APACHE IV Is Superior to MELD Scoring System in Predicting Prognosis in Patients after Orthotopic Liver Transplantation
Abstract
This study aims to compare the efficiency of APACHE IV with that of MELD scoring system for prediction of the risk of mortality risk after orthotopic liver transplantation (OLT). Retrospektywne badanie kohortowe przeprowadzono w oparciu o łącznie 195 pacjentów przyjętych na oddział intensywnej terapii po ortotopowym przeszczepieniu wątroby (OLT) w okresie od lutego 2006 do lipca 2009 roku w Guangzhou w Chinach. Do przewidywania śmiertelności pooperacyjnej po OLT wykorzystano systemy punktacji APACHE IV i MELD. Obszar pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika (AUC) i statystyka C Hosmera-Lemeshowa zostały użyte do oceny dyskryminacji i kalibracji odpowiednio APACHE IV i MELD. Dwudziestu siedmiu pacjentów zmarło w trakcie hospitalizacji, a śmiertelność wyniosła 13,8%. Średnie wyniki APACHE IV i MELD wynosiły odpowiednio 42,32 ± 21,95 i 18,09 ± 10,55, a APACHE IV wykazywał lepszą dyskryminację niż MELD; obszary pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika dla APACHE IV i MELD wynosiły 0,937 i 0,694 (dla obu modeli), co wskazywało, że wartość prognostyczna APACHE IV była stosunkowo wysoka. Oba modele były dobrze skalibrowane (statystyki C Hosmera-Lemeshowa wynosiły 1,568 i 6,818 dla APACHE IV i MELD, odpowiednio; dla obu modeli). Odpowiednie indeksy Youdena dla APACHE IV, MELD i kombinacji APACHE IV z MELD wynosiły 0,763, 0,430 i 0,545. Wartość prognostyczna wskaźnika APACHE IV jest wysoka, ale nadal niedoszacowuje ogólnej śmiertelności szpitalnej, podczas gdy wartość prognostyczna wskaźnika MELD jest niska. Funkcja APACHE IV jest zatem lepsza niż funkcja MELD.
1. Wstęp
Przeszczep wątroby stał się wyłącznym i wykonalnym sposobem leczenia różnych chorób wątroby w końcowym stadium, w tym marskości wątroby, ostrej niewydolności wątroby i nowotworu . Chociaż przeszczep wątroby jest powszechnie prowadzone, śmiertelność pozostaje znacznie wysoki, jak 5%8% .
Jak nie było obiektywne i dokładne narzędzie oceny dostępne dla przewidywania wyniku do przeszczepu wątroby do teraz . Ocena ostrej fizjologii i przewlekłego stanu zdrowia (APACHE) jest jednym z najszerzej stosowanych i autorytatywnych systemów punktowych do oceny ciężkości i rokowania w chorobach krytycznie chorych, w tym w przeszczepie wątroby, a APACHE IV wykazał lepszą wartość prognostyczną niż APACHE II i APACHE III.
Model dla schyłkowej niewydolności wątroby (MELD) jako kolejny ważny system punktowy do przewidywania śmiertelności krytycznie chorych pacjentów jest modelem przeżycia. Model ten został przyjęty do systemów alokacji wątroby dawcy w Stanach Zjednoczonych w 2002 roku . Ponadto, MELD został zgłoszony do stosowania w celu przewidywania wyniku dla przeszczepu wątroby .
W związku z tym, ma to na celu zbadanie i porównanie efektów APACHE IV, MELD i kombinacji APACHE IV z MELD do przewidywania ryzyka śmiertelności po ortotopowym przeszczepie wątroby.
2. Metody i pacjenci
2.1. Pacjenci
Przeprowadzono retrospektywne badanie kohortowe. W ośrodku przeszczepiania wątroby w Guangzhou uwzględniono 195 pacjentów przyjętych na oddział intensywnej terapii po ortotopowym przeszczepieniu wątroby (OLT) w okresie od lutego 2006 do lipca 2009 roku, którzy spełnili kryteria włączenia. Kryteria włączenia obejmowały wiek > 18 lat, pacjentów, u których OLT wykonano po raz pierwszy, pacjentów po przeszczepieniu wątroby od dawcy cadaveric (zgon sercowy) i dawcy ze śmiercią mózgu oraz pacjentów, którzy przebywali ponad cztery godziny na oddziale intensywnej terapii po operacji OLT. Wykluczono przeszczepianie wątroby od żywego dawcy, przeszczepianie wielu narządów i poprzednie przeszczepianie narządów.
2.2. Zbieranie danych
Dane zostały zebrane przez badaczy niezależnie, przeprowadzono również podwójną kontrolę. Zarejestrowaliśmy dane z poprzedniego dnia, jeśli brakowało danych użytych do obliczenia punktacji APACHE IV, i zarejestrowaliśmy dane z pierwszych dwóch dni, jeśli brakowało danych z poprzedniego dnia.
System punktacji APACHE IV uwzględnia wiek, przewlekłe warunki zdrowotne i wynik ostrej fizjologii (APS). APS opiera się na najgorszym pomiarze w ciągu pierwszych 24 godzin pobytu na oddziale intensywnej terapii. W ramach zbierania danych do APS rejestrowano wynik w skali Glasgow Coma Scale (GCS), informację, czy sedacja lub porażenie spowodowały niemożność oceny GCS, oraz Pao2/Fio2. Rejestrowano również wszystkie następujące dane: rozpoznania przy przyjęciu na OIT, źródło przyjęcia, długość pobytu przed przyjęciem na OIT, czy pacjent był wentylowany mechanicznie w pierwszej dobie, czy był operowany w trybie nagłym, czy był readmisją na OIT oraz czy pacjent z ostrym zawałem mięśnia sercowego otrzymał leczenie trombolityczne w ciągu 24 godzin przed lub po przyjęciu na OIT. Dane te były zbierane w ciągu pierwszych 24 godzin od przyjęcia na OIT i wprowadzane do komputerowego kalkulatora APACHE IV. Kalkulator zwraca wartości, które obejmują punktację APACHE, przewidywaną śmiertelność i przewidywaną długość pobytu na OIT.
Punktację MELD określono przed OLT przy użyciu następującego równania: gdzie INR oznacza międzynarodowy współczynnik znormalizowany, a kreatynina i bilirubina są wyrażone w mg/dl. Wartości mieszczą się w przedziale od 6 do 40, w zależności od ciężkości stanu klinicznego.
2.3. Analiza statystyczna
Wyniki u wszystkich pacjentów przedstawiono za pomocą częstości, odsetków, wartości średnich i odchyleń standardowych. Korelację między przewidywanym a rzeczywistym LOS na oddziale intensywnej terapii badano testem Spearmana, a różnice testem Wilcoxona. Dyskryminację i dokładność APACHE IV i MELD w przewidywaniu wczesnej śmiertelności chorych poddanych OLT opisano za pomocą krzywych ROC (receiver operating characteristic curves) i testu Hosmera-Lemeshowa. Dyskryminację modelu prognostycznego definiuje się jako zdolność do odróżnienia chorych, którzy przeżyli od chorych, którzy nie przeżyli. Dyskryminację APACHE IV i MELD w przewidywaniu śmiertelności szpitalnej analizowano obliczając pole powierzchni pod krzywymi charakterystyki operacyjnej (AUC). AUC o wartości >0,9 uznano za wybitne; 0,7 do 0,9 za akceptowalne; 0,5 do 0,7 za słabe. Kalibracja modelu to stopień zgodności między przewidywaną śmiertelnością a śmiertelnością rzeczywistą. Do określenia kalibracji modelu wykorzystano statystykę C Hosmera-Lemeshowa. Model o dobrej kalibracji powinien mieć statystykę Hosmera-Lemeshowa o stopniach swobody, w przybliżeniu, równych liczbie kategorii minus 2, jak również . Standaryzowane współczynniki umieralności (SMR) zostały obliczone przez podzielenie rzeczywistych wskaźników przez wskaźniki przewidywane przez APACHE IV. Poziom istotności został ustalony na . Wszystkie analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu programu SPSS 13.0.
3. Wyniki
Te retrospektywne badanie objęło 195 dorosłych pacjentów, w tym 171 mężczyzn i 24 kobiety, z ogólną średnią wieku lat, którzy zostali przyjęci na oddział intensywnej terapii w bezpośrednim okresie pooperacyjnym OLT. Dwudziestu siedmiu pacjentów zmarło w trakcie hospitalizacji, a wskaźnik śmiertelności wyniósł 13,8%; średnie wartości APACHE IV i MELD wynosiły odpowiednio , i . Średnia punktacja w skali APACHE IV i MELD u pacjentów, którzy nie przeżyli i którzy przeżyli wynosiła versus i versus . Średnie przewidywane wskaźniki śmiertelności szpitalnej osób, które nie przeżyły i przeżyły, wynosiły odpowiednio ()% i ()% (). Dane te zostały przedstawione w tabelach 1, 2 i 3.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hosp..: Szpital. ICU: Oddział intensywnej opieki medycznej. Pred.: Predicted. LOS: Długość pobytu. Yrs: Years. Hrs: Hours. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AUC przewidywań śmiertelności podczas hospitalizacji w APACHE IV i MELD wynosiło 0,937 (95%CI, 0,892 do 0,981) i 0,694 (95%CI, 0,51 do 0,817), odpowiednio; dla obu modeli. Oba modele były dobrze skalibrowane (ze statystykami C Hosmera-Lemeshowa wynoszącymi 1,568 i 6,818 dla APACHE IV i MELD, odpowiednio; dla obu modeli). Dane te przedstawiono na rycinie 1.
Krzywe charakterystyki operacyjnej odbiornika dla ryzyka zgonu w modelu APACHE IV (APAHCE IV) i MELD (Model for End-stage Liver Disease) przy przedortotopowym przeszczepieniu wątroby (OLT). AUC, obszar pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika.
Najwyższy wskaźnik Youdena wynosił 0,763, gdy wynik APACHE IV wynosił 55,5 przy wartości odcięcia, wykazując swoistość 0,911, czułość 0,852, dodatnią wartość predykcyjną (PPV) 0,605 i ujemną wartość predykcyjną (NPV) 0,975. Najwyższy wskaźnik Youdena wynosił 0,430, gdy wynik MELD wynosił 20,7 przy wartości odcięcia, wykazując swoistość 0,726, czułość 0,704, dodatnią wartość predykcyjną (PPV) 0,292 i ujemną wartość predykcyjną (NPV) 0,938. W teście łączonym przewidywana śmiertelność była klasyfikowana jako wynik pozytywny, gdy punktacja APACHE IV ≥ 55,5, a punktacja MELD ≥ 20,07. Dane te przedstawiono w tabeli 4.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mediana przewidywanego LOS na oddziale intensywnej terapii u osób, które przeżyły, wynosiła 3,21 (2,39, 4,82) dnia, a mediana rzeczywistego LOS na oddziale intensywnej terapii wynosiła 3,71 (2,38, 5,47). Istniała zależność między przewidywanym LOS na oddziale intensywnej terapii a rzeczywistym LOS na oddziale intensywnej terapii (, ). Porównując przewidywany ICU LOS do rzeczywistego ICU LOS osób, które przeżyły, zauważyliśmy, że pierwszy był krótszy niż drugi (, ).
4. Dyskusja
W badaniu umieszczono APACHE IV i MELD, aby ocenić ich ważność na posttransplantacji wątroby. Stwierdziliśmy, że AUC dla APACHE IV było wyższe niż dla MELD. Wykazaliśmy również, że nonsurvivors były wyższe w średnim wyniku APACHE IV niż survivors. Tak więc nasze wyniki mogą dostarczyć pewnych wskazówek w ocenie wyników u pacjentów po przeszczepieniu wątroby.
Tutaj śmiertelność szpitalna była niedoszacowana przy użyciu systemu punktacji APACHE IV (SMR wynosił 3,68, 95%CI: 2,38 do 4,96). W przeciwieństwie do oryginalnego badania Zimmermana i wsp., SMR wynoszący 0,997 wykazał niewielką różnicę między przewidywaną śmiertelnością szpitalną a rzeczywistą śmiertelnością szpitalną. Różnica ta może wynikać z kilku powodów. Po pierwsze, nasze dane mogą nie być reprezentatywne dla całego kraju, ponieważ zbiór był ograniczony do pacjentów, którzy zostali przyjęci na oddział intensywnej terapii po OLT. Ponadto na proces powrotu do zdrowia pacjentów po OLT wpływ miała charakterystyka dawców i doświadczenie chirurgów. Wreszcie, różne poziomy oddziałów intensywnej terapii mogą odpowiadać za tę rozbieżność.
System punktacji krzywych ROC jest używany do przewidywania czułości i swoistości śmierci. Obszar pod krzywą charakterystyki operacyjnej APACHE IV wynosił 0,937, jednak był wyższy niż wartość 0,88 zgłoszona w oryginalnym badaniu Zimmermana i wsp. sugerując, że system punktacji APACHE IV ma dobrą zdolność do rozróżniania możliwych nie-żyjących od przeżywających. Różnica ta może wynikać z faktu, że oryginalne dane Zimmermana dotyczące skali APACHE IV pochodziły głównie z oddziałów intensywnej terapii wyselekcjonowanych pod kątem złożonych chorób, podczas gdy przedmiotem niniejszego badania byli wyłącznie pacjenci oddziałów intensywnej terapii z OLT. Wynik APACHE IV był dobrze skalibrowany (Hosmer-Lemeshow wynosił 1,568; ). W przeciwieństwie do tego, inne badania donosiły o słabo skalibrowanej punktacji APACHE IV, która przeszacowywała śmiertelność szpitalną w zintegrowanych oddziałach intensywnej terapii. Według naszego badania, punktacja APACHE IV miała lepszą kalibrację, gdy była stosowana na wyspecjalizowanych oddziałach intensywnej terapii, takich jak pacjenci OLT; ten system punktacji jest czuły, aby odróżnić możliwe nie-odżycie od przeżycia. W porównaniu z danymi ze zintegrowanych oddziałów intensywnej terapii, skala APACHE IV wykazywała lepszą ważność predykcyjną w wyspecjalizowanym oddziale intensywnej terapii, co zostało wykazane przez Knausa . Wyniki te sugerują, że system punktacji APACHE IV jest bardziej odpowiedni do przewidywania rokowania pacjentów w specjalistycznych oddziałach intensywnej terapii niż w zintegrowanych oddziałach intensywnej terapii.
Punktacja MELD opiera się na 3 obiektywnych i łatwych do uzyskania zmiennych biochemicznych, którymi są międzynarodowy znormalizowany wskaźnik protrombiny, kreatynina w surowicy i bilirubina w surowicy. Funkcja nerek jest często uznawana za główny czynnik determinujący przeżycie pacjentów i przypisuje się jej dużą wagę w systemie punktacji MELD. W naszym badaniu wartości punktacji MELD u pacjentów, którzy nie przeżyli () były wyższe niż u pacjentów, którzy przeżyli (), . Wynik ten wykazał, że wynik MELD może przewidywać wczesne wyniki transplantacji i, jak wcześniej donoszono, śmiertelność szpitalną. Przedtransplantacyjna punktacja MELD wynosiła 15~25, a śmiertelność wynosiła 6,12% na najniższym poziomie; przy <15, śmiertelność wynosiła 8,08%, a przy >25, śmiertelność wynosiła 34,04%, co było najwyższe wśród grup. Wybór odpowiedniego chorego i czasu do OLT jest złożony i zależy od wielu czynników, takich jak przeżywalność, zachorowalność, wykorzystanie zasobów i jakość życia. Nasze wyniki sugerują, że pacjenci z mniejszym ryzykiem zgonu nie nadają się do przeszczepienia wątroby; w takich przypadkach czas przeżycia może być krótki. Dlatego średnie wyniki MELD (15~25) były najlepiej dopasowane do operacji; potwierdza to wyniki Merion i wsp. że niski lub wysoki wynik MELD nie jest najbardziej obiecującym wskaźnikiem .
System punktacji krzywych ROC został użyty do przewidywania czułości i specyficzności śmierci. Obszar pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika dla MELD wynosił 0,694, co stanowiło stosunkowo niską wartość prognostyczną. System punktacji MELD był dobrze skalibrowany (Hosmer-Lemeshow wynosił 6,818; ). Basile-Filho i wsp. podali, że pole powierzchni pod krzywą charakterystyki operacyjnej MELD wynosi tylko 0,5 . Wartość prognostyczna do przewidywania śmiertelności szpitalnej po operacji była niska, co wykazano również w innych badaniach .
As there was no an objective and accurate evaluation tool available for prediction of the outcome for liver transplantation until now The highest Youden index was 0.430, gdy wynik MELD był na poziomie wartości odcięcia 20,07, wykazując swoistość 0,726, czułość 0,704, pozytywną wartość predykcyjną (PPV) 0,292 i negatywną wartość predykcyjną (NPV) 0,938. Wynik ten wskazywał na wyższą czułość i swoistość APACHE IV w porównaniu z MELD, co wynikało głównie z faktu, że APACHE IV uwzględnia rozpoznanie przy przyjęciu oraz dane obiektywne. Barie i wsp. stwierdzili, że lepiej byłoby połączyć APACHE IV z innym systemem punktacji krytycznej, aby zapewnić dokładniejsze przewidywanie. W tym badaniu, chociaż połączenie APACHE IV i MELD miało najwyższą swoistość i PPV, jego indeks Youdena wynosił tylko 0,545. Vincent uznał, że różne systemy punktacji krytycznej mogą sobie wzajemnie pomagać w ocenie, a nie konkurować ze sobą. Połączenie APACHE IV i MELD poprawiło dokładność predykcyjną dla śmiertelności pooperacyjnej w stosunku do MELD, ale zmniejszyło dokładność w porównaniu z APACHE IV. W związku z tym indeks Youdena był najwyższy, gdy stosowano samą punktację APACHE IV. Dlatego funkcja APACHE IV jest lepsza niż innych.
Przewidywanie LOS na oddziale intensywnej terapii za pomocą APACHE IV jest używane do oceny i porównania ogólnego efektywnego wykorzystania oddziału intensywnej terapii w centrum medycznym. Opieka na oddziale intensywnej terapii stanowiła około 13% kosztów szpitalnych i 4,2% krajowych wydatków na zdrowie. Stwierdziliśmy, że różnica między przewidywanym LOS na oddziale intensywnej terapii a rzeczywistym LOS na oddziale intensywnej terapii była znacząca, ale korelacja między nimi była słaba. Model APACHE IV zapewnia klinicznie użyteczne przewidywania LOS na oddziale intensywnej terapii dla grup krytycznie chorych pacjentów, ale jego dokładność i użyteczność są nadal ograniczone, jak wykazano w badaniu Vasilevskis i wsp.
Podsumowując, wartość prognostyczna modelu APACHE IV jest większa niż systemu punktacji MELD, dlatego wymaga on walidacji w wielu ośrodkach OIT.
Wkład Autorów
Yueyun Hu i Xianling Zhang w równym stopniu przyczynili się do powstania tej pracy.
.