试管婴儿

基于人工智能的体外受精-胚胎移植患者需求的大数据分析

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        不孕不育症是指夫妻双方未采取任何避孕措施进行正常性生活,1年及以上未能成功妊娠。全球约有1.86亿人患有不育症,育龄夫妇中不育症患者占8%~12%,平均患病率为9%2017年,一项流行病学调查表明,中国育龄夫妇不育症的患病率已经达到25%,且呈断上升及年轻化趋势,不育症患病率增高导致患者对于辅助生殖技术的需求也不断增加。全球每年通过IVF-ET诞生的新生儿约为500,其中中国每年诞生的IVF-ET新生儿达20万。

        信息化时代的到来及互联网的普及,使人们获取知识及交流渠道发生了巨大的变化。移动互联网、大数据等新兴技术与医疗领域跨界融合,为患者在线搜寻健康信息及交流医疗体验提供了丰富的途径。对患者而言,IVE-ET周期程序复杂、治疗周期长,经济与心理负担重。患者在就诊前后依靠互联网获取一定的相关信息在当今社会尤为普遍,但目前关于接受或意向接受IVF-ET治疗的不育患者(以下简称IVF-ET患者)的信息交流和心理需求的研究非常少。本研究基于人工智能(artificialintelligence,AI)与大数据分析不同社交媒体上患者交流IVF-ET相关问题的热度、患者年龄和性别分布、所患疾病主要类别、给药情况、患者关心因素,并对患者情绪进行了相关性分析,以辅助临床医生与护士了解患者实际需求,在诊疗过程中有目的地进行宣教及进行患者管理。

资料和方法

一、数据的来源和检索策略

        本研究数据来源于2010-2019年患者在互联网平台上交流的IVF-ET相关问题。研究通过数据库监测,设定了43IVF患者主要聚集与提问的渠道为检索渠道。基于IVF相关的治疗手段、胚胎种植情况和用药相关的关键词,共设定了96个检索词。

二、数据的纳人和排除

        1.纳入标准:基于患者在前述43个检索渠道中交流的问题,我们利用爬虫技术抓取与96个检索词相关的问题,共获得290403条初步数据。部分渠道同时有电脑端和移动端,由于数据通用,去重后以电脑端数据展示为主。部分渠道为一些生殖中心所开发,广告和科普成分极高,未纳人分析。最后,本研究从28个渠道进行有效信息的获取。

        2.排除标准:(1)数据未提及检索关键词;(2)数据为误导信息、科普文章、直播信息等;(3)数据实际上为广告、乱码等;(4)重复数据。

三、数据分析

        基于纳人标准和排除标准,以及应用相似、合并、排序规则等算法技术,我们共获得176887条可分析数据(具体见流程图1)。将可分析数据进行问题结构化和标签化,我们对最终数据进行定性分析和定量分析,得出结论。

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四、统计学分析

        本研究用R3.6.1软件进行数据处理。研究对象的一般特征及数据采用描述性统计,计数资料采用百分数/(%)表示,组间比较采用c2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一、交流热度

        自2010年至2019年,互联网平台上交流IVF-ET相关问题的数量总体上逐年增加。2011年,互联网上与IVF-ET相关的问题数量为2010年的6.23;2012年至2015,网络上与IVF-ET相关的问题数量年增长率波动在27.35%~330.05%之间:2015年至2018,网络上IVF-ET相关问题数量保持稳定;相比于2018,2019年患者交流的问题量出现显著上升,年增长率达到155.19%(2)。可见患者在网上交流相关问题的热度总体上越来越高。

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二、患者年龄、性别分布

        在6034位提及年龄的患者中,年龄最小的患者18岁,最大的为69岁。因为20岁以下及52岁以上的患者人数过少,故未列人统计范围。其中,20~23岁的患者占比2.75%,24~29岁的患者占比29.81%,30~35岁的患者占40.92%,36~52岁的患者占比26.52%(3)30~35岁的患者由于生育需求较强,在互联网上提问的人数最为庞大。在提及性别的84068位患者中,女性患者远多于男性患者,约为男性的65倍。

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三、影响患者生育的因素分析

        所有提到疾病情况的15971IVF-ET患者中,因女性因素不育进行咨询的患者占最大比重(75.31%),因男性因素不育进行咨询的比例为11.90%,因免疫因素不育咨询所占的比例最少(0.51%)。其中,32.23%的患者患有子宫疾病,31.98%的患者患有输卵管疾病,29.57%的患者患有卵巢相关疾病(4)

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四、黄体支持药物使用情况

        所有提及了黄体支持药物的17123位患者中,提及最多的前3种药物分别为黄体酮注射液、地屈孕酮、黄体酮缓释凝胶(图5)。同时,共有16924IVF-ET需求患者提到接受黄体酮类药物的治疗,其中仅接受1种黄体酮药物治疗的患者最多,68.56%:其次为联用两种黄体酮类药物治疗,占26.68%;联用3种或以上黄体酮类药物的患者仅占4.76%

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五、给药方式

        共有16728位患者提及给药方式,提及最多的前3种给药方式分别为阴道给药(阴塞)31.46%口服占22.60%、肌肉注射(肌注)18.69%;仅接受1种给药方式的患者最多,占比72.75%;两种给药方式联用的情况中,提及次数由多到少依次为口服与阴塞联用(11.35%)、口服与肌注联用(6.71%)、阴塞与肌注联用(5.93%),接受两种给药方式的患者共占23.99%;口服十阴塞十肌注三种方式联用的患者最少,仅占3.26%(6)

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六、IVF-ET患者关注重点及患者情绪相关因素分析

        1.患者关注重点分析:所有提及了关心相关因素的88232位患者中,关注最多的3个问题为情绪状态、妊娠指标、经济情况,且有23.44%的患者同时提及两种或两种以上因素;另外,社会及交通等也是患者关注的焦点之一(7)。提及情绪状态的62211患者中,57.45%的患者表达了负面情绪,34.50%的患者表达了正面情绪,8.05%的患者情绪状态处于中立。处于负面情绪状态的患者明显多于表达正面情绪的患者。对IVF-ET患者情绪进一步分析,发现受孕情况、给药方式与患者情绪状态密切相关。

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        2.IVF-ET患者受孕情况与情绪状态分析:同时提及受孕和情绪状态的患者共25781例。在未受孕患者中,带有负面情绪患者数是正面情绪患者数量的3.43,而已受孕的患者中两种情绪患者的占比相当,不同受孕情下的患者表现出不同情绪状态存在统计学差异(P<0.05)(表1),提示成功受孕患者更多表现出积极的正面情绪,而受孕失败的患者更易表现出负面情绪。

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        3.给药方式与情绪状态分析:同时提及情绪状态及给药方式的共6277例患者。接受多种给药方式的患者共1866人,其中情绪负面的患者占66.65%;接受口服给药的患者共1396,其中情绪负面的患者占65.04%;阴道给药的患者共1569,其中情绪负面占72.68%;肌肉注射给药的患者共1446人,其中情绪负面占63.28%。可见不同给药方式中,患者负面情绪占比最多的为阴道给药,且阴道给药组患者的负面情绪占比与其他组相比具有统计学差异(P<0.01)(8)。另外,不同给药方式的患者情绪状态占比的统计结果显示,接受多种给药方式的患者提及情绪状态最多,其次为阴道给药,口服给药、肌肉注射给药(9)

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        4.IVF-ET患者关注的妊娠相关指标:提及妊娠指标的患者共31208人。患者提及最多的3个妊娠相关因素为人绒毛膜促性腺激素(HCG)、孕酮、妊娠成功率,提及概率分别为65.76%27.94%,23.28%

        5.IVF-ET患者关注的其他因素:提及经济因素的患者13950人中,提及治疗费用的患者占95.57%,4.15%的患者认为IVF-ET过程/用药价格昂贵,0.31%的患者认为IVF-ET价格一般/便宜。对于IVF-ET患者,治疗费用是考虑的主要因素之一。此外,在提及社会因素的1625名患者中,83.26%的患者表示有家庭压力,22.28%的人群倾诉有其他社会压力;提及交通问题的患者1572人,9.29%的患者表示交通压力大。

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讨论

        1978,世界上首例IVF-ET子代出生。1988年,中国大陆首例IVF-ET新生儿成功分娩于北京大学第三医院。对于<35岁的年轻女性患者,IVF-ET技术一次新鲜周期移植的活产率达40%~50%累计活产率可达70%。在IVF-ET技术取得迅速发展的同时,我国不孕不育患者需求也在快速增加。

        网络平台、软件的开发为患者交流信息提供了多样化的渠道。既往以医务人员为导向的传统医疗模式逐步转变为目前以患者为中心的个性化健康信息服务模式,患者通过网络主动求医行为日渐普遍。Rowlands等通过收集数据得出澳大利亚女性对于生殖系统疾病及生殖系统相关症状,更倾向于在网上搜索健康信息。我国拥有巨大的IVF-ET患者数量,利用大数据和人工智能收集健康相关信息,不仅能使患者以便捷的途径进行健康管理,同时有利于临床医生和护士更好地了解患者的需求及顾虑。

        从2010年至2019,患者在网上交流IVF-ET相关问题的热度总体上逐年增高,主要归因于中青年人群的助孕需求增加以及相关主题网站、微信群的建立,这也是我们大数据获取的主要资源。患者通过相互沟通、分享经验,在信息和心理上获得进步支持。本研究通过分析在网络上交流的IVE-ET患者性别比例,发现女性患者远远多于男性患者。Liu等对网络上用户生成内容进行性别分析,发现男、女性患者在健康论坛上的信息需求及情感需求不同,本文与此研究结果一致。此外,相较于常见疾病,不孕症女性更易受到传统思想带来的压力,甚至因无法生育的偏见受到歧视,寻求治疗动机较男性更为强烈,心理压力更大。因此反映在数据上,不孕症患者女性咨询数量明显大于男性。

        黄体支持药物使用情况方面,患者提及次数最多的为药物种类、给药方式及药物联用情况。临床常用的黄体支持药物包括黄体酮注射液、地屈孕酮,阴道用黄体酮缓释凝胶、微粒化黄体酮等。黄体酮注射液及地屈孕酮被提及次数最多。黄体酮作为传统的黄体支持药物,通过肌肉注射方式给药,血药浓度高,反映在孕酮血值较口服和阴道给药高;地屈孕酮是一种口服孕激素类药物,由于给药方便,患者依从性好,患者耐受性和不良反应相对较小;阴道给药使子宫局部组织药物浓度高,黄体支持中亦推荐使用。但因为阴道给药血药浓度较黄体酮注射液低,另中国女性对阴道给药的接受度较口服低,阴道给药的患者负面情绪更高,依从性相对差。黄体酮药物联用情况中,仅接受一种黄体酮类药物治疗的患者最多,但部分患者提到希望多联用其他药物进行治疗。由于不孕症患者相比于其他疾病患者承受着更大的压力,IVF-ET周期中,当患者自身激素指标出现波动、与期望不符合时,患者主观上认为联用药物能改善自身的激素水平、获得更好的妊娠结局。医护人员在遵循用药指征同时需要考虑及征求患者的意愿,合理选择黄体支持方案,并需要跟患者做好沟通及解释工作。

        对IVF-ET患者的关注度进行排名,患者最关注自身的负面情绪,且患者无论怀孕状态、怀孕次数如何,大多数均有负面情绪。说明不良心理状态在接受IVF-ET患者中普遍存在且不容忽视。经历IVF-ET过程的女性患者相比于一般患者群体更容易表现出明显的焦虑、沮丧等不良情绪。在IVF-ET前的治疗阶段、取卵当天、移植胚胎过程中及胚胎移植后等待验孕时,焦虑、抑郁情绪表现地更为明显。相比起男性,女性在心理健康、婚姻关系、两性亲密度、健康和生活质量四个方面更易受到不良情绪的影响。既往研究提示,负面情绪同样是影响IVF-ET周期结局的重要因素,焦虑、抑郁情绪与不良IVF-ET结局存在相关,导致IVF-ET夫妇生育失败的风险增加

        其次,患者尤其关注激素指标高低变化及成功率。对激素指标进行细分,患者最为关注的是HCG的变化及孕酮改变,这两者是判断妊娠结局和妊娠维持的重要指标。

        第三,患者关心经济因素,负担IVF-ET的能力受到多种因素的影响如保险范围、家庭收人、经济责任感等。目前,虽然有部分省市已经开始将辅助生殖技术(ART)相关的费用纳入我国公共医疗保险体系中,但大部分患者还是完全自己承担IVF-ET的治疗费用。IVF-ET的直接治疗费用包括医疗咨询、药物、超声检查、培养室操作及试剂、麻醉及手术费用等,IVF-ET的非治疗费用包括交通、住宿以及治疗过程中的收人损失。由于IVF-ET治疗周期较长,患者需要不断往返医院,一部分患者表达了交通压力大及对工作中断的担忧。Le等研究表明,IVF-ET治疗过程中,交通、住宿和治疗过程中的收入损失约占IVF-ET过程中所有支出的45%~52%。对费用的顾虑是阻碍不孕症患者接受ART的首要原因,也是患者失败后停止ART治疗的主要原因。因此生殖中心可通过简化看诊流程,以减少患者来回医院次数,减轻患者的交通负担。

        本研究通过大数据和人工智能收集IVE-ET患者的需求行数据分析,目的在于帮助临床医生了解IVF-ET患者的诉求、疾病负担,有目的地给予患者临床指导,以期对患者进行更好地健康管理。本研究的结论是:AI结合大数据能帮助专科医护了解IVF-ET患者的实际需求;IVF-ET患者比较关心自身的负面情绪、妊娠指标、经济因素,成功受孕患者更多表现出积极的正面情绪,而受孕失败的患者受负面情绪影响较大;只采用阴道给药这一给药方式容易造成患者不良的情绪。因此临床医生决策时需考虑患者的实际需求,积极宣教,帮助患者树立信心,以更好的情绪状态应对IVF-ET过程。