要点
问题一个多通道模型结合围产期、产后和大脑结构和功能风险因素提高死亡或神经发育障碍的预测岁2年极早产儿?
发现预后研究包括109极度早产新生儿,围产期的多通道处理,产后,大脑结构和功能风险因素大大提高了2年的预测结果与单峰模型独立危险因素的处理。
意义该模型预测的结果极其早产新生儿可能是有用的作为一个关键护理管理的决策支持工具。
重要性早期早产新生儿的预后评估准确通知父母和治疗决策的关键。当前可用的预后模型很少将从常规脑电图(cEEG)脑功能信息。万博manbetx平台首页
客观的检查性能的多通道模型结合(1)与(2)脑功能信息的大脑结构信息(颅超声),和(3)围产期(4)产后死亡的预测或神经发育障碍的风险因素(NDI)极度早产儿。万博manbetx平台首页
设计,设定和参与者早产新生儿(23-28周的胎龄)承认Amiens-Picardie大学医院的新生儿重症监护室回顾性包括(2013年1月1日,2018年1月1日)。风险因素从4分类收集在前2周后交付。神经发育障碍的评估与丹佛2岁发育筛选试验。没有或中度NDI被认为是一个有利的结果。死亡或严重NDI被认为是不利的结果。数据分析了从2021年8月26日,2022年3月31日。
主要结果和措施后的选择与结果变量显著相关,4单峰预后模型(考虑到每个类别的独立变量)和1多通道模型(同时考虑所有变量)。与几个变量的多变量分析模型建立后,决策树算法在每个模型上运行。曲线下面积的不利与有利的决策树分类结果确定为每个模型,使用引导测试相比,和纠正我的错误类型。
结果共有109名新生儿(58(53.2%的男性))在平均(SD)出生胎龄为26.3(1.1)周都包括在内。其中,52岁(47.7%)有一个有利的结果2年。多通道模型曲线下的面积(91.7%;95%可信区间,86.4% -97.0%)显著高于单峰模型(P< .003):围产期模型(80.6%;95%可信区间,72.5% - -88.7%),产后模型(81.0%;95%可信区间,72.6% - -89.4%),大脑结构模型(颅超声)(76.6%;95%可信区间,67.8% - -85.3%),和大脑功能模型(cEEG) (78.8%;95%可信区间,69.9% - -87.7%)。
结论和意义在早产新生儿预后研究,包含多通道的脑信息模型与预测结果明显改善,这可能是由于风险因素的互补和反映机制的复杂性,干扰大脑成熟并导致死亡或利尿万博manbetx平台首页。
尽管大幅改善新生儿护理,死亡的风险或神经发育障碍(NDI)极度早产新生儿仍然很高。1,2早产新生儿的早期评估预后至关重要的治疗决策,为父母提供至关重要的信息。万博manbetx平台首页3从长远来看,新生儿的准确识别风险最高的NDI将允许早期的实现,个性化的康复程序减少神经认知不足和缺陷。4
许多预后的风险量化工具在早产新生儿死亡或NDI发达。3除了少数例外,目前可用的模型(1)的使用限制传统的分析方法,3(2)依赖少数临床和实验室的变量,和(3)未能考虑影响预后有价值的信息万博manbetx平台首页5- - - - - -7对大脑的结构3,8- - - - - -12和功能。13- - - - - -18通过使用一个创新的结合无监督多元分析和分类和回归树分析(车),通过考虑围产期因素,产后因素,大脑结构信息(颅超声(cUS)),和大脑功能(常规脑电图(cEEG)),我们开发和评估一个多通道预后模型预测早产新生儿的2年的结果。万博manbetx平台首页
早产新生儿会议下面的标准包括:(1)出生在23日至28周的胎龄(2013年1月1日,2018年1月1日),(2)承认新生儿重症监护室(NICU) Amiens-Picardie大学医院,和(3)经过cEEG cUS考试前2周后交付。新生儿遗传性疾病或主要畸形被排除在外。每个父母给书面知情同意。这项研究是通过当地的临床实验的审查委员会(CPP西北II)。研究了透明的报告个人预后和诊断的多变量预测模型(三脚架)报告指南。
婴儿健康出院了活着,儿科医生在区域围产期网络评估神经发育的结果在2岁管理丹佛发育筛查II (DDST II)。19神经发育障碍被认为是缺席时超过75%的目标成功实现,温和DDST II评分在50%和75%之间,和严重DDST II评分低于50%。
没有或中度NDI被认为是一个有利的结果,严重NDI前出院或死亡NICU被认为是不利的结果。死亡情况(有限使用维持生命的治疗[LLST]或没有LLST)记录。
这项研究是在三个步骤(图1从8月26日),进行了数据分析,2021年,2022年3月31日。我们从(1)围产期选择变量,(2)产后,大脑结构(cUS),(3)和(4)脑功能(cEEG)风险因素在第一次收集2周后交付。除了cEEG数据,收集危险因素临床报告;cEEG发现被2经验丰富的神经(L.R.解释,E.B.-P.) blinded to clinical and outcome information (except gestational age at EEG recording)17,18,20.(表1;eMethods 1补充1)。相关的风险因素有利和不利结果中选择单变量分析,使用二进制变量和Fisher精确检验t测试或Mann-Whitney测试顺序和连续变量。根据统计检验,数据报告为相对危险度(RR)及其95%可信区间均值和SD,或中值和差。变量与一个双向的,未配对P值<。05were discarded from model development.
我们建立了单峰预后模型为每个类别的选择风险因素,确定各自的预后表演车的分析26(eMethods 2补充1)。CART算法直接应用到选定的类别与单个危险因素。类别包括几个风险因素,CART算法应用于第一个3轴(PAs)的主成分分析(PCA)27之前执行。主成分分析全球原始变量的方差分解设置成新的线性正交变量(即不是)。每个原始变量解释了各种全球方差(即贡献)的一部分。每个原始变量定义透明的贡献比例(百分比)和一个向量(方向)(eMethods 3补充1)。曲线下的面积(AUC),特异性,敏感性,阳性预测值(ppv),阴性预测值(npv)和准确度计算购物车分区每个模型的结果。
我们建立了一个多通道预后模型,同时考虑所有选择的风险因素。多通道模型的预测性能估计如上所述,除了CART算法应用到不是从多个因子分析(MFA)28,29日(eMethods 4补充1)。PCA的MFA是一个扩展的初始变量结构分成组(围产期、产后cUS、和cEEG)和加权减轻的影响差异的数量每组变量。每组变量的贡献确定主成分分析。一个互补MFA LLST的潜在偏见的情况下进行测试。
我们比较了各自的性能水平的单峰和多通道模型。两两比较的auc单峰与引导和多通道模型进行测试和修正型我错误错误发现率的多重比较(P< . 05;k= 10)。
一个支持向量机分类的结果添加到购物车的MFA (eMethods 5分类补充1)。过度拟合的购物车和支持向量机分类精度测试与10倍交叉验证和完成分割交叉验证(74,35新生儿分成训练和验证子集)(eMethods 6补充1)。统计分析和R, 4.0.4版本软件(R统计计算的基础)。30.
在318早产新生儿出生在23日至28周的胎龄在NICU承认,109遇到入选标准(eResults 1补充1)。均值(SD)胎龄为26.3(1.1)周内交货,58例(53.2%)是男性,51例(46.8%)是女性,男女比例为1.4。50(45.9%)的109名新生儿在NICU中丧生。26(52.0%)的跟着LLST 50人死亡。没有死亡报告NICU放电和2岁之间。59(54.1%)存活的婴儿,39(66.1%)没有任何NDI, 13例(22.0%)显示中度NDI,和7个(11.9%)有严重抗利尿。总体来看,52岁的109名新生儿(47.7%)有一个有利的结果,和57例(52.3%)有不利的结果(表1)。
均值(SD)的临床风险指数Babies-II (CRIB-II)得分为11.7 (2.3)。最常见的产后精神障碍是血流动力学紊乱(68[62.4%]),血液流动显著的动脉导管未闭(67[61.5%]),和血液感染菌血症(66 [60.6%])。其他精神障碍109例新生儿坏死性小肠结肠炎组成(59[54.1%]),低氧呼吸衰竭(44[40.4%])和非致死性心脏骤停(10 [9.2%])。44(40.4%)新生儿有高档脑室内出血(≥3级)和84年(77.1%)有cEEG异常:80(73.3%)背景异常和51例(46.8%)有叠加病理特征(年龄中位数cEEG: 4天(差,3 - 7天))。51个新生儿,37例(72.5%)有负面θ活动中心,和7例(13.7%)有积极的中央大幅波(PRSWs) (表1)。
单峰模型测试了4彼此独立的风险因素类别(表1和表2)。补充统计eResults 2中给出补充1。
单一危险因素包括在围产期模型CRIB-II分数,基于出生时胎龄、出生体重、性别、基地过剩,体温在NICU入学。21购物车分类结果产生以下结果:AUC, 80.6%(95%可信区间,72.5% -88.7%);特异性,92.0%(95%可信区间,74.0% - -99.0%);敏感性,65.5%(95%可信区间,54.3% - -75.5%);PPV, 96.5%(95%可信区间,87.9% - -99.6%);NPV, 44.2%(95%可信区间,30.5% - -58.7%);和准确性,71.6%(95%可信区间,62.1% - -79.8%)。共有78个新生儿被正确分类和31日被误诊。
产后模型中的风险因素包括低氧呼吸衰竭、动脉导管未闭,非致死性心脏骤停,血流动力学紊乱,坏死性小肠结肠炎。购物车分类结果第一3不是以前通过PCA (PCA1)给下面的计算发现:AUC, 81.0%(95%可信区间,72.6% -89.4%);特异性,77.8%(95%可信区间,64.4% - -88.0%);敏感性,81.8%(95%可信区间,69.1% - -90.9%);PPV, 78.9%(95%可信区间,66.1% - -88.6%);NPV, 80.8%(95%可信区间,67.5% - -90.4%);和准确性,79.8%(95%可信区间,71.1% - -86.9%)。总共有87新生儿是正确分类和22是被误诊。
单一危险因素包括在大脑结构模型(cUS)脑室内出血年级。购物车分类的结果给了以下研究结果:AUC, 76.6%(95%可信区间,67.8% -85.3%);特异性,72.3%(95%可信区间,64.4% - -88.0%);敏感性,71.0%(95%可信区间,58.1% - -81.8%);PPV, 77.2%(95%可信区间,64.2% - -87.3%);NPV, 65.4%(95%可信区间,50.9% - -78.0%);和准确性,71.6%(95%可信区间,62.1% - -79.8%)。共有78个新生儿被正确分类和31日被误诊。
风险因素包括在大脑功能模型(cEEG)丰富和不稳定性,与年龄相关的特性的特点,和消极的θ中央活动。购物车分类结果的前3不是以前计算的PCA (PCA2)给了以下研究结果:AUC, 78.8%(95%可信区间,69.9% -87.7%);特异性,74.5%(95%可信区间,61.0% - -85.3%);敏感性,79.6%(95%可信区间,66.5% - -89.4%);PPV, 75.4%(95%可信区间,62.2% - -85.9%);NPV, 78.8%(95%可信区间,65.3% - -88.9%);和准确性,77.1%(95%可信区间,68.0% - -84.6%)。总共有84新生儿是正确分类和25是被误诊。
多通道模型同时结合4风险因素类别艺术硕士(表1和表2,图2和图3;eResults 2补充1)。
风险的四组factors-perinatal (CRIB-II),产后(低氧呼吸衰竭、动脉导管未闭,非致死性心脏骤停,血流动力学障碍,和坏死性小肠结肠炎),大脑结构(脑室内出血),和大脑功能(丰富性和不稳定性,与年龄相关的特定特性的特点,和消极的θ中央活动)面部相似的比例和方向的第一PA MFA (PA1 MFA)(围产期,28.2%;产后,24.1%;大脑结构,25.5%;和大脑功能,22.2%)(eResults 3补充1)。因此,PA1 MFA的积累和聚合了所有组的风险因素(越高越危险因素,PA1 MFA值)。
风险因素的组2方向第二PA (PA2 MFA)。的主要贡献PA2 MFA的负极由产后(36.7%)和围产期(11.7%)风险因素(越产后和围产期指标,降低PA2 MFA值)。的主要贡献PA2 MFA的阳极是由大脑功能(41.3%)和结构(10.3%)风险因素(越cEEG和脑室内出血指标,越高的回目MFA值)。
购物车进行结果分析应用于MFA确定3离开2节点(图2)。叶1包括50(45.9%)的109名新生儿在PA1 MFA得分低于0.314(截止节点1)及以上−0.892章MFA(截止节点2)。叶2包括9新生儿(8.3%)在PA1 MFA得分低于0.314,低于0.892−PA2 MFA。叶3包括50名新生儿(45.9%)PA1 MFA分值0.314分以上。叶3组,26负了PA2 MFA(负极的叶3)和24章MFA有积极的值(正极的叶3)。
不良结果的概率增加不断从叶1 - 3(正面)(不良结果:叶1 12%;叶2,67%;叶3(负面),85%;和叶3[正],96%;死亡率:叶1 8%;叶2,67%;叶3(负面),73%;和叶3(积极的),87%)。增加反映了风险因素的积累就是明证PA1 MFA的不断增加意味着(SD)值:叶1−1.3 (0.9);叶2−0.3 (0.5); leaf 3 (negative), 1.1 (0.7); and leaf 3 (positive), 1.5 (0.9) (图3)。
死亡的情况下(LLST vs没有LLST)主要是与PA2 MFA的极性有关。积极的回目值(PA2意味着(SD), 1.0[0.7])与更高比例的有关LLST(71%)和没有LLST(17%)死亡(叶3[正])和糟糕的cEEG和脑室内出血指标相关。消极的回目值(PA2意味着(SD),−0.7[0.5])与更高比例的有关没有LLST(54%)和LLST(19%)死亡和围产儿和产后的发病率较差指标(叶片3 [-])。同样,低比例的LLST(22%)和没有LLST叶2(42%)死亡与负的回目MFA (PA2意味着(SD),−1.4 [0.4])。新生儿死亡在放电LLST(4%)或没有LLST边际叶1(4%)(0.01章意味着(SD), [0.5])。
购物车分类结果第一3 PA MFA给了一个非常高的AUC值,91.7%(95%可信区间,86.4% -97.0%);特异性,88.0%(95%可信区间,75.6% - -95.5%);敏感性,86.4%(95%可信区间,75.0% - -94.0%);PPV, 89.5%(95%可信区间,78.5% - -96.0%);NPV, 85.5%(95%可信区间,71.9% - -93.1%);和准确性,87.2%(95%可信区间,79.4% - -92.8%)。总共有95新生儿是不是被正确分类和14。后执行的互补MFA排除LLST新生儿高AUC非常相似,88.7%(95%可信区间,81.4% -96.1%)的MFA整个人口(eResults 4补充1)。多通道模型的AUC(91.7%)显著高于单峰模型:围产期模型(80.6%;P= .002),产后模型(81.0%;P<措施),大脑结构模型(76.6%;P<措施),和大脑功能模型(78.8%;P< .003)。
支持向量机分类的结果给出了89.0%的准确性。的10倍交叉验证车多通道模型分类的准确性(85.0%)和支持向量机的分类(88.5%)满意(eResults 5补充1)。分裂的auc交叉验证非常相似的训练子集(91.1%;95%可信区间,87.5%(94.3%;-100%)和验证子集95%可信区间,73.6% -96.3%)(eResults 6补充1)。
预测极早产儿神经发育的结果是医生和一位著名的每日挑战关心父母。3,13鉴于预后因素的复杂性评估在诊所设置,预后不同的医生到另一个地方31日;因此,一个可靠的预后模型将是一个非常有价值的临床工具。3尽管无数的预后模型已经被开发出来,仍有重要的风险因素评估改善的前景。3,11,32,33除了少数例外,现有模型的限制小数量的变量和传统分析方法的使用不具备处理复杂的数据集。3我们研究解决新车型的需要分析一个大型和原始数据集的风险因素,包括大脑功能的变量不一定是线性相关的结果。3我们认为建议Linsell和合作者34和其他研究人员11和特别小心避免黑盒模型(如神经网络)无法显示各自的贡献的风险因素,这将是一个障碍,用于常规临床实践。
单峰模型的预测性能研究中相似,类似的文献报道。3复合CRIB-II分数反映适应子宫外的生活是常用来预测死亡。21鉴于其公平敏感性,这个工具不能单独预测神经发育的结果具有足够的精度。
产后精神障碍给了满意的预测结果,敏感性和特异性值和脑室内出血模型。早产引起的突然破裂从子宫环境一个重要的发展时期。不成熟的器官暴露在各种有害的子宫外的因素,增加了失败的风险,进而会增加大脑结构和功能障碍的可能性和利尿。35,36
目前的研究指出,一般组织(丰富性和不稳定性),-θ中央活动(待定病理意义的迄今为止),和与年龄相关的特性造成了同样的cEEG良好的预测性能,这仍然是新生儿脑功能评价的最高标准。7,16- - - - - -18,37- - - - - -43令人惊讶的是,PRSWs脑栓塞(cEEG)和相关的囊性室(cUS)没有显著相关的结果。41,44- - - - - -49然而,PRSWs低流行率和囊性脑栓塞室周的在这个研究人口(可能是在某种程度上解释为诊断困难脑栓塞室周的前30周的胎龄41,50在围产期保健和改进6,7)可能会导致缺乏统计学意义。
结合所有的风险因素大大提高了预测精度。我们全面的多通道模型评估所有干扰大脑的复杂机制成熟,导致抗利尿。51很好的适应子宫外的生活,没有严重的产后精神障碍和高档脑室内出血,和正常或适度的改变cEEG活动后的前2周内交付做出了同等的贡献的高度准确预测生存和利尿的缺失严重。可怜的状态1或更多的这些标记在两方面导致了糟糕的预后。第一,严重的围产期因素的组合与主要器官衰竭导致不良结果的高概率,包括死亡,尽管复苏的努力。对于这些新生儿,信息对大脑状态没有明显有万博manbetx平台首页助于预后。第二,可怜的大脑结构和功能标记的组合也高度预测death-predominantly LLST-and严重NDI进行上下文中的幸存者。这些新生儿没有严重的围产期和产后标记,及产后标记没有预后作出巨大贡献。52我们的研究结果强调脑功能的增值信息的多通道方法有利和不利结果的预测,特别是在与低幅度的围产期新生儿出生后的指标。万博manbetx平台首页
这项研究有一定的局限性。首先,尽管交叉验证,我们的单中心研究的结果在一个人口死亡率高的1必须在一个独立的验证和广泛性,人口多中心临床应用之前。第二,除了CRIB-II得分,没有围产期高危因素与结果显著相关。这些结果可能会证实预后价值较低,但也可能是由于他们的低频率和变化在我们的人口,因此缺乏统计力量。32,53,54类似的考虑也适用于囊性室周的脑栓塞和病理cEEG特性(PRSWs)经典与不良预后有关。
高死亡率就提出了一个问题:是否LLST决定竞争与偏见后续NDI的患病率。然而,不包括婴儿死亡后LLST决定,多通道模型的性能没有明显影响。
尽管有这些限制,我们的研究结果支持先前的建议包括cEEG预后模型中的数据。13,14预测模型的使用,包括脑功能信息可能被限制访问限制专家cEEG技术员和神经生理学;万博manbetx平台首页这可能证明的创建一个本地或区域网络,55标准化的发展过程cEEG解释,和自动化工具的使用更大的再现性。18,56,57
最后,成熟的动态特性,应考虑后续的并发症。生命过程框架模型描述了风险在关键时期的积累会影响后续的健康结果。58连续的生理标记的合并可能会使个体预后结果的定义轨迹,应该比预测更有价值在一个初始时间点。32这种动态,预测方法可能有助于确定新生儿的风险最高的微妙的神经认知功能障碍诊断神经心理评估。59
在这个极度早产新生儿的预后研究中,我们利用创新统计工具开发了一个多通道预后模型从一组复杂的早期危险因素提供了出色的表演。获得与单峰模型相比,精度结果互补性的风险因素和反映机制的复杂性,干扰大脑成熟并导致死亡或利尿。验证我们的模型的多中心、前瞻性研究可能形成临床相关的发展的基础,集体、急救护理管理的决策支持工具。
发表:2023年1月10日。
发表:2023年3月8日。doi:10.1001 / jamanetworkopen.2023.1590
开放:这是一个开放的分布式根据文章CC-BY许可证。©2023 Routier L等。狗万体育下载地址《美国医学会杂志》网络开放。
通讯作者:艾米莉Bourel-Ponchel,医学博士,EFSN Pediatrique,楚Sud Amiens-Picardie, 1圆顶’杜公关基督教夏布洛尔,80054年亚眠Cedex,法国(emilie.bourel@u-picardie.fr)。
作者的贡献:Bourel-Ponchel博士已经完全访问所有数据的研究,负责数据的完整性和数据分析的准确性。
概念和设计:Routier、Querne Ghostine-Ramadan、Wallois Bourel-Ponchel。
数据的采集、分析或解释:Routier、Querne Ghostine-Ramadan、Boulesteix Graic,许多,Bourel-Ponchel。
起草的手稿:Routier、Querne Ghostine-Ramadan Bourel-Ponchel。
关键的修订手稿的重要知识内容:Routier、Querne Boulesteix Graic,许多,Wallois Bourel-Ponchel。
统计分析:Routier、Querne Bourel-Ponchel。
行政、技术或材料支持:Ghostine-Ramadan、Wallois Bourel-Ponchel。
监督:Bourel-Ponchel。
利益冲突的披露:没有报道。
数据共享声明:看到补充2。
额外的贡献:我们感谢神经生理学部门的技术人员、护士、新生儿学专家、儿科医生的新生儿重症监护室,neuropediatric Amiens-Picardie单位大学医学中心,亚眠Cedex,法国。