文摘
背景。重症急性胰腺炎(SAP)会导致各种并发症。感染性休克是一个相对较常见和严重的并发症,导致无法控制全身炎症反应综合征,这是死亡的主要原因之一。本研究旨在开发一个诺模图预测SAP患者的总体生存在最初的24小时后入学。材料和方法。利用在这项研究中获得的所有数据从MIMIC-III(重症监护医学信息集市III)数据库。使用多变量Cox回归的数据进行了分析,提出了计算图表的性能评估是基于哈勒尔的一致性指数(c指数)和接受者操作特征曲线下面积(AUC)。的临床价值预测模型进行了测试使用decision-curve分析(DCA)。主要的结果是28天,60天,90天的死亡率。结果。分析由595年的850例包括培训组和255年验证组。训练队列由353(59.3%)的男性和242(40.7%)的女性与SAP。多变量Cox回归显示,体重、性别、保险状况,明确的败血症,SAPSII得分,Elixhauser得分、胆红素、阴离子间隙,肌酐,比容、血红蛋白,RDW,热点2,呼吸速率是SAP患者生存的独立预后因素承认一个重症监护病房。使用C-indexes预计值比较,校准情节,综合歧视改善,净重新分类的改进和DCA。结论。我们已经确定了一些重要的人口统计学和实验参数与SAP患者的预后相关,用于建立一个更精确的和方便的计算图表来评估他们的28天,60天,90天的死亡率。
1。背景
急性胰腺炎(AP)是一种临床常见疾病,特点是突然胰腺的炎症和一系列的消化酶的释放,导致局部组织损伤和多器官功能障碍综合征(插件)1]。这是一个关键的死亡率高的疾病,特别是在重症急性胰腺炎(SAP)的组织发布各种因素包括胰蛋白酶激活,大量的细胞因子、炎症介质,加重胰腺的炎症坏死,甚至可以包括在相邻器官和组织损伤。大约有25%的AP患者出现SAP,死亡率已报道从10%变化到60%2,3]。SAP能导致各种并发症,其中感染性休克是一种相对常见和严重,导致无法控制全身炎症反应综合征,这是死亡的主要原因之一(4]。早期有效的治疗可以改善患者的预后5]。文献回顾发现,因素,比如年龄,RDW,白细胞,白蛋白,ALT,插件和热点2明显与SAP患者死亡的风险更高(6,7]。
有效的诊断方法和最优策略为SAP尚未确定,这就需要发展的严重程度评估模型分层患者风险(8]。尽管现有主治评分工具设计用于临床使用,没有有效和快速计算的床边预后评分工具预测SAP患者的预后一般重症监护病房(icu)。因此,SAP预后因素的知识可能发挥重要作用,帮助临床医生识别高危患者和做出更好的医疗判断。
列线图是一个方便的数学工具预测特定的端点,如疾病进展或死亡(9),根据几种不同的关键参数。它用于计算基于预后的临床事件的概率权重的多种因素10]。列线图是一个强大和易于使用的临床决策,可以预测结果在个别患者,从而使患者和临床医生都成为了受益者(11]。
本研究的主要目的是集成SAP的多个独立的风险因素,这些风险因素来自重症监护的医疗信息集市三世(MIMIC-III)数据库,它们被用来建立一个预后诺模图改善SAP患者的总生存期的预测。
我们提出下面的文章/ case按照配偶报告清单。
2。方法
2.1。数据源
在这项研究中获得的所有数据从MIMIC-III数据库,其中包括约60000件未经证实的与健康有关的数据从贝斯以色列女执事医疗中心的ICU (BIDMC)在美国12,13]。所有的受试者都承认的ICU BIDMC在2001年和2012年之间(14]。世界各地的研究人员可以免费使用MIMIC-III数据库中的数据,只要他们通过这个数据库建立的评估和获取数据使用协议(15,16]。
完成后我们获得许可来访问数据库的在线培训课程国家健康保护人类研究所(认证号:38292153)。
2.2。患者入选标准
577.0 ICD-9规范的代码用于识别961患者首次承认与美联社ICU (17]。我们排除了任何重大实验室测试结果或入住ICU患者严重程度得分在第一个24小时,病人也低于18岁。最后,850人符合入选标准。数据选择的过程根据上述标准呈现在图1。
我们确定了全因死亡率在28天,60天,90天之后入住ICU作为我们研究的主要结果。我们随机选择70%的符合条件的患者训练队列,剩下的30%的患者使用独立验证的数据。
2.3。数据提取和管理
Navicat高端软件被用来提取原始数据在ICU住院后24小时,和R软件(版本3.6.1)被用于进一步的数据处理。这个软件支持MIMIC-III文件和其他网站,公开(18]。描述性统计用于生成的代码可以访问https://github.com/MIT-LCP/mimic-code/tree/master/concepts(12]。
入住ICU的在24小时内收集的数据包括人口、生命体征(如平均血压,温度、热点2、呼吸频率和心率),实验室检测(如RDW、氯、葡萄糖、钠、和白细胞),分数严重程度评分系统和共病。人口学特征包括年龄、性别、种族、保险状况,婚姻状况,重新接纳记录、收集和生存时间从原始数据集。基线特征,严重程度得分得分系统,Elixhauser计算分数的患者如前所述[19- - - - - -21]。这项研究的主要终点是死亡率在28天,60天,90天之日起入住ICU。
2.4。统计分析
提出了连续变量符合正态分布均值±SD或中位数和四分位范围(差)的价值观,而作为分类变量频率和比例。连续变量比较使用t以及或Wilcoxon rank-sum测试,适当的分类变量比较使用χ2或确切概率测试。向后逐步选择应用Cox回归模型选择变量的训练队列。被确定为重要的预后因素被用来构造一个诺模图预测28天,60天,90天的AP患者的存活率。
哈勒尔的一致性指数(c指数)和接受者操作特征曲线下面积(AUC)被用来评估构造的诺模图的预测精度。校准曲线是用来评估概率预测与实际结果之间的一致性(15]。为新预测模型、净重新分类改进新名词被用来比较两个模型的准确性,而集成歧视改善(伊迪)是用来确定改进的有效性。的临床价值预测模型进行了测试使用decision-curve分析(DCA)。
我们用R软件(版本3.6.1,凹口)和SPSS(24.0版本,芝加哥,IL)统计分析。的概率值 在双边测试被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。基线特征的病人
这项研究包括850名合格的AP患者:595 255年培训组和验证队列。培训组由353(59.3%)的男性和242名女性(40.7%)和美联社的平均年龄60年(IQR = 48 - 71年)。验证组,包括130名男性(51.0%)和125年(49.0%)女性的平均年龄59岁(IQR = 45 - 71岁)。大多数患者在两个军团是白人(> 65%),男性(> 50%),和结婚(> 60%)和医疗保险(46.1%)或私人保险(36.0%)。大多数患者没有感染或插件。
只有性别分布和葡萄糖训练和验证军团之间的差距显著。基线临床病理的数据类似的培训和验证群体,如表示1。在ICU停留的平均时间为6天(IQR = 0 - 102天)。长期的结果数据是对所有850名患者可用:28天、60天、90天的死亡率是12.9% (n= 110),18.7% (n= 159)和53.2% (n分别为= 452)。
3.2。预后因素为28天,60天,90天的死亡率
单变量分析表明,重要的变量是体重,性别、保险状况,明确的败血症,SAPSII得分,Elixhauser得分、胆红素、阴离子间隙,肌酐,比容、血红蛋白,RDW,热点2、心率和呼吸率,包括在多变量Cox回归分析。积极因素的多变量分析表明,生存是重量(HR = 0.989, ),女(HR = 0.728和男性, ),有私人保险(HR = 0.496和医疗保险, ),有医疗补助(HR = 0.674和医疗保险,P= 0.096),政府保险(HR = 0.269和医疗保险, ),肌酐(HR = 0.820, ),血红蛋白(HR = 0.678, ),热点;2(HR = 0.938, ),和心率(HR = 0.986 )。此外,影响生存的风险因素是明确的败血症(HR = 2.052和没有明确的脓毒症, ),SAPSII评分(HR = 1.037, ),Elixhauser评分(HR = 1.024,P= 0.002),胆红素(HR = 1.043, ),阴离子间隙(HR = 1.038, ),血细胞比容(HR = 1.116,P= 0.001),RDW (HR = 1.148, ),和呼吸速率(HR = 1.045, )。
3.3。预后的诺模图28天,60天,90天的死亡率
多元回归模型的结果显示在表中2被用来建立一个列线图(图2)。诺模图包含所有重要的独立因素预测28天,60天,90天的死亡率的队列训练。诺模图表明,血红蛋白是影响预后的最重要因素,同时也包括性、保险状况,明确的败血症,Elixhauser得分,体重、胆红素、阴离子间隙,肌酐,比容、血红蛋白,RDW,心率、呼吸率和热点2。
3.4。性能和临床实用性的诺模图
训练队列的c指数分析表明,提供的列线图高28天、60天、90天的生存C-indexes 0.705, 0.713,和0.720,分别。列线图的C-indexes同样高的内部验证队列,为0.722,0.737,和0.751,表明模型的良好的区别的能力(图3)。所有的C-indexes超过0.700,校准曲线具有良好的一致性与理想线(图45度4)。DCA曲线在图5显示大的净收益模型在预测生存在28天,60天,90天。
(一)
(b)
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.5。预测精度的诺模图
新名词值28天,60天,90天的跟进是0.501,0.704,和0.732,分别在训练队列,0.170,0.299,和0.314,分别验证队列。结果表明,新模型具有更好的预测性能比SAPSII模型。此外,伊迪值28天,60天,90天的跟进和0.084,0.107,和0.118,分别训练队列,和0.041,0.077,和0.085,分别验证队列。
4所示。讨论
美联社是突然胰腺的炎症过程的死亡率为10%。AP严重程度从轻微的自限性疾病,系统性并发症和插件。多达25%的SAP患者成为危重,20 - 30%的死亡率(22,23]。此外,临床症状与体重变化,轻人经历胰腺水肿,表现为腹痛、腹泻、呕吐,而在重人胰腺坏死,败血症,或出血,导致休克和腹膜炎,这是一个危险的条件与更高的死亡率(24]。发病年龄是20年和50年之间,它是女性比男性更常见。出血和坏死在美联社最严重的结果,因为他们可以很容易地导致腹膜炎。一些患者会经历插件,甚至突然死亡。
当前临床评价急性胰腺炎的严重程度和预后的指标Ranson分数(25和削弱了分数26,27]。Ranson分数需要48小时的住院观察,从而导致延误诊断和管理(28,29日]。SAPSII分数包括17个临床变量。上述两个评分系统有太多的特征变量,昂贵、复杂的计算过程,和可怜的可行性[30.]。因此有必要建立一个预测模型,使用简单,更精确的比传统的SAP评分系统。
本研究使用了公开MIMIC-III数据库(12),其中包含38161个病人的详细信息,包括他们的生命体征,严重程度得分得分系统,实验室测试和诊断信息,因此可以用来获得足够的病人的临床资料。
列线图是一种预测工具的形式简单的图表基于统计预测模型。每个因素的预后重量是考虑在计算一个特定的临床事件的概率(10]。另外的简单图解的形式列线图可以帮助临床医生为病人和他们的家属提供有效的磋商关于风险,允许他们做出客观的决定。本研究建立了一个计算图表预测28天,60天,90天的死亡率美联社基于MIMIC-III数据库。
我们的诺模图模型是基于现成的临床因素。我们比较预测模型与传统APSIII评分系统使用几个常用模型验证参数:c指数,校准曲线,新名词,伊迪,DCA曲线。
多变量Cox回归执行在这个研究表明,体重、性别、保险状况,明确的败血症,SAPSII得分,Elixhauser得分、胆红素、阴离子间隙,肌酐,比容、血红蛋白,RDW,热点2和呼吸速率是生存的独立预后因素的SAP患者收住icu。超重和肥胖的影响在美联社一直存在争议的严重程度在很长一段时间31日- - - - - -34]。有趣的是,目前的研究表明,更大的重量减少了AP患者预后不良的风险。我们认为,这可能是由于身体状况较差的AP患者在ICU,和更大的患者体重在入学的时候往往有更好的身体营养状况,所以患者的长期预后更好。美联社的性别差异已经在先前的研究发现,男性更容易患上这种疾病和有一个糟糕的预后比女性。与先前的研究一致(35),目前的研究发现,女性相较于男性有更好的存活率。
目前研究的一个特别有趣的发现是保险的病人在ICU的类型也成为一个重要的预后因子。私人的病人,医疗补助,或政府医疗保险患者预后比只有一个自费计划。这是符合患者良好的保险和金融条件通常接受更好的治疗和护理,恢复更快。
疾病严重程度有重大影响死亡率美联社(36),这是SAP和并发症患者高于那些温和的美联社。这是符合当前的研究发现SAPSII和Elixhauser分数与AP患者的死亡率呈正相关。此外,美联社感染者可发展为败血症病情恶化,和患者并发败血症通常预后不良。同样,我们的研究发现,严重脓毒症患者的风险增加贫困的结果。
关于实验室指标,我们发现肌酐,血红蛋白,胆红素、阴离子间隙,比容、RDW,热点2是重要的独立的预后指标。之前的研究表明,血清肌酐水平是一个很好的预测美联社,和持续的高血清肌酐水平表明AP患者预后不良(37,38]。为什么我们的研究结果与以前的研究可能不一致,在MIMIC-III数据库,收集患者生化指标的时间更早的时间,和连续监测结果没有获得,因此不能准确反映预后的长期生存。血红蛋白是另一个实验室测试使用,这可能反映了血管内容量的变化状态,考虑在心血管功能障碍的情况下(39]。在我们的研究中,我们发现,减少血红蛋白与死亡率增加有关。
我们的研究表明,胆红素水平升高是SAP的一个危险因素。先前的研究3)发现,当美联社发生时,阻塞胆管可以阻止胆汁排泄,和胆红素沉积在肝细胞,影响肝细胞的正常代谢,导致肝细胞的变性和坏死,肝功能受损。这就增加了胆红素水平,导致预后不良。它也被报道40],增加红细胞比容与胰腺坏死和器官衰竭有关。我们同样发现,比容AP患者预后的危险因素。
阴离子间隙之间的关系和各种疾病的临床结果探索之前(41,42]。阴离子间隙是传统工具来评估酸碱状态,和大多数以前的研究与酸碱紊乱,主要有对危重患者的发病率和死亡率的影响(43]。同样地,我们发现血清阴离子间隙是一个SAP患者死亡的危险因素。RDW历来在完整的血细胞计数测试中,一个重要指标代表红细胞体积的变化44]。最近的一项系统回顾(45)发现,承认RDW可以作为一个独立的生物标志物的AP患者死亡的风险很高。我们的结果支持这一结论。同时,较低的热点2导致更高的死亡率是类似于以前的结果(37]。
我们研究的主要优势是,它产生了第一个综合ICU患者的预后美联社的诺模图。诺模图代表了一个进一步改进传统SAPSII分数,包括更多的预后指标。然而,我们的研究也有一些局限性。首先,我们使用数据从一个中心在美国,这可能导致选择性偏差,从而限制了我们的发现和其他地区的适用性。然而,执行研究在一个中心增加了病人的治疗更一致的可能性。其次,我们只收集的实验室参数测量当病人进入加护病房,和没有实验室随访数据。测量数据可能被错误地分类,这可能影响研究结果。最后,因为MIMIC-III数据库中的数据相对较老,数据库只能用于内部验证。因此,在未来的研究中,我们需要进行外部验证基于我们自己的数据进一步验证的性能和精度的新诺模图(46]。
5。结论
本研究确定了重要的人口和实验室参数相关SAP患者的预后和使用这些信息来建立一个更精确的和方便的计算图表来评估预后。新诺模图清晰地显示了28天,60天,90天的全因死亡率为SAP患者在icu。单一的预后价值SAPSII评分系统被发现不如小说的诺模图。应用我们的新诺模图在临床护理环境中可以帮助医生治疗和管理决策对SAP。然而,大型前瞻性研究与更长的随访时间需要进一步确认目前的发现。
缩写
| SAP: | 重症急性胰腺炎 |
| MIMIC-III: | 医疗信息集市为重症监护三世 |
| c指数: | 哈勒尔的一致性指数 |
| AUC: | 接受者操作特征曲线下的面积 |
| DCA: | Decision-curve分析 |
| 个新名词: | 净重新分类的改进 |
| 伊迪: | 集成歧视改善 |
| 记者: | 急性胰腺炎 |
| 插件: | 多器官功能障碍综合征 |
| icu: | 重症监护病房 |
| 差: | 四分位范围 |
| SAPSII: | 简化的急性生理得分第二 |
| 洛杉矶: | 滞留时间 |
| 通风: | 机械通风 |
| 瑞士法郎: | 慢性心脏衰竭 |
| RDW: | 红细胞分布宽度 |
| 白细胞: | 白血细胞 |
| MBP: | 平均血压。 |
数据可用性
数据是可用的https://physionet.org/content/mimiciii-demo/1.4/。
伦理批准
作者是负责所有方面的工作在确保相关问题的准确性或完整性的任何部分工作适当的调查和解决。模仿III数据库已经收到了伦理制度审查委员会批准(IRB) BIDMC和麻省理工学院,,因为数据库不包含受保护的健康信息,知情同意的豁免要求被包括在IRB的批准。
信息披露
此手稿在预印本可用版本(https://www.Researchsquare.com/article/rs-135817/v1)[46]。作者已经完成了流行病学的观察性研究报告清单。
的利益冲突
所有作者已经完成了国际统一的信息披露形式。作者没有利益冲突的声明。
作者的贡献
迪迪汉族人和鲁明张导致了研究的概念和设计。Fengshuo徐提供行政支持。Chengzhuo李和紫宸王提供研究材料或病人。瑞阳导致收集和汇编的数据。帅郑和紫宸王执行数据分析和解释。作者写道,批准了手稿。