Influence of mental comorbidity and somatic multimorbidity on the inpatient length-of-stay at a maximum care hospital
The influence of mental comorbidity accompanying somatic disease is of decisive importance for the clinical course of the illness as well as for socio-economic aspects such as hospital length-of-stay and resource planning. Existing studies on the prediction of prolonged inpatient length-of-stay, how...
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| Main Author: | |
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| Format: | Book/Monograph Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
Heidelberg
19 Jun. 2026
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| DOI: | 10.11588/heidok.00038254 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Resolving-System, kostenfrei: https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:16-heidok-382544 Resolving-System, kostenfrei: https://doi.org/10.11588/heidok.00038254 Verlag, kostenfrei, Volltext: http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/38254 Resolving-System, kostenfrei: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:16-heidok-382544 Langzeitarchivierung Nationalbibliothek, kostenfrei: https://d-nb.info/140272862X/34 
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| Author Notes: | vorgelegt von Sophia Stahl-Toyota ; Doktorvater: Prof. Dr. med. Christoph Nikendei, MME |
| Summary: | The influence of mental comorbidity accompanying somatic disease is of decisive importance for the clinical course of the illness as well as for socio-economic aspects such as hospital length-of-stay and resource planning. Existing studies on the prediction of prolonged inpatient length-of-stay, however, vary in the precise definitions of analyzed comorbidities and the study populations are either limited to very specific or very heterogeneous groups. Additionally, there is a lack of consensus regarding a suitable method for defining the threshold of the number of days after which a case is regarded as prolonged. The present study should therefore answer the following questions: Which insights can be gained from individual analysis of the association between mental and somatic comorbidity and inpatient length-of-stay at a maximum care hospital for internal medicine? How can the influence of multiple factors in combination on length-of-stay be described, especially the interaction between mental and somatic comorbidity? For which number of days can cases at different departments be declared as outliers that count as prolonged? How accurately can the classification of length-of-stay as prolonged be modelled and which subgroups of mental and somatic comorbidity have the greatest influence? The study design followed a retrospective, quantitative, cross-sectional analysis of n=28553 cases of patients treated in the years 2017, 2018 and 2019 at the internal medicine departments of the University Hospital Heidelberg. For each of the six departments, the threshold for a prolonged length-of-stay was computed. Subsequently, four machine learning models were built per department, that were based on demographic and mental as well as somatic comorbidity variables, reproducibly derived from ICD-10 codes, to predict prolonged length-of-stay. When comparing inpatients with and without mental comorbidity the length-of-stay was on average 6.4 days longer (15.2 vs. 8.8 days) and the median was 2 days longer (8 vs. 6 days). The regression model showed a significant interaction effect between mental comorbidity and Elixhauser score – a measure for somatic multimorbidity. At department-level, the length-of-stay was determined as prolonged if the number of days at the hospital was equal to or exceeded 9 (Cardiology), 10 (General and Psychosomatics, Gastroenterology, Medical Oncology), 11 (Endocrinology) or 26 (Hematology). The performance of classification models measured by the Area under the Receiver Operator Curve (AUROC) ranged from 0.72 to 0.89. The greatest influence on the prediction emanated from the number of somatic comorbidities. The order of the most important comorbid mental and somatic disease subgroups varied across departments. Among the subgroups of mental comorbidity with the longest length-of-stay and largest influence on prediction models were reaction to severe stress, and adjustment disorders (ICD-10 F43) and delirium (F05). In conclusion, the influence of mental comorbidity on the inpatient length-of-stay was amplified by a high degree of somatic multimorbidity. The consideration of department-specific factors is recommended to achieve adequate prediction models for prolonged length-of-stay. The insights about influencing factors can be used to take the additional resource efforts imposed by mental and somatic comorbidity into account for reimbursement concepts and planning differential care. Der Einfluss psychischer Komorbiditäten bei körperlichen Erkrankungen ist von entscheidender Bedeutung sowohl für den klinischen Krankheitsverlauf als auch für sozioökonomische Aspekte wie die stationäre Verweildauer und die Ressourcenplanung. Bestehende Studien zur Vorhersage einer verlängerten stationären Verweildauer unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der genauen Definition der untersuchten Komorbiditäten, und die Studienpopulationen beschränken sich entweder auf sehr spezifische oder sehr heterogene Gruppen. Zudem herrscht kein Konsens über eine geeignete Methode zur Festlegung des Schwellenwerts für die Anzahl der Tage, ab denen ein Fall als verlängert gilt. Die vorliegende Studie sollte daher folgende Fragen beantworten: Welche Erkenntnisse lassen sich aus der Einzelanalyse des Zusammenhangs zwischen psychischer und somatischer Komorbidität und der stationären Verweildauer an einer Klinik der Maximalversorgung für Innere Medizin gewinnen? Wie lässt sich der kombinierte Einfluss mehrerer Faktoren auf die Verweildauer beschreiben, insbesondere die Interaktion zwischen psychischer und somatischer Komorbidität? Ab welcher Anzahl von Tagen können Fälle in verschiedenen Fachabteilungen als Ausreißer eingestuft werden, die als verlängert gelten? Wie genau lässt sich die Klassifizierung einer Verweildauer als verlängert modellieren, und welche Untergruppen psychischer und somatischer Komorbiditäten haben den größten Einfluss? Das Studiendesign basierte auf einer retrospektiven, quantitativen Querschnittsanalyse von n = 28.553 Fällen von Patienten, die in den Jahren 2017, 2018 und 2019 in den internistischen Abteilungen des Universitätsklinikums Heidelberg behandelt wurden. Für jede der sechs Abteilungen wurde der Schwellenwert für eine verlängerte Verweildauer berechnet. Anschließend wurden pro Abteilung vier Modelle des maschinellen Lernens erstellt, um die verlängerte Verweildauer vorherzusagen; diese basierten auf demografischen Variablen sowie Variablen zu psychischen und somatischen Komorbiditäten, die reproduzierbar aus ICD-10-Codes abgeleitet wurden. Beim Vergleich stationärer Patienten mit und ohne psychische Komorbidität war die Verweildauer im Durchschnitt um 6,4 Tage länger (15,2 gegenüber 8,8 Tagen), und der Median lag um 2 Tage höher (8 gegenüber 6 Tagen). Das Regressionsmodell zeigte einen signifikanten Interaktionseffekt zwischen psychischer Komorbidität und dem Elixhauser-Score – einem Maß für somatische Multimorbidität. Auf Abteilungsebene wurde die Verweildauer als verlängert eingestuft, wenn die Anzahl der Krankenhaustage 9 (Kardiologie), 10 (Allgemein- und Psychosomatik, Gastroenterologie, internistische Onkologie), 11 (Endokrinologie) oder 26 (Hämatologie) betrug oder überschritt. Die Leistungsfähigkeit der Klassifikationsmodelle, gemessen anhand der Fläche unter der ROC-Kurve (AUROC), lag zwischen 0,72 und 0,89. Den größten Einfluss auf die Vorhersage hatte die Anzahl somatischer Komorbiditäten. Die Rangfolge der wichtigsten Untergruppen psychischer und somatischer Begleiterkrankungen variierte je nach Abteilung. Zu den Untergruppen psychischer Komorbiditäten, die mit der längsten Verweildauer und dem größten Einfluss auf die Vorhersagemodelle einhergingen, zählten Reaktionen auf schwere Belastungen und Anpassungsstörungen (ICD-10 F43) sowie Delir (F05). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einfluss psychischer Komorbidität auf die stationäre Verweildauer durch ein hohes Maß an somatischer Multimorbidität verstärkt wurde. Es empfiehlt sich, fachabteilungsspezifische Faktoren zu berücksichtigen, um aussagekräftige Vorhersagemodelle für eine verlängerte Verweildauer zu erhalten. Die Erkenntnisse zu den Einflussfaktoren können genutzt werden, um den durch psychische und somatische Komorbidität bedingten zusätzlichen Ressourcenbedarf bei Vergütungskonzepten und der Planung differenzierter Versorgungsangebote zu berücksichtigen. [Mit KI übersetzt] |
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| Physical Description: | Online Resource |
| DOI: | 10.11588/heidok.00038254 |