摘要
一、研究背景 乳腺癌是全球女性发病率最高的恶性肿瘤，近年来我国乳腺癌发病率呈现逐年上升趋势，且上海市乳腺癌发病率远高于全球和我国的平均水平。有研究预测，在未来十年内，乳腺癌的医疗费用将大幅增长，这不仅会对医疗保健体系带来挑战，还将对家庭和社会造成沉重的经济负担。因此，深入研究乳腺癌患者的住院费用及其主要影响因素，对于减轻疾病的经济负担具有重要意义。 二、研究目的 本研究旨在通过定性专家访谈，深入探讨上海市乳腺癌住院患者特征，为数据分析的开展、理论研究的完善和后续对策建议的提出给予支撑。基于上海市乳腺癌患者病案首页信息开展定量数据分析，分析乳腺癌住院患者特征及费用情况，以期为控制住院费用和优化医疗卫生资源配置提供理论依据。 具体目标有(1)分析上海市乳腺癌患者分布特征;(2)分析上海市乳腺癌患者住院费用及影响因素;(3)构建机器学习预测模型，评价模型对乳腺癌患者住院费用高低的预测效果并探讨其主要影响因素。 三、材料与方法 (一)研究对象 定性研究的研究对象为上海市医院的临床专家及医保部门相关工作人员;定量研究的研究对象为上海市2021年1月-2022年12月首次住院且出院诊断为乳腺癌的患者。 (二)研究方法 定性研究采用半结构化深度访谈，访谈后对访谈材料进行整理与分析;定量研究以患者的一般资料、诊疗情况、并发症和合并症等为自变量，住院费用为因变量，分析患者人群分布特征、住院费用情况及影响因素。将住院费用数据集随机分配为70％的训练集和30％的测试集，使用训练集构建随机森林、决策树、支持向量机和神经网络四种机器学习模型。各模型训练使用重复10次的5折交叉验证以减少模型过拟合，并使用随机搜索的方法进行超参数寻优。使用受试者工作特征曲线下面积(AreaUnderCurve,AUC)作为主要评价指标，并选取F1分数、布里尔分数、灵敏度、特异度和准确率等指标综合评估模型在测试集上的性能。此外，应用变量缺省后AUC值损失程度来识别不同模型中住院费用的主要影响因素。 四、研究结果 (一)乳腺癌患者特征分析 定性研究结果为上海市乳腺癌患者数量逐年上升，呈现出年轻化、早期化的趋势，诊疗水平不断提升，治疗方案更加趋向个体化、精准化，包括保乳手术比例增加、不同医院间诊疗水平趋向同质化规范化诊疗。 定量研究共纳入了33880例乳腺癌住院患者。一般人口学特征中:在年龄方面，患者的平均年龄为55岁，46-59岁年龄段患者数量最多，占比为37.80％;低年龄组患者更倾向于选择保乳手术和乳房重建术;高年龄组的患者住院天数更长，伴有合并症的比例也明显高于低年龄组。在参保类型方面，职工医保患者人数最多，占比54.32％。治疗特征中:在医疗机构类型方面，48.2％的患者选择在综合医院就诊，其次是肿瘤专科医院，占比为41.43％;综合医院患者的平均年龄最大（57岁），平均住院天数最长（10天），且伴有高血压合并症患者的比例高于肿瘤专科医院。在医疗机构等级方面，87.92％的患者选择在三级医院就诊;非三级医院患者平均年龄为59岁高于三级医院的54岁，平均住院天数为14天也长于三级医院的8天;非三级医院中进行恶性肿瘤化学治疗的患者占比远高于三级医院;非三级医院中伴有合并症患者的比例更高。在住院天数方面，平均住院天数为8天，其中住院天数为6-10天的患者最多，占比为45.69％。在手术类型方面，有21070例患者进行乳房切除术，占患者总数的62.19％,保乳手术和乳房重建术的比例分别为22.80％和0.76％;保乳手术中进行恶性肿瘤化疗的患者比例高。在恶性肿瘤化学治疗方面，接受恶性肿瘤化学治疗患者的平均住院天数达到了15天。并发症和合并症特征中:有6827例患者伴有淋巴结继发恶性肿瘤并发症，占20.15％;有4101例患者伴有高血压合并症，占12.10％;伴有合并症的患者住院时间更长;伴有淋巴结继发肿瘤并发症的患者多就诊于肿瘤专科医院，伴有合并症的患者多就诊于综合医院。 （二）乳腺癌患者住院费用及影响因素 上海市乳腺癌患者住院费用的中位数22312.50元，其中自费费用的中位数为6730.44元。在住院费用构成中，诊断类费用占比最高，达到32.40％,其次为治疗类费用，占比为21.60％,综合医疗服务费占比相对较低，为9.36％。一般人口学特征中:在年龄方面，年龄≥60岁患者的综合医疗服务类费用、诊断类费用和药品类费用中位数最高;低年龄组患者的耗材类费用高于高年龄组的患者。在参保类型方面，居民医保患者住院费用的中位数最高，为23274.40元;职工医保患者的综合医疗服务类费用和诊断类费用高;而居民医保患者的药品类费用和耗材类的费用高于其他参保类型。治疗特征中:在医疗机构类型方面,综合医院患者住院费用中位数最高为24737.50元;综合医院患者的诊断类费用和治疗类费用中位数明显高于肿瘤专科医院，而肿瘤专科医院患者的耗材类费用高。在医疗机构等级方面，非三级医院患者的住院费用、综合医疗服务费和药品类费用远高于三级医院。在住院天数方面，住院天数≤5天、6-10天、11-15天和≥16天患者的住院费用中位数分别为16366.40元、22993.00元、27835.10元和34542.10元，住院天数超过15天的患者住院费用及各细项费用明显高于低住院天数组。在手术类型方面，乳房切除术、保乳手术和乳房重建术患者的住院费用中位数分别为24922.60元、17629.30元和46232.00元;乳房切除术中有73.46％患者的治疗类费用占比高于20％;乳房重建术中有89.11％患者的耗材类费用占比高于20％。在恶性肿瘤化学治疗方面，进行恶性肿瘤化学治疗的患者诊断类费用及药品类费用高;进行恶性肿瘤化学治疗的患者中有超过一半的患者药品费占比大于20％。并发症和合并症特征中:有淋巴结继发恶性肿瘤组中超过一半的患者治疗费占比＞20％。 logistic分析结果显示，年龄、职业、医疗机构类型、住院天数、及恶性肿瘤化学治疗等12个变量是影响住院费用高低的重要因素。 （三）乳腺癌患者住院费用预测模型构建 四种机器学习模型都能达到较好的预测效果。其中，随机森林模型AUC值最高，为0.847,布里尔分数最低，为0.130;支持向量机模型灵敏度最高，为95.29％;神经网络模型准确率和F1分数最高，分别为80.99％和87.95％。综合看来随机森林学习算法对乳腺癌患者住院费用的预测性能最优。 四种预测模型影响因素的重要性排序前10位的变量名称及顺序基本相同。四种模型的重要因素排序前10个中的有住院天数、年龄、医疗机构等级等8个共有变量，其中变量重要性排序的第一个变量均为住院天数。 五、研究结论 本研究对上海市乳腺癌住院患者特征及费用进行了分析和总结。患者的年龄分布主要集中在中年至老年群体，更倾向前往三级医院接受治疗，且绝大部分患者选择乳房切除术;患者住院费用较高，其中诊断类费用占比最高，高住院费用的主要影响因素有住院天数、年龄、医疗机构、手术类型等，其中，住院天数是最主要影响因素，应重点关注这些群体，实施有效的预防和控制措施，达到降低乳腺癌疾病经济负担的目的。 本研究构建的住院费用预测模型可以较好的预测住院费用并识别主要影响因素。其中，随机森林模型预测效能最优，适宜构建乳腺癌患者高住院费用预测模型。本研究可为控制乳腺癌费用和优化卫生资源配置提供参考，为临床决策支持和医疗政策制定提供科学依据。
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