Vývoj stochastických modelů predikce mortality pacientů s kardiovaskulárním onemocněním

RNDr. Simona Littnerová, Ph.D.

Doctoral thesis

Development of models predicting mortality in patients with cardiovascular disease

Abstract:

Úvod: Kardiovaskulární onemocnění jsou hlavní příčinou úmrtí ve většině evropských států. Jednou z celosvětově nejčastějších příčin úmrtí je ischemická choroba srdeční (ICHS), a její četnost se zvyšuje. Analýza rizikových faktorů ovlivňujících mortalitu u těchto nemocí, tvorba modelů pro predikci rizika komplikací či úmrtí a jejich populační zobecnění jsou nezbytnou součástí mezioborového výzkumu v této oblasti. Jedním z hlavních rizikových faktorů pro rozvoj srdečního selhání je obesita. Avšak, v případě výskytu akutního srdečního selhání, obézní pacienti mají menší riziko mortality - paradox obezity. Jedním z cílů práce bylo potvrdit/vyvrátit paradox obezity u pacientů s akutním srdečním selháním. Vyšší výskyt mortality je mezi vysoko-rizikovými pacienty. K identifikaci těchto pacientů lze využít rizikové skórovací systémy. Dalším cílem práce je srovnat šest hodnotících modelů pro predikci až tříleté mortality a zároveň zjistit, zda jsou tyto modely užitečné pro odhad rizika rehospitalizace z důvodu akutního dekompezovaného srdečního selhání (ADSS). Metody: Pomocí databáze AHEAD (česká multicentrická databáze pacientů hospitalizovaných v důsledku ASS) bylo vyhodnoceno 5057 pacientů; pacienti s BMI <18,5 kg/m2 byli vyloučeni. Celková mortalita byla porovnána mezi skupinami s BMI 18,5-25 kg/m2 as BMI> 25 kg/m2. Data byla analyzována pomocí propensity skóre založené na 11 parametrech. Pro vyhodnocení prediktivních schopností šesti rizikových skóre bylo analyzováno 593 pacientů léčených primární PCI. Predikční schopnosti byly hodnoceny pomocí plochy pod ROC křivkou (AUC). Výsledky: Ve vyvážených skupinách dle propensity skóre nebyl obesity paradox v 30denní mortalitě významný. Dlouhodobá mortalita pacientů s normální hmotností byla vyšší než u pacientů s nadváhou/obezitou (HR, 1,36; 95% CI, 1,26-1,48; p <0,001). Ve vyváženém datovém souboru byl výsledek podobný (1,22; 1,09-1,39; p <0,001). Vyšší dlouhodobá mortalita byla také pozorovaná ve vyváženém datovém souboru u podskupiny pacientů s de novo AHF (1,30; 1,11-1,52; p = 0,001), ale u pacientů s akutním dekompenzovaným srdečním selháním byl pozorován pouze trend vyšší mortality u pacientů s normální hmotností. Prospektivní sledování pacientů, u nichž byla hodnocena riziková skóre, bylo > 3 roky. Třicetidenní, jednoletá, dvouletá a tříletá mortalita byla 4,0%, 7,3%, 8,9% a 10,6%. Šest rizikových skóre - TIMI skóre, dynamické TIMI, CADILLAC, PAMI, Zwolle a GRACE vykazovaly vysokou prediktivní přesnost pro šestiměsíční a 12měsíční mortalitu s hodnotami AUC 0,73-0,85. Nejlepší prediktivní hodnoty pro dlouhodobou mortalitu byly pozorovány u GRACE. Další nejlepší predikci vykazovaly CADILLAC, Zwolle a Dynamic TIMI. Všechna skóre měla nižší predikční přesnost pro opakovanou hospitalizaci v důsledku ADSS, s výjimkou Zwolle s diskriminací pro hospitalizaci do dvou let (AUC, 0,80-0,83). Závěr: Získané výsledky naznačují signifikantně nižší dlouhodobou mortalitu u ASS pacientů s nadváhou/obezitou. Obesity paradox byl potvrzen. Všechny testované rizikové modely vykazovaly vysokou prediktivní hodnotu pro odhad roční mortality, ale GRACE se jeví jako nejvhodnější pro predikci v delším sledovací období. Testované modely vykazovaly schopnost předvídat také riziko rehospitalizace z důvodu ADSS, zejména rizikový model Zwolle.

Abstract:

Introduction: Cardiovascular disease is the leading cause of death in most European countries. One of the most common causes of death worldwide is coronary heart disease (CHD), and its frequency is increasing. The analysis of risk factors affecting mortality in these diseases, the creation of models for predicting the risk of complications or deaths and their generalization are an essential part of interdisciplinary research in this area. One of the major risk factors for developing heart failure is obesity. However, in the case of acute heart failure, obese patients have less risk of mortality - a obesity paradox. One of the aims of the study was to confirm/disprove the obesity paradox in patients with acute heart failure (AHF). A higher incidence of mortality is among high-risk patients. Risk scoring systems can be used to identify these patients. Another aim of this work is to compare six evaluation models for prediction of up to three-year mortality and to find out if these models are useful for estimating the risk of repeated hospitalization due to acute decomposed heart failure (ADHF). Methods: Using the AHEAD database (Czech multi-centre database of patients hospitalized due to AHF), 5057 patients were evaluated; patients with BMI <18.5 kg / m (2) were excluded. Overall mortality was compared between BMI groups of 18.5-25 kg / m 2 and BMI> 25 kg / m 2. Data was analyzed using a propensity score based on 11 parameters. To assess the predictive capabilities of six risk scores, 593 patients treated with primary PCI were analyzed. Predictive abilities were evaluated using the area under the ROC curve (AUC). Results: In balanced groups, according to the propensity score, obesity was not significant in 30-day mortality. Long-term mortality in patients with normal weight was higher than in overweight / obesity patients (HR, 1.36; 95% CI, 1.26-1.48; p <0.001). In a balanced data set, the result was similar (1.22; 1.09-1.39; p <0.001). Higher long-term mortality was also observed in the balanced dataset in the de novo AHF subgroup (1.30; 1.11-1.52; p = 0.001), but only a higher mortality trend was observed in patients with acute decompensated heart failure patients with normal weight. Prospective follow-up of patients at risk scores was> 3 years. Thirty-day, one-year, two-year and three-year mortality were 4.0%, 7.3%, 8.9% and 10.6%, respectively. Six risk scores - TIMI score, dynamic TIMI, CADILLAC, PAMI, Zwolle, and GRACE showed high predictive accuracy for a six-month and a 12-month mortality with AUC values of 0.73-0.85. The best predictive values for long-term mortality were observed in GRACE. Other best predictions were CADILLAC, Zwolle, and Dynamic TIMI. All scores had lower predictive accuracy for repeated hospitalization due to ADSS, with the exception of Zwolle with discrimination for hospitalization up to two years (AUC, 0.80-0.83). Conclusion: Obtained results suggest significantly lower long-term mortality in overweight/obesity AHF patients. Obesity paradox has been confirmed. All risk models tested showed a high predictive value for estimating annual mortality, but GRACE appears to be the most appropriate for prediction in the longer follow-up period. The models tested also had the ability to anticipate the risk of rehospitalization due to ADHF, especially the Zwolle risk model.

Keywords

kardiovaskulární onemocnění, srdeční selhání, infarkt myokardu, propensity skóre, AUC, rizikové skóre, rizikové faktory, reklasifikační analýza cardiovascular disease, heart failure, myocardial infarction, propensity score, risk score, risk factors, reclassification analysis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 14. 10. 2019
• Supervisor: prof. RNDr. Ladislav Dušek, Ph.D., prof. MUDr. Jindřich Špinar, CSc.
• Reader: doc. MUDr. Milan Hromádka, Ph.D., prof. MUDr. Miloš Táborský, CSc., FESC, FACC, MBA

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
General Medicine (4-years) / Cardiology