成人住院患者非計劃拔管數據挖掘與分析

沈鳴雁 馮志仙 陳翔 章云娣

非計劃拔管（Unplanned Extubation，UEX）是指插管意外脫落或未經醫護人員同意患者將插管拔除，也包括醫護人員操作不當所導致的拔管[1]。UEX發生率是臨床護理敏感性質量指標之一，UEX一旦發生，可造成患者通路缺失和組織損傷，增加患者痛苦并延長住院時間，嚴重情況下可危及生命[2]。眾所周知，UEX的發生是由多因素共同促成，合理的風險預測和針對性干預是降低UEX發生率的關鍵。中國醫院協會《患者安全目標（2019版）》[3]目標七“提升管路安全”中明確建議應建立管路風險評估流程。目前，國內尚無統一的UEX風險評估量表，多為自制或直接引用國外量表[4]，國內外學者探究UEX發生的風險因素與干預策略，也多是基于回顧性研究或經驗總結[5-6]。亟須對UEX危險因素進行分析，并在分析結果的基礎上建立管路風險評估體系和干預方案。

隨著醫院信息化建設的不斷進 步，電 子 病 歷 系 統（Hospital Information System，HIS）中存留大量的UEX發生前、發生過程中、發生后的痕跡數據，極具挖掘價值。關聯規則作為數據挖掘的重要應用工具之一，從大量的、復雜的各類數據入手，將有意義的數據關聯和高頻項目組以一種簡單、直接的方式表達出來，明確了解屬性之間聯系的緊密程度，近年來已被應用到護理不良事件分析研究中[7-9]。已有研究者采用關聯規則對UEX數據進行研究，從年齡、性別、意識狀態、發生科室和時段、置管時長和數量、護士年資等角度探討UEX的預測變量[10-12]，但缺乏一定的整體意義和因素間交互作用的深入探討。本研究采用Apriori算法對杭州市某三級甲等醫院的UEX事件進行數據挖掘和分析，共獲得13對強關聯規則，提煉出值得臨床重視及深入研究的風險因素。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

從HIS和醫院不良事件上報系統中，整群提取自2016年1月至2020年12月 上 報 的UEX事 件645例。納入標準：①患者未經醫護人員同意自行拔除的導管；②各種原因導致的導管滑脫；③因導管質量問題及導管堵塞等情況需要提前拔除的導管；④發生導管相關性感染需要提前拔除的導管。排除標準：①住院患者≤18周歲；②精神疾病診斷明確。剔除標準：嚴重缺項、有邏輯錯誤的病例。最終618例UEX事件入組。本研究已經通過樹蘭（杭州）醫院倫理委員會審批（批號：KY2021031）。

1.2 研究工具

參照浙江省護理質量控制中心護理不良事件上報內容設計不良事件采集表，包括患者一般資料、護士資料、事件概況及風險因素、事件轉歸及處理措施、事件發生經過和原因分析。課題組將這些數據分為4部分：①一般數據，包括病歷號、性別、年齡、職業、文化程度、宗教信仰、吸煙史、飲酒史、過敏史、費用形式、入院方式、收治科室等；②疾病數據，包括住院診斷、意識狀態、疼痛分值、生活自理能力分值、格拉斯哥昏迷評估分值、重癥監護室治療史、UEX發生時患者的情況（活動狀態、約束狀態、鎮靜劑使用）等；③導管數據，包括置管日期、發生UEX日期和時間、導管名稱、導管風險類型、導管固定方式、導管是否通暢、是否發生導管相關感染、是否重新置管、拔管史；④管理數據，發生UEX時的病區上班人數、特別/一級護理人數、當班護士工作年限、在本科室工作年限、是否接受UEX防范培訓、陪護人員類別等。上述由經過授權的研究人員憑借密碼在HIS和醫院不良事件上報系統中進行數據的提取、整理和挖掘，確保信息安全。

1.3 數據預處理

數據預處理內容如下。①數據清洗：補全缺失的信息。②數據一致性處理：將收治科室名稱統一、陪護人員類別統一等。③數據離散化處理：將疼痛分值0～10分為無疼痛、輕度疼痛、中度疼痛、重度疼痛4個級別；將護士工作年限分為＜1年、1～3年、4～9年、≥10年；將40余種管道分為靜脈導管、非靜脈導管兩類，將導管分為高風險導管、中風險導管、低風險導管，以及符合條件=1、不符合條件=0。經過上述處理后得到42 024（618×68）項數據。

1.4 數據挖掘過程

信息工程師采用Apriori算法進行UEX數據挖掘，找出關聯規則。根據預處理后的數據量和數據屬性特點設置最小支持度和最小置信度，支持度是相互關聯的數據在數據集中出現的次數占總數據集的比重；置信度表示關聯規則的強度，反映規則的可信程度。為查找出更多屬性之間的潛在關聯，本研究使用遞減的最小支持度閾值，本組數據設定最小支持度70%，最小置信度50%，提升度>1。

挖掘步驟如下。①從數據集合中找出所有頻繁項集，這些項集出現的頻率滿足設置的最小支持度閾值。若支持度大于等于所設定的最小支持度閾值時，則該項集為頻繁項集，表示為“Large k”，再從“Large k”中產生“Large k+1”，直到無法再找到更長的頻繁項集為止。②利用前一步驟的高頻項目組來推導關聯規則，必須滿足最小支持度閾值和最小置信度閾值。關聯規則通過設置最小支持度和置信度閾值對所有變量進行分析，能清晰地描述一個事物和其他事物的相互依存和關聯關系。如某條規則同時滿足最小支持度和最小置信度，稱為強關聯規則；表示為XY，其中X為前項，Y為后項。提升度反映X對Y的影響程度，提升度>1，表明X與Y存在正相關關系。

2 結果

2.1 基本資料描述

本組618例UEX事件中，男性433例，女性185例，年齡（65.95± 16.70)歲，有吸煙史389例（62.9%），有飲酒史268例（43.4%）。其中，靜脈導管86例（13.9%），非靜脈導管532例（86.1%）。患者自行拔管577例（93.4%），UEX發生后重新置管152例（24.6%）。發生在內科病區322例（52.1%），外科病區215例（34.8%），重癥監護病房81例（13.1%）。當班護士工作年限<1年49例（7.9%）， 1～3年437例（70.7%），4～9年96例（15.5%），≥10年36例（5.8%）。

2.2 關聯規則分析

通過Apriori算法挖掘出強關聯規則11 109條，剔除無意義規則后經卡方檢驗篩選出89對規則，最后結合10名副高職稱及以上護理專家分析，得到13對強關聯規則，詳見表1。

規則1至6為單項集合，規則1說明“意識狀態清醒”與“吸煙史”呈強關聯；規則2說明“導管固定方式單一”和“非靜脈導管”呈強關聯；規則3至5說明“當班護士工作1～3年”“非靜脈導管”“導管固定方式單一”分別與“夜間時段”呈強關聯；規則6說明“患者自行拔管”與“無職業”呈強關聯。規則7至13為多項集合，規則7說明“無約束”與“夜間時段”“當班護士工作1～3年”呈強關聯；規則8說明“當班護士工作1～3年”與“夜間時段”“非靜脈導管”呈強關聯；規則9說明“導管固定方式單一”與“非靜脈導管”“意識狀態清醒”呈強關聯；規則10說明“低風險導管”“導管固定方式單一”與“患者自行拔管”“無職業”呈強關聯；規則11說明“導管固定方式單一”與“男性”“吸煙史”呈強關聯；規則12說明“男性”與“吸煙史”“非靜脈導管”呈強關聯；規則13說明“男性”“患者自行拔管”與“無約束”“低風險導管”呈強關聯。

3 討論

3.1 關聯規則應用于UEX數據挖掘的可行性分析

UEX的發生是多因素疊加的累積效應，影響因素具有多維結構的特點。傳統的統計方法無法對多維數據進行深入的分析，可獲得的有效信息有限。近年來，隨著護理信息化的不斷發展，對護理風險事件的防范研究進入了智能決策支持階段，運用數據挖掘技術分析護理不良事件的相關數據[13-14]。關聯規則通過對大量冗雜無規律的數據進行有規律的集合和整理，將特征因素和風險因素進行有機關聯，可將臨床中難以察覺的規律可視化呈現，有助于識別高危人群，提煉出與護理決策相關的信息與知識。本研究聯合高級信息工程師，采集618例UEX事件的一般數據、導管數據、管理數據等，應用Apriori算法進行關聯規則分析，先經過嚴謹的數據預處理和支持度約束設置確定頻繁不獨立項集的范圍，縮小產生規則的項集空間、減少冗余規則；再使用卡方檢驗進行規則有效性的驗證，得到既符合要求又有統計學意義的89對強關聯規則；為更好地滿足對挖掘結果的高效用性要求，邀請10名護理和管理專家進行深入分析，按導管護理過程因素（管道固定、護士培訓、拔管指征和流程等），結構性因素（人力、設備、設施），管理性因素展開分析，注重規則的情境性和實用性，最終得到13對強關聯規則，為早期精準識別拔管信號、構建系統科學的UEX風險評價指標體系提供了新的視角，為預防、控制和質量改進提供科學依據。

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3.2 本研究獲得的關聯規則分析

3.2.1 夜間時段、男性、意識狀態清醒、無約束是發生UEX的高風險因素

規則3至5、7、8、11至13中的“夜間時段”“男性”“意識狀態清醒”“無約束”與現有文獻報道的UEX危險因素一致[10，15-17]。夜間時段UEX的發生率高與夜班護士數量較白班少、護士警惕性下降等原因有關。男性是UEX的危險因素之一，研究顯示，男性患者自我管理水平低于女性，在發生疾病困擾時往往會選擇自己解決，尋求幫助意識相對較差[18]。導管對皮膚黏膜的持續刺激使清醒患者的忍受閾值降低、產生煩躁心理，易發生UEX。目前，對于身體約束方法能最大限度地減少管道位移和/或意外拔管仍存在較大爭議，約束不當會給患者帶來生理和心理傷害[19]。本研究得出的強關聯規則進一步證實了上述高風險因素。建議護士加強對男性患者健康教育和心理干預，及時肯定患者配合導管護理帶來的積極作用，夜間做好疼痛、譫妄、失眠護理，動態評估清醒患者是否存在拔管傾向，采取合理的約束或約束替代措施。

3.2.2 吸煙史是發生UEX的高風險因素

規則1、11、12，“吸煙史”與“男性”“意識狀態清醒”“導管固定方式單一”“非靜脈導管”呈強關聯。本研究中62.9%的患者有吸煙史，高于中國疾病預防與控制中心統計的吸煙率[20]。沖動性增加是反映患者煙酒成癮的臨床癥狀之一[21]。煙草在燃燒中產生的尼古丁作用于人體中樞神經系統，引起多巴胺等神經遞質的釋放，是導致人體對煙草產生依賴的重要物質。一旦吸煙，尼古丁在人體中腦緣和額葉結構中產生的效應使其難以抑制吸煙行為，促進成癮。吸煙成癮行為不僅與煙草本身的成癮成分有關，還包含著復雜的社會和心理因素。吸煙者在面臨抉擇時多偏好眼前利益，自我調節能力較差，行為表現出沖動性，增加了UEX風險。另有研究顯示，吸煙與飲酒具有不同的神經環路機制，對人腦作用呈相反的異常模式，吸煙人群的腦功能連接呈現整體減弱的趨勢，腦區之間的同步性明顯降低，異常的腦區主要集中在懲罰（非獎賞）功能相關的外側眶額皮層[22]。本研究中43.4%的患者有飲酒史，并沒有發現強關聯規則。建議對擇期入院患者在門診接診時勸導戒煙，在導管健康教育模塊和護理評估設置“吸煙史”提醒，有助于護士增加健康教育和夜間巡視力度，幫助患者控制沖動性行為。

3.2.3 無職業是發生UEX的高風險因素

患者自行拔除導管是最常見的原因，本研究中自行拔管的患者占比93.4%。在不良事件管理平臺中，UEX上報表單對職業的劃分是工、農、商、學生、干部、自由職業、無職業。規則6、10顯示，“無職業”與“患者自行拔管”“低風險導管”“導管固定方式單一”呈強關聯。提示患者職業屬性與UEX事件具有關聯性。查閱文獻，未發現職業屬性與UEX相關性研究。從社會學角度分析，無職業人群性情自由、依從性偏低、社會支持度偏低，與學生及在職人員相比，認知水平、解決問題能力、健康素養水平等存在不同程度的差異。提示應加強對無職業人群的關注與干預，可根據健康信念模型[23]，充分考慮患者的年齡、性別、職業，從認知和態度層面進行干預，提高患者參與意識及自我管理能力，減少患者自行拔管行為的發生。

3.2.4 低風險導管、非靜脈導管、導管固定方式單一是發生UEX的高風險因素

規則2、9至13提示，“導管固定方式單一”“非靜脈導管”“低風險導管”與“患者自行拔管”“無職業”“男性”“吸煙史”“意識狀態清醒”“無約束”呈強關聯。近年來，氣管插管、中心靜脈置管、動脈穿刺置管等高風險導管維護均已發布相關指南和最佳證據[24-26]，隨著臨床護理實踐質量不斷改進，上述導管UEX發生率逐漸下降。國家護理質量數據平臺顯示的2020年各家醫院UEX數據，發生率居于前兩位的是胃腸導管（經口鼻）和導尿管，均屬于“低風險導管”及“非靜脈導管”范疇。本院“住院患者導管風險管理制度”中要求高風險導管每4小時評估1次，中風險導管每班評估1次，低風險導管每天評估1次，病情變化隨時評估。疾病嚴重程度較輕的患者意識狀態較清晰且護士床邊監測時間相對減少，容易發生UEX。護士對低風險導管重視度和中高風險導管相比較弱。提示低風險導管UEX防范的重要性和迫切性日益凸顯，需要采取針對性的改善方案。

導管固定不恰當是UEX發生的重要因素。目前尚無證據表明何種導管固定方法更為有效。本研究中，導管固定方式數據的獲取，是UEX發生后24 h內，護士填寫UEX上報表單，經護士長、科護士長逐級審核上報存檔，真實性較強。分析院內導管護理工作現況，靜脈導管的固定100%由護士完成，有統一的標準和培訓。非靜脈導管中，常見的腹腔引流管和穿刺管是由醫生置入并行體表縫線固定，當縫線松脫時也需要由醫生進一步處理。胃管、導尿管留置期間，患者不僅會有明顯的異物感，導管還明顯外露于身體表面，易產生自我形象紊亂，增加患者自行拔管風險。建議護士合理選擇導管型號，提升患者舒適度；積極創新，研發美觀、有效的體表固定裝置。此外，本研究中再插管率為24.60%，提示醫護人員應規范導管拔除指征及流程，及時拔管，減少UEX發生的同時也減少因再插管產生的危害。

3.2.5 工作1～3年的護士當班是發生UEX的高風險因素

本院護理人力資源按照“醫院護士崗位管理實施指導建議”配置，本研究UEX數據中，工作1～3年的護士占比為70.71%。規則3、8提示，“當班護士工作1～3年”與“夜間時段”“非靜脈導管”呈強關聯。提示在配置達標的前提下，當班護士的執業經歷會影響UEX的發生，與缺乏工作經驗、對患者可能意外拔管缺乏評估能力、未及時采取防御措施有關。醫護人員的安全意識、臨床工作經驗、操作水平、護患配比等都會影響UEX的發生[27]。建議護理管理者要注重1～3年護士UEX防范知識和技能的培訓，排班上做好不同級別護士的合理配置，強化領導力培訓，提升護患溝通效能、改善服務過程，進而改善患者安全結局[28]。推薦借助信息化技術將預防UEX決策依據植入護理電子病歷，以快速篩選出高風險人群，方便護士根據不同風險等級給予患者針對性措施，提高工作效能[29]。

4 小結

本研究由多學科合作對618例UEX事件進行數據挖掘和科學分析，從人口學特點、臨床特征及導管管理等方面找出值得臨床重視及深入研究的風險因素，進一步明確了多因素之間的關聯影響，為UEX防范工作提供了新的思路。由于數據來自一家綜合性醫院，尚不能代表整體。因此，今后研究方向在于：①開展多中心大樣本研究加以驗證；②構建UEX預警模型，采取前瞻性研究設計；③進一步開展吸煙史與UEX的具體機制研究，以及職業、年齡、文化程度、宗教信仰、經濟收入等社會因素與UEX的關聯性研究。