基于K-means聚类分析的ARDS临床分型意义初探

作     者：伍琳琳 

作者单位：遵义医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张伟

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 10[医学] 

主      题：急性呼吸窘迫综合症 K-means聚类分析 表型 临床分型 

摘      要：目的:利用K-means聚类分析进一步挖掘ARDS患者临床变量上的特点并分析其临床意义。方法:在e ICU数据库中筛选出符合本次研究的急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)病例,分别收集病例中的基本信息及诊断为ARDS后第一个24小时内、第3天、第7天的各项实验室检查结果、氧合情况等临床资料。综合卡林斯基-哈拉巴斯准则、轮廓系数及间隔统计量得到最适聚类数k值,使用K-means聚类分析方法对第一个24小时内收集的数据进行表型推导、数据特点分析。并与柏林标准分类下病例的生存情况进行对比,同时比较患者在诊断ARDS后的第一个24小时内、第3天、第7天时表型有无转换。结果:最终筛选得到5054例病例,使用K-means聚类分析得到3种临床表型,属于表型I的患者的临床变量的特点是:氧分压、氧合指数、急性生理和慢性健康评分(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation,APACHE)IV评分、收缩压、舒张压升高,呼吸频率、心率降低。表型II的特点为白细胞计数、血糖、肌酐、体温、心率及呼吸频率升高,白蛋白、格拉斯哥昏迷指数(Glasgow Coma Scale,GCS)评分、碳酸氢根离子、收缩压、舒张压和氧合指数降低,表型III特点年龄、二氧化碳分压、碳酸氢根、GCS评分、白蛋白升高,白细胞计数、肌酐、体温降低。三种表型之间ICU住院时间及住院死亡率差异均存在显著差异(P0.05),其中表型I住院死亡率最低(10%),表型II住院死亡率最高(31.8%)。对比按表型分类以及按照柏林标准分类的ARDS患者的生存分析显示,表型分类西下,不同表型之间生存差异均有统计学意义(P0.05),表型I和表型III的患者生存时间中位数明显优于表型II。按照柏林标准分类,轻度ARDS患者与中度患者之间生存情况无显著差异,对比柏林标准分类,按照表型分类后不同表型患者的生存情况更加清晰。进一步分析表型的稳定性,结果显示在诊断ARDS后的第3天,收集2870例符合标准的病例,有49.7%的病例发生了表型变化。结论:1.基于K-means聚类分析的ARDS临床分型有利于进一步识别不同特征的ARDS患者。2.相较于柏林标准,新的ARDS临床分型更清楚的展示了不同类型患者的生存情况,有助于临床预测患者预后情况。3.诊断ARDS后的第3天,1427例(49.7%)发生了表型变化,使用该数据库得到的表型的稳定性欠佳。