Life path and risk factors analysis of dementia patients using healthcare big data

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objective: In South Korea, the prevalence and incidence of all-type dementiais rapidly increasing caused by an aging society. The government has implemented several policies to overcome and manage dementia at the national level due to the increased socio-economic burden. However, most of the previous studies have focused on identifying risk factors for dementia, but few studies analyzed the life path of dementia patients. Therefore, this study aimed to analyze clinical factors that affect survival rates from diagnosis of dementia to death. In addition, we derived treatment details and reimbursement costs of dementia patients.
Methods: Medical history information of dementia patients aged 60 or older (N =31,966) was collected from 2002 to 2015 provided by NHIS elderly cohort database. The Cox proportional hazards model stratified by sex was used to derive mortality factors and hazards ratio (HR), and the Kaplan-Meier survival estimation was used to derive survival time and ratio of median survival time (MR).
Results: During the past 13 years from 2002 to 2015, the prevalence of dementia in the cohort increased by more than 33 times. Dementia patients accounted for 10.6% of the total cohort. Among all the dementia patients, 69.2% of patients are women and 30.8% of dementia patients are men. Based on the results from Cox model, age at diagnosis was strong mortality factor in both male and female but more evident in female
group (Ref 60s; HR for 70s: 2.29, 80s: 5.54, 90s and over: 10.53). On the contrary, high blood sugar (HR for male: 1.32, female: 1.32), high blood pressure (HR for male: 1.18, female: 1.25), underweight (HR for male: 1.42, female: 1.24), positive urine protein (HR for male: 1.26, female: 1.14), and smoking history (HR for male: 1.20, female: 1.41) have increased the risk of mortality. As a result of Kaplan-Meier estimator of the survival function, long-term outpatient treatment and drug treatment increased the survival time of early dementia by about 1-2 years but didn’t work at the terminal stage of dementia. Among the dementia treatments, the Acetylcarnitine prescription group achieved the greatest prolongation of the survival time. Last, the cost of outpatient treatment and drug treatment increased by more than 5 times and 10 times during the past 13 years, respectively.
Conclusions: This study derived significant factors for death of dementia patients among clinical characteristics by sex, and observed changes in median survival time according to hospitalization, outpatient and drug-use days after diagnosis of dementia. It is expected that the dementia prevalence, mortality factor, treatment history, medication, and treatment cost analyzed in this study can be used as basis data in healthcare
law reform.
Keywords: Dementia, Survival analysis, Mortality factor, Prevalence rate, Cox proportional hazards model, Kaplan-Meier estimation, Elderly cohort DB

국문 초록 (Abstract)

연구목적: 한국사회의 빠른 고령화로 인해 노인성 질환의 하나인 치매 유병
률 및 발병률이 빠르게 증가하고 있다. 정부는 치매로 인한 사회 경제적 부담의
증가로 인해 국가적 차원에서의 치매 극복과 관리를 위한 정책들을 시행해오고
있다. 하지만 국내에서 진행된 대부분의 치매 연구는 치매의 위험요인에 초점
을 맞추어, 치매 진단 후 치매 환자의 치료 및 사망까지의 생존 경로를 분석한 연
구는 거의 없었다. 이에 본 연구는 치매 진단부터 사망까지 생존율에 영향을 미
치는 임상적 요인과 의료 이용 요인을 분석하고, 치매 환자의 치료 내역과 치료
비용을 도출하는 것을 목표로 하였다.
연구방법: 국가 인구 기반의 표본인 국민건강보험공단의 노인코호트 데이
터를 활용하여, 60세 이상 치매 환자 (N=31,966명)의 2002부터 2015년까지 의료 이
용 내역을 추적하였다. 성별에 따라 계층화한 콕스 비례위험모형을 사용하여
사망 위험 인자 및 위험비 (Hazard ratio)를 도출하였으며, 카플란 마이어 생존 곡
선을 사용하여 및 생존시간 및 중위수 생존 시간 비율을 도출하였다.
연구결과: 2002년부터 2015년 동안 코호트 내 치매 유병률은 33배 이상 증가
하였다. 치매 환자는 전체 코호트의 10.6%였으며, 이 중 여성 치매 환자는 69.2%,
남성 치매 환자는 30.8%였다. 콕스 비례위험모형을 사용한 생존분석 결과, 진단
당시 연령이 높을 수록 남성과 여성 모두에서 사망률이 2배 이상씩 증가하였으
며, 이는 여성 그룹 (Ref 60s; HR for 70s: 2.29, 80s: 5.54, 90s and over: 10.53)에서 더 뚜
렷하게 나타났다. 임상학적 요인 중 고혈당군 (HR for male: 1.32, female: 1.32), 고
혈압군 (HR for male: 1.18, female: 1.25), 저체중군 (HR for male: 1.42, female: 1.24),
단백뇨 양성군 (HR for male: 1.26, female: 1.14), 과거 또는 현재 흡연자군 (HR for
male: 1.20, female: 1.41)의 사망 위험률이 유의하게 높았다. 카플란-마이어 생존
함수 추정 결과, 장기 외래치료와 약물치료는 치매 초기 생존기간을 약 1 2년 늘
렸지만, 치매 말기에는 거의 효과가 없었다. 치매 치료제 중 Acetylcarnitine 처방
군의 생존시간이 가장 많이 증가하였다. 마지막으로 외래진료비와 약물치료비
는 13년 동안 각각 5배, 10배 이상 증가한 것으로 나타났다.
결론: 본 연구에서는 성별에 따른 임상학적 특성 중 치매환자의 사망에 유의
한 인자를 도출하고, 치매환자의 진단 후 입원 일수, 외래 일수, 약물 처방 일수에
따른 중앙 생존시간 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 분석한 치매유병률, 사망
률, 치료이력, 약물치료비 및 입내원 치료비는 치매 관리 정책 수립의 근거자료
로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• TABLE OF CONTENTS
• List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
• List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
• Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
• Chapter 1: Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
• Chapter 2: Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• 2.1 Study Design and Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
• 2.2 Subjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
• 2.3 Statistical Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
• 2.3.1 Survival analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
• 2.3.2 Kaplan–Meier estimator and curves . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
• 2.3.3 Cox Proportional Hazards Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
• 2.4 Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
• Chapter 3: Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
• 3.1 Prevalence of Dementia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
• 3.2 Clinical Characteristics of Study Population . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
• 3.3 Result of Cox proportional hazards model . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
• 3.4 Result of Kaplan-Meier estimator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
• 3.5 Annual treatment history and cost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
• 3.5.1 Inpatient/ Outpatient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
• 3.5.2 Drug prescription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
• 3.5.3 Long-term Nursing Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
• Chapter 4: Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
• 4.1 Study Data and Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
• 4.2 Limitation and Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
• Chapter 5: Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
• Appendix A: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
• References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
• 국문초록 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66