Decision tree C5.0 versus Logistic regression model in predicting postpartum diastasis recti abdominis
-
摘要:目的
比较决策树C5.0与Logistic回归模型对产后腹直肌分离的预测效果。
方法选取产后复查的产妇476例作为研究对象。采用问卷调查法获取产妇的一般资料; 采用电刺激治疗仪评估盆底肌电值; 采用腹部触诊法判断腹直肌分离程度。将所有数据按照3∶2的比例建立训练集与测试集, 运用决策树C5.0及Logistic回归建立产后腹直肌分离的风险预测模型; 采用准确度、灵敏度、特异度、约登指数、阴性预测值、阳性预测值和受试者工作特征(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)对模型的预测性能进行比较。
结果在训练集中，决策树C5.0和Logistic回归模型的准确度分别为96.94%、72.45%, 灵敏度分别为98.92%、86.02%, 特异度分别为93.52%、49.07%, 阳性预测值分别为96.34%、74.42%, 阴性预测值分别为98.06%、67.09%, 约登指数分别为92.44%、35.10%, AUC分别为0.962、0.675; 训练集中, 决策树C5.0和Logistic回归模型的AUC比较，差异有统计学意义(P < 0.05)。在测试集中，决策树C5.0与Logistic回归模型的准确率分别为81.50%、62.43%, 灵敏度分别为88.35%、82.52%, 特异度分别为71.43%、32.86%, 阳性预测值分别为81.98%、64.39%, 阴性预测值分别为80.65%、56.10%, 约登指数分别为59.78%、15.38%, AUC分别为0.799、0.577; 测试集中，决策树C5.0和Logistic回归模型的AUC比较，差异有统计学意义(P < 0.05)。
结论决策树C5.0对产后腹直肌分离的预测效能优于Logistic回归模型。
-
关键词:
- 决策树C5.0 /
- Logistic回归模型 /
- 产后腹直肌分离 /
- 预测模型 /
- 曲线下面积
Abstract:ObjectiveTo compare the effects of decision tree C5.0 and Logistic regression model in predicting postpartum diastasis recti abdominis.
MethodsA total of 476 puerperas with postpartum re-examination were selected as research objects. A questionnaire survey method was used to obtain general information of puerperas; an electrical stimulation therapy device was used to assess the electromyography values of the pelvic floor muscles; abdominal palpation method was used to determine the degree of diastasis recti abdominis. All the data were divided into training set and test set at a ratio of 3∶2, and the decision tree C5.0 and Logistic regression were used to establish the risk prediction models for postpartum diastasis recti abdominis; the accuracy, sensitivity, specificity, Youden index, negative predictive value, positive predictive value and area under curve (AUC) of the receiver operating characteristic (ROC) curve were used to compare the prediction performance of the models.
ResultsIn the training set, the accuracies of decision tree C5.0 and Logistic regression model were 96.94% and 72.45% respectively, the sensitivities were 98.92% and 86.02% respectively, the specificities were 93.52% and 49.07% respectively, the positive predictive values were 96.34% and 74.42% respectively, the negative predictive values were 98.06% and 67.09% respectively, the Youden index values were 92.44% and 35.10% respectively, and the AUC values were 0.962 and 0.675 respectively; there was a significant difference in AUC between decision tree C5.0 and Logistic regression model in the training set (P < 0.05). In the test set, the accuracies of decision tree C5.0 and Logistic regression model were 81.50% and 62.43% respectively, the sensitivities were 88.35% and 82.52% respectively, the specificities were 71.43% and 32.86% respectively, the positive predictive values were 81.98% and 64.39% respectively, the negative predictive value were 80.65% and 56.10% respectively, the Youden index values were 59.78% and 15.38% respectively, and the AUC values were 0.799 and 0.577 respectively; there was a significant difference in AUC between decision tree C5.0 and Logistic regression model in the test set (P < 0.05).
ConclusionDecision tree C5.0 is better than Logistic regression model in predicting postpartum diastasis recti abdominis.
-
俯卧位通气最早由Bryan提出，目前研究[1-2]证实，俯卧位通气能够改善约70%的急性肺损伤(ALI)或急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者的氧合。因此，俯卧位通气已成为ARDS的重要诊疗措施之一，但由于缺乏相关规范、人力资源不足及相关并发症等原因，中国重症ARDS患者俯卧位通气治疗占比仍较小，约8.7%[3]。为了进一步了解国内俯卧位通气领域的发展状况，本研究对近10年中国知网(CNKI)中关于俯卧位通气的文献，借助CiteSpace软件进行可视化分析，梳理研究热点，挖掘研究前沿，为今后的俯卧位通气研究提供方向。
1. 资料与方法
1.1 数据采集
数据来源于CNKI和万方数据库，以“俯卧位通气”为主题进行检索，检索时间为2010年1月1日—2020年12月31日，数据库文献来源于中文社会科学引文索引(CSSCI)、北大核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD), 排除与俯卧位通气无关的文献、征稿启事、期刊通知、会议论文等。
1.2 文献分析
由2名研究者进行文献检索和筛查，有争议时进行商讨并请第3作者协助判断，达成一致意见后请专家审核。本研究初检索出643条期刊文献，导入NoteExpress去除重复文献、不相关文献、期刊通知等，最后剩余424篇有效文献。检索到的文献以Refworks的格式导出，保存文件名称改为download_**。导出的文献记录中包括作者、研究机构、题目、发表年份、关键词、摘要、期刊、卷次和起止页码等信息。选择CiteSpace内置的CNKI数据转换器将导出的文献记录转化为软件可识别的数据格式[4]。
1.3 CiteSpace参数设置
时间分区(time slicing): 将2010—2020年每年设置为一个分区; 点类型(node type): 选择作者、机构、关键词(keyword); 阈值(top N per slice): TopN选择50; 剪切方式(pruning): 选择Pathfinder，即关键路径法，突出显示重要节点的连线图，提高网络清晰度[5]。
2. 结果
2.1 国内俯卧位相关研究的发文量
将检索到的文献按年度进行统计分析后，绘制近10年国内俯卧位通气的文献发表趋势图，见图 1。
2.2 作者、机构共现分析
对纳入的文献进行作者共现分析和机构共现分析，俯卧位通气研究排名和共现分析情况见表 1、表 2、图 2、图 3。
表 1 俯卧位通气研究排名前5位的作者排序 作者 频次/次 1 邱海波 15 2 张志刚 10 3 黄英姿 8 4 岳伟岗 8 5 张彩云 7 表 2 俯卧位通气研究前5位机构排序 机构 频次/次 1 东南大学附属中大医院重症医学科 12 2 兰州大学第一医院重症医学科 6 3 中国医科大学附属第一医院重症医学科 4 4 中南大学湘雅医院 4 5 哈尔滨医科大学附属第二医院 4 2.3 关键词共现分析
对关键词进行共现分析，结合关键词的频次及中心性可以分析领域研究方向及热点[6]。关键词的中介中心性越高，围绕其开展的研究越多，其在该领域的影响力就越大，一般认为中心性>0.1有意义。运用CiteSpace生成关键词共现图谱，见图 4和表 3，俯卧位通气前10位高频关键词为“俯卧位通气、俯卧位、机械通气、急性呼吸窘迫综合征、肺复张、呼吸末正压、氧合指数、血流动力学、肺顺应性、护理”。
表 3 俯卧位通气高频关键词及中心性排名 中心性 关键词 频次/次 1 0.42 俯卧位通气 64 2 0.39 俯卧位 32 3 0.35 机械通气 31 4 0.25 急性呼吸窘迫综合征 95 5 0.20 肺复张 27 6 0.19 呼吸末正压 13 7 0.16 氧合指数 11 8 0.14 血流动力学 12 9 0.12 肺顺应性 6 10 0.12 护理 15 2.4 关键词时间线图
时间线视图主要侧重于勾画聚类之间的关系和某个聚类中文献的历史跨度[7](见图 5)。通过timeline view共生成8个聚类，分别为“呼吸末正压、俯卧位通气、俯卧位、呼吸窘迫综合征、体位、机械通气治疗、呼吸末正压通气、护理”。
2.5 研究前沿分析
某个关键词在某段时间出现频次和速度突然显著增高，这些词称为突现词，一般代表某段时间的热点和趋势，可预测此领域的研究前沿[6]。本研究探测出近10年突现词16个，其中“呼吸系统顺应性”和“低氧血症”为最近年限的突现词，目前为俯卧位通气的两个研究前沿。见图 6。
3. 讨论
2010—2019年，中国国内俯卧位通气研究发文量为每年22~45篇, 2020年增至76篇, 2020年发文量的增多可能与2019年末新冠疫情爆发俯卧位通气在临床广泛应用有关。作者及机构分析表明，俯卧位通气相关发文量最高者为邱海波(15篇)，张志刚发文量为10篇，其他作者发文量较少。综合分析发现，邱海波国内发文主要集中于2011—2015年，研究领域主要集中在ARDS的诊疗规范方面[8-10]。发文机构以东南大学附属中大医院重症医学科发文量最多(12篇)，之后为兰州大学第一医院重症医学科、中国医科大学附属第一医院重症医学科，但发文量较少，且各机构间合作较少。
根据生成的高频关键词、科学知识图谱及时间线视图，俯卧位通气的研究热点为俯卧位通气的机制和俯卧位通气。俯卧位通气机制: 通气时，仰卧位向俯卧位改变时气体在组织间分布更均匀，通气/灌注匹配度较好，能够明显改善动脉血气[11-12], 被认为是治疗严重ARDS患者最有效的策略之一[13]。国内俯卧位通气研究主要集中在改善患者肺顺应性及通气/血流比例等方面。孙延娟等[14]研究发现，俯卧位肺复张的治疗效果及安全性均较高。Meta分析[15-16]发现，俯卧位通气可以有效改善ARDS患者的氧合指数，降低病死率。另外，机械通气是救治ARDS患者的重要医疗措施，合理的机械通气治疗策略能够降低病死率[17]。已有相关指南[18]推出机械通气联合俯卧位通气治疗ARDS, 但必须设置个体化参数才能达到最佳肺保护作用。李晓东等[19]发现，基于肺动脉压力导向的最佳呼吸末正压，能够提高ARDS患者的氧合指数，且不影响患者血流动力学指标。郭俊等[20]研究发现，俯卧位通气联合较高呼吸末正压水平有利于重度ARDS患者的肺复张效果。因而，机械通气参数设置可作为俯卧位通气的研究方向。俯卧位通气护理: 俯卧位通气常会带来各种并发症，包括非计划拔管、管道阻塞、缺氧、低血压和压力性损伤等[21]。国内俯卧位通气护理相关研究以个案护理居多，2010—2020年共发表72篇，主要为ARDS、重症肺炎、禽流感以及新冠肺炎等患者护理经验的总结[22-24]。针对俯卧位通气的临床护理研究也在增多，宋蕾等[25]指出在俯卧位开展前可以预见性地选择合适敷料进行保护预防压力性损伤。周润奭等[26]发现，改良俯卧位通气的压力性损伤发生率更低。医务人员按照规范化流程实施俯卧位技术，在实现治疗目的的同时可以有效预防压力性损伤[27]。研究[28]指出，行俯卧位通气不增加胃食管反流风险，不需降低肠内营养速度。李豪等[29]研究发现，俯卧位头高足低30°可改善氧合，提高喂养耐受性。李琳等[30]将肠内营养耐受性评估表用于指导行俯卧位通气治疗患者早期肠内营养的护理，取得了较好的效果。郎子佳等[31]构建基于Donabedian模型的ICU患者俯卧位通气护理敏感性指标体系为ICU俯卧位通气护理质量的评价提供理论依据。未来俯卧位通气的护理可集中在俯卧位的通气并发症、规范及质量评价体系等方面，以提高俯卧位通气的护理质量。
俯卧位通气的研究前沿为“呼吸系统顺应性”和“低氧血症”。呼吸系统顺应性的研究在研究热点已有相关阐述(如肺复张、呼吸机参数调整等)，目前仍是该领域的研究前沿。专家共识[32]指出，严重急性低氧性呼吸衰竭时在机械通气基础上联合俯卧位通气、体外膜肺氧合等可改善顽固性缺氧; 张伟等[33]在新冠肺炎肺损伤治疗过程中发现尽早进行俯卧位体位引流可改善患者低氧症状; 研究[34-35]发现，俯卧位通气治疗可以改善主动脉夹层术后引起的低氧症状，缩短机械通气时间。综上所述，各种低氧血症可作为未来的研究方向。
近10年国内俯卧位通气研究持续发展，但各机构间合作较少，研究较分散。根据研究热点及前沿，结合俯卧位通气的机制，加深对俯卧位通气的适应证、俯卧位通气时机及策略的研究，规范医护人员的医疗及护理行为，以提高俯卧位通气质量。后续可开展各种多中心、大样本的高质量临床试验，为进一步规范俯卧位通气提供更好的循证依据。
-
表 1 腹直肌分离组与正常组的一般资料比较(x±s)[M(Q1, Q3)][n(%)]
一般资料 分类 正常组(n=178) 腹直肌分离组(n=289) χ2/t/Z P 年龄/岁 27.9±3.9 30.1±4.4 0.686 < 0.001 产后复查时间/d 44.0(42.8, 47.2) 45.0(43.0, 48.0) 0.886 0.375 身高/cm 162.0±4.8 162.3±4.6 0.652 0.515 产后BMI/(kg/m2) 24.0±3.4 25.0±3.3 3.358 0.001 静息电位/μV 4.2(2.6, 7.3) 5.0(2.6, 8.3) 1.210 0.226 快速收缩肌电值/μV 39.6(29.0, 50.7) 43.2(32.4, 60.0) 3.043 0.002 紧张收缩肌电值/μV 30.5(20.9, 35.8) 31.4(23.1, 44.3) 2.310 0.021 耐力收缩肌电值/μV 26.7(20.6, 34.1) 28.0(21.0, 41.1) 1.902 0.057 新生儿出生体质量/kg 3.2±0.4 3.4±0.5 3.165 0.002 学历 初中及以下 27(15.2) 43(14.9) 2.656 0.448 高中 27(15.2) 43(14.9) 大学 118(66.3) 183(63.3) 硕士及以上 6(3.4) 20(6.9) 职业 体力劳动 53(29.8) 106(36.7) 2.338 0.126 非体力劳动 125(70.2) 183(63.3) 家庭人均月收入/元人民币 0~1 000 15(8.4) 31(10.7) 3.730 0.292 >1 000~3 000 51(28.7) 97(33.6) >3 000~5 000 84(47.2) 130(45.0) >5 000 28(15.7) 31(10.7) 居住地 农村 42(23.6) 54(18.7) 1.626 0.202 城市 136(76.4) 235(81.3) 产次 初产 121(68.0) 139(48.1) 17.642 < 0.001 经产妇 57(32.0) 150(51.9) 分娩方式 顺产 95(53.4) 103(35.6) 14.180 < 0.001 剖宫产 83(46.6) 186(64.4) 腹部手术史 是 21(11.8) 45(15.6) 1.292 0.257 否 157(88.2) 244(84.4) 分娩时孕周/周 < 37 13(7.3) 22(7.6) 2.440 0.295 37~42 163(91.6) 257(88.9) >42 2(1.1) 10(3.5) 流产史 否 114(64.0) 180(62.3) 0.147 0.702 是 64(36.0) 109(37.7) 无痛分娩技术* 使用 34(35.8) 37(35.9) < 0.001 0.984 未使用 61(64.2) 66(64.1) 产后凯格尔运动 未做 149(83.7) 249(86.2) 0.526 0.468 坚持做 29(16.3) 40(13.8) 新生儿性别 男孩 93(52.2) 150(51.9) 0.005 0.942 女孩 85(47.8) 139(48.1) 喂养方式 纯母乳喂养 149(83.7) 176(60.9) 27.080 < 0.001 混合喂养 29(16.3) 113(39.1) 妊娠期高血压 否 167(93.8) 273(94.5) 0.084 0.772 是 11(6.2) 16(5.5) 妊娠期高血糖 否 160(89.9) 256(88.6) 0.193 0.660 是 18(10.1) 33(11.4) 会阴损伤情况* 无损伤 39(41.1) 36(35.0) 0.784 0.676 会阴侧切 47(49.5) 56(54.3) 会阴撕裂 9(9.4) 11(10.7) 产后腰背痛 是 101(56.7) 204(70.6) 9.322 0.002 否 77(43.3) 85(29.4) 产后尿失禁 是 45(25.3) 63(21.8) 0.751 0.386 否 133(74.7) 226(78.2) *表示无痛分娩技术、会阴损伤情况仅针对顺产产妇, n=198。 
下载: 导出CSV
表 2 产后腹直肌分离的Logistic回归分析
资料 B S. E. Wald P OR 快速收缩肌电值 0.018 0.007 7.134 0.008 1.018 年龄 0.127 0.035 13.242 < 0.001 1.135 产后腰背痛 -0.834 0.280 8.870 0.003 0.434 喂养方式 1.206 0.321 14.085 < 0.001 3.399
下载: 导出CSV
表 3 决策树C5.0和Logistic回归模型在训练集与测试集中样本分类结果
模型 预测内容 实际产后腹直肌分离 实际无产后腹直肌分离 合计 决策树训练集 预测产后腹直肌分离 184 7 191 预测无产后腹直肌分离 2 101 103 合计 186 108 294 决策树测试集 预测产后腹直肌分离 91 20 111 预测无产后腹直肌分离 12 50 62 合计 103 70 173 Logistic训练集 预测产后腹直肌分离 160 55 215 预测无产后腹直肌分离 26 53 79 合计 186 108 294 Logistic测试集 预测产后腹直肌分离 85 47 132 预测无产后腹直肌分离 18 23 41 合计 103 70 173
下载: 导出CSV
表 4 决策树C5.0和Logistic回归模型在训练集与测试集中的预测性能比较
评价指标 训练集 测试集 决策树C5.0模型 Logistic回归模型 决策树C5.0模型 Logistic回归模型 准确度/% 96.94 72.45 81.50 62.43 灵敏度/% 98.92 86.02 88.35 82.52 特异度/% 93.52 49.07 71.43 32.86 阳性预测值/% 96.34 74.42 81.98 64.39 阴性预测值/% 98.06 67.09 80.65 56.10 约登指数/% 92.44 35.10 59.78 15.38 AUC(95%CI) 0.962(0.934~0.981) 0.675(0.619~0.729) 0.799(0.731~0.856) 0.577(0.500~0.652)
下载: 导出CSV
表 5 决策树C5.0和Logistic回归模型在训练集和测试集中AUC的比较
模型 AUC差值 SE 95%CI Z P 训练集中决策树C5.0对比Logistic回归模型 0.287 0.0288 0.230~0.343 9.954 < 0.001 测试集中决策树C5.0对比Logistic回归模型 0.222 0.0372 0.149~0.295 5.791 < 0.001
下载: 导出CSV
-
[1] 封盼盼, 孙武东, 曲艺, 等. 产后腹直肌分离康复治疗研究进展[J]. 中国康复理论与实践, 2022, 28(9): 1065-1073. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZKLS202209009.htm [2] 焦子珊, 邱金花, 王娜娜, 等. 489例产后腹直肌分离产妇患病现状及影响因素分析[J]. 护理学报, 2021, 28(20): 7-10. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NFHL202120001.htm [3] 范健, 虞志艳, 李晓辉, 等. 产后腹直肌分离诊疗专家共识[J]. 实用临床医药杂志, 2023, 27(4): 1-14. doi: 10.7619/jcmp.20230017 [4] 郑新烈, 陈潇宇, 涂素华, 等. 产后女性腹直肌分离危险因素的Meta分析[J]. 全科护理, 2022, 20(27): 3754-3758. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JTHS202227003.htm [5] 付鹏, 江凌, 崔立刚. 高频超声在产后女性腹直肌分离评估中的应用价值[J]. 中华医学超声杂志: 电子版, 2021, 18(1): 79-83. doi: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2021.01.016 [6] VAN DE WATER A T M, BENJAMIN D R. Measurement methods to assess diastasis of the rectus abdominis muscle (DRAM): a systematic review of their measurement properties and meta-analytic reliability generalisation[J]. Man Ther, 2016, 21: 41-53. doi: 10.1016/j.math.2015.09.013
[7] CANDIDO G, LO T, JANSSEN P A. Risk factors for diastasis of the recti abdominis[J]. Assoc Chart Physiother Womens Health, 2005, 97(35): 49-54.
[8] PLUMB A A, WINDSOR A C J, ROSS D. Contemporary imaging of rectus diastasis and the abdominal wall[J]. Hernia, 2021, 25(4): 921-927.
[9] 刘雅莉, 赵琼蕊, 李娟, 等. 中国育龄期妇女产后腹直肌分离发生率meta分析[J]. 中国公共卫生, 2020, 36(10): 1507-1509. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGW202010030.htm [10] SPERSTAD J B, TENNFJORD M K, HILDE G, et al. Diastasis recti abdominis during pregnancy and 12 months after childbirth: prevalence, risk factors and report of lumbopelvic pain[J]. Br J Sports Med, 2016, 50(17): 1092-1096.
[11] 郭正军, 宋景贵, 王静, 等. C5.0决策树模型在严重精神障碍患者服药依从性预测中的探讨[J]. 现代预防医学, 2021, 48(1): 110-113, 189. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDYF202101028.htm [12] 王海东, 张璐, 王洁, 等. C5.0决策树与RBF神经网络模型用于急性缺血性脑卒中出血性转化的风险预测性能比较[J]. 中华疾病控制杂志, 2019, 23(2): 228-233. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JBKZ201902021.htm [13] 张丽娜. 产后腹直肌分离临床数据研究[D]. 大连: 大连医科大学, 2019. [14] BLOTTA R M, DOS SANTOS COSTA S, TRINDADE E N, et al. Collagen Ⅰ and Ⅲ in women with diastasis recti[J]. Clinics, 2018, 73: e319.
[15] 王琳, 徐俊, 牛蕾蕾, 等. 初产妇产后6~8周腹直肌分离与尿失禁、盆腔器官脱垂的关系[J]. 实用妇产科杂志, 2020, 36(12): 953-955. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SFCZ202012023.htm [16] 阚晓纯, 尤玲英, 顾娟芬, 等. 产后腹直肌分离的超声诊断与分型分类研究[J]. 实用临床医药杂志, 2022, 26(15): 26-29, 35. doi: 10.7619/jcmp.20221705 -
期刊类型引用(3)
1. 张立文，魏贞艳，陈绪娜，史学文. ICU护士俯卧位通气临床实施现状及障碍因素的调查研究. 护士进修杂志. 2024(16): 1777-1782 . 
百度学术
2. 苏旺，李佳蓉，刘长莹，姚天颖，李小萱，陈明霞. 癌症家庭照顾者心理研究热点及前沿分析. 实用临床医药杂志. 2022(19): 105-110+114 . 本站查看
3. 伏娜，柴博峰，吴丹，崔金霞，蒲小燕. 基于Web of Science数据库分析俯卧位通气全球研究趋势. 实用临床医药杂志. 2022(22): 20-24+32 . 本站查看
其他类型引用(0)
计量
- 文章访问数: 126
- HTML全文浏览量: 34
- PDF下载量: 4
- 被引次数: 3
苏公网安备 32100302010246号
