Využití reklasifikační analýzy pro tvorbu rizikových indexů predikující mortalitu u pacientů s CHOPN

Mgr. Michal Svoboda

Advanced ('rigorózní') thesis

Use of reclassification analysis for creation of risk indices predicting mortality in COPD patients

Abstract:

Úvod a cíle: Hlavním důvodem vzniku této práce je skutečnost, že CHOPN představuje onemocnění asociované s vysokou morbiditou (prevalence dosahuje 8 %) a mortalitou (5. nejčastější příčina úmrtí). Vývoj a využívání rizikových indexů jsou nezbytné k predikci pravděpodobnosti úmrtí a definici nejrizikovější skupiny jedinců. Hlavním cílem této práce je vytvoření nových rizikových indexů, pomocí nichž budeme schopni odhadnout riziko úmrtí. Data a metodika: Zdrojem dat pacientů s CHOPN je česká multicentrická databáze CHOPN. V dnešní době databáze obsahuje 717 pacientů, přičemž do analýzy vstoupili pouze jedinci s informací o úmrtí a s demografickými údaji (pohlaví, věk, BMI). Z těchto 699 subjektů, kteří kritéria splnili, bylo 74 % mužů, medián věku činil 67 let a 12 % pacientů zemřelo. Celý proces vzniku indexů byl složen ze tří kroků. Prvním krokem byla popisná statistika, kdy parametry, u nichž byl prokázán významný vztah s mortalitou, byly vstupem druhého kroku. Tímto krokem, ROC analýzou, byla snaha najít faktory, které dokáží významně separovat pacienty do dvou skupin, jež by co nejvíce odpovídaly výskytu či absenci události. Třetím a posledním krokem byla reklasifikační analýza, jejímž úkolem je určit, zda parametr, který přidáme do rizikového indexu, statisticky významně přesune jedince správným směrem dle jejich rizika úmrtí. Výsledky: Z reklasifikační analýzy vzešly dva faktory, které je vhodné a významné přidat do indexu ADO – TLCO a výskyt srdečního selhání. V případě TLCO přešlo správným směrem 44 % jedinců a přidáním srdečního selhání se správně překlasifikovalo 37 % pacientů. Byly vytvořeny tři nové indexy – ADO doplněné o TLCO (ADO – T), ADO doplněné výskytem selhání srdce (ADO – S) a ADO rozšířené o oba parametry (ADO – TS). Mezi těmito indexy a původním ADO indexem existuje statisticky významný rozdíl v hodnotách jejich AUC (0,623, 0,687 a 0,711 vs. 0,573). Závěr: Touto prací bylo potvrzeno, že rizikové indexy jsou užitečným nástrojem pro predikci úmrtí u pacientů s CHOPN. Dále jsou tyto indexy vhodné pro rozdělení jedinců do jednotlivých tříd na základě jejich rizika. Bylo dokázáno, že dlouhodobé přežití se v jednotlivých třídách statisticky významně liší.

Abstract:

Introduction and aims: The main reason of this work creation is fact, that COPD represents a disorder associated with high morbidity (prevalence is about 8%) and high mortality (5th common cause of death). Development and using of risk indices are necessary for prediction of death probability and for defining the most risk category. The main aim of this work is risk indices creation, by them we can estimate the risk of death. Dataset and methods: Source of the data of patients with COPD is Czech multicentre database of COPD. In these days the study consists of 717 patients. Only patients with information about death and with demographic information (gender, age, BMI) go into this analysis. Totally 699 patients meet the criteria, 74% men with median of age 67 years and 12% of them died. Whole process of risk indices creation consists of three steps. First step is descriptive statistics, where the parameters with statistically significant relationship with mortality are inputs into second step. By this step is ROC analysis, by that we want to find factors, that could divide patients into two groups most closely correspond to death. Third and at the same time last step is reclassification analysis. Its aim is determining, if the new parameter in the risk index can statistically move individuals to right direction according to their risk of death. Results: Two factors were appropriate and significant to add into index ADO (TLCO and occurrence of heart failure). In case of TLCO, 44% of patients have moved right direction, and with adding of heart failure 37% of patients were rightly reclassified. Three new indices were created. The first was supplemented by TLCO (ADO – T), second by occurrence of heart failure (ADO – S) and the last was supplemented by both parameters (ADO – TS). There are statistically significant differences between AUC of ADO index and new indices (0.623, 0.687 a 0.711 vs. 0.573). Conclusion: By this work was confirmed, that risk indices are useful tool for prediction of death in COPD patients. Indices are also suitable for separating of patients into risk categories. It was proved, that the difference between long-term survival of patients from categories is statistically significant.

Keywords

CHOPN, predikce mortality, BODE index, ADO index, CPS, ROC analýza, reklasifikační analýza, NRI, IDI, COPD, prediction of mortality, ROC analysis, reclassification analysis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 9. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 8. 2. 2017
• Reader: RNDr. Ondřej Májek, Ph.D., MUDr. Vratislav Sedlák, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Experimental Biology / Mathematical Biology