供了一種新方法，同時也為門診無痛胃腸鏡患者是否發(fā)生檢查后惡心嘔吐的評估、預(yù)防及治療措施的制定提供了臨床依據(jù)。此外，由于本研究排除年齡≥75 歲或≤18 歲，BMI≥30 kg/m2或≤15 kg/m2，ASAⅢ級及以上，可能容易導(dǎo)致年齡、BMI、ASA 分級出現(xiàn)一定的偏差，所以對上述指標(biāo)還需加大樣本數(shù)進一步深入研究。

綜上所述，ANN 可以準(zhǔn)確個體化預(yù)測無痛胃腸鏡檢查后惡心嘔吐的發(fā)生，并對臨床預(yù)防和治療惡心嘔吐提供理論依據(jù)。（本文受基金項目：平湖市科技計劃項目（社發(fā)類）[2020]28-8 支持。）