时间序列分析:精准预测新生儿重症监护病房情况,助力提升新生儿救治水平

【字体: 时间:2025年05月01日 来源:BMC Pediatrics 2

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  新生儿重症监护病房(NICU)面临资源受限等挑战。为优化 NICU 管理,研究人员开展 NICU 相关指标时间序列分析研究。结果发现 NICU 存在季节性变化等规律,且 ARIMA 和 SARIMA 模型预测能力强。该研究有助于资源规划,提升新生儿健康结局。

  在新生儿医疗领域,新生儿重症监护病房(Neonatal Intensive Care Unit,NICU)是守护脆弱小生命的重要阵地。然而,NICU 面临着诸多难题。一方面,其成本高昂,资源却十分有限,每一张病床、每一件设备都至关重要;另一方面,感染控制、伦理问题以及医护人员的疲惫不堪,都如同重重巨石,压在 NICU 的运行之上。同时,新生儿死亡率是一个严峻的全球公共卫生问题,每年都有大量新生儿在 NICU 面临生死考验。如何合理规划 NICU 资源,提高救治质量,降低新生儿死亡率,成为亟待解决的关键问题。
在这样的背景下,来自伊朗德黑兰大学医学科学学院的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于 NICU 的关键指标,通过深入分析相关数据,探索其中的规律和关系,力求找到优化 NICU 管理的有效方法。最终,他们的研究成果发表在《BMC Pediatrics》杂志上,为新生儿医疗领域带来了新的曙光。

研究人员采用了时间序列分析这一强大的技术手段。他们收集了 2016 年 3 月至 2022 年 12 月期间,Vali - Asr 医院 NICU 的电子医疗登记系统数据,涵盖了 7227 名婴儿的信息。在数据处理过程中,运用了数据平滑、变量转换等方法,确保数据符合分析要求,还使用了 MacKinnon 近似检验来判断数据的平稳性 。之后,通过自相关(ACF)和偏自相关(PACF)分析,构建并评估了 ARIMA(自回归综合移动平均模型)和 SARIMA(季节性自回归综合移动平均模型)等模型,以实现对 NICU 相关指标的精准预测。

下面来详细看看研究结果:

  • NICU 入住情况(NICU Census):NICU 入住人数呈现明显的季节性波动,冬季月份入院人数最多,12 月住院人数最多,2 月和 3 月则最少。通过时间序列分析预测,2023 年 1 月至 2025 年 9 月,每月入院人数预计在 93 - 105 例之间,且呈现下降趋势。这一发现对于 NICU 提前做好资源准备意义重大,例如在冬季入院高峰前,可提前调配更多医护人员和医疗设备。
  • 住院时长(Length of Hospitalization):所有新生儿的平均住院时长为 12.42 天,但死亡和存活新生儿的住院时长差异显著。死亡新生儿平均住院 9.55 天,存活新生儿平均住院 15.82 天。预测未来住院时长,所有新生儿预计在 11 - 13 天,死亡新生儿在 6 - 11 天,存活新生儿在 20 - 36 天。住院时长的准确预测,有助于医护人员合理安排治疗计划和床位使用。
  • 死亡率(Mortality Proportion):2017 - 2022 年期间,1 月和 2 月死亡率较高。预测 2023 年 1 月至 2025 年 9 月,每月死亡率预计在 1.72 - 4.15 例之间,且呈现下降趋势。死亡率的预测能让医护团队对高风险时段保持警惕,提前制定应对措施。
  • 变量关系分析:回归时间序列分析表明,每月住院人数与住院时长呈显著负相关,每增加一次住院,住院时长约减少 2.58 天;住院时长与死亡率呈正相关,新生儿每多住院一天,死亡率增加 0.339 。这提示医护人员在保证治疗效果的同时,应尽量提高救治效率,减少住院时间,以降低死亡率。

研究结论和讨论部分具有重要意义。该研究揭示了 NICU 数据中的季节性变化规律,以及住院人数、住院时长和死亡率之间的复杂关系。这些发现为 NICU 的资源规划提供了科学依据,比如根据季节性入院高峰提前储备物资、调配人员,以确保高效利用资源。同时,也强调了及时有效干预的重要性,通过减少新生儿住院时间,有望降低死亡率,提升整体救治水平。虽然研究存在一定局限性,如未考虑年龄、性别等因素,但为后续研究指明了方向。未来,可在更广泛的范围内开展研究,综合考虑多种因素,进一步完善 NICU 管理策略,为新生儿健康保驾护航。

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