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文摘
客觀的使用聚類分析確定離散表型組極早產兒。
設計回顧整個人口研究的二次分析。
設置所有新生兒單位在英格蘭在2014年和2019年之間。
參與者活產嬰兒不到28周的妊娠,承認一個新生兒。
幹預措施k - means聚類分析與孕齡了,阿普加分數在5分鍾和機械通氣時間作為輸入變量。
主要和次要結果的措施支氣管肺的發育不良,排放氧氣,腦室出血、出院前死亡新生兒護理。
結果一萬零一百九十七名嬰兒(53%的男性)分為四個集群:集群1包含的嬰兒中間妊娠和通風時間和一個中間支氣管肺的發育不良的死亡率和發病率。集群妊娠2包含最高的嬰兒,通風和死亡率最低的時間更短。集群3包含阿普加分數最低的嬰兒和腦室出血的死亡率和發病率最高。集群4包含嬰兒最低的妊娠期,最長時間的通風和支氣管肺的發育不良的發生率最高。
結論臨床參數分類極早產兒分為離散表型組不同後續新生兒的結果。
- 新生兒重症和急救護理
- 新生兒學
- 呼吸生理
數據可用性聲明
合理的請求數據。
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來自Altmetric.com的統計
本研究的優點和局限性
研究首次使用聚類分析分類極早產兒在不同表型組。
我們使用現成的臨床參數分類極早產兒分為不同的表型組。
隨後的組織有不同的新生兒結局如存活出院新生兒保健和支氣管肺的發育不良。
我們使用整個人口,而不是一個代表性樣本,使我們的結果更generalisable。
集群分析並不像我們早期預測的研究包括通風的時間作為輸入變量,這可能是長期的生活極度早產嬰兒。
介紹
早產兒童發病率和死亡率的主要原因是全球發病率約為10.6%。1嬰兒在懷孕28周的完成(極度早產)遭受嚴重的多係統發病率持續到青春期和成年期,2 3對於健康的影響和重要的金融係統4和增加身體、情感和家庭的經濟負擔。5這些嬰兒的存活率增加了在過去的幾十年6對病人和家屬和相關的影響僅僅是預計將增加在未來。
盡管許多極早產兒遭受重大圍產期和長期發病率,7新生兒的嚴重性有實質性的變化結果,逃避主要發病率占據相當大的比例。舉個例子,我們最近報道的總體死亡率和發病率支氣管肺的發育不良(BPD)的極早產兒在英國是18.9%和57.5%,分別,這意味著81.1%的嬰兒幸存下來放電,23.6%是免費的桶。8雖然新生兒不良結果的多因子的來源已被描述,9新生兒的結果的異質性是知之甚少。
無監督學習的使用基於大數據分析已用於臨床領域對個別危險因素的預測和臨床決策支持。10無監督學習也可以幫助識別不同的表型組(集群)對應於不同的臨床表型的極端的早產兒。聚類分析的方法檢測子組在多維數據集也可以幫助識別子組的患者可能受益於有針對性的幹預措施。11日12據我們所知,這樣的無監督學習方法沒有被用來描述不同的表型組極度早產。
我們旨在獲取和描述極早產兒的集群基於現成的臨床資料,探討這些不同的表型是否與新生兒的結果不同。
材料和方法
研究設計和參與者
所有嬰兒一例妊娠28周完成之前,承認一個新生兒單元在英格蘭2014年1月1日至2019年1月1日(研究)包括在內。這是一個先前獲得的數據分析調查增長障礙之間的關係與桶的發展回顧,所有人口研究。8一個預定義的數據集收購從國家新生兒研究數據庫(NNRD),英國倫敦帝國理工學院。為研究使用現有數據庫數據,從個人信托參與不需要審批,但僅從NHS信托持有數據庫(和切爾西威斯敏斯特NHS信托基金會)。
收集以下變量:母親的年齡(年),管理產前類固醇(yes / no),出生時胎齡計算從末次月經或ultrasonographically(周),出生體重(公斤),阿普加分數在5分鍾的年齡,性別(男/女)、入侵通風時間(天),桶發展定義為任何需要呼吸支持36周postmenstrual年齡(PMA),13日14管理產後糖皮質激素(定義為注射用地塞米鬆或氫化可的鬆連續超過5 days-yes /不),外科幹預對壞死性小腸結腸炎(是/否),15動脈導管未閉結紮手術(是/否),16腦室出血(IVH) 3 - 4年級(是/否),17室旁leucomalacia(是/否),18出院前死亡新生兒護理(是/否),死亡年齡(天),重量在36周PMA(公斤),PMA放電(周),重量在放電(公斤),出院在家氧氣(yes / no)。我們計算了出生體重z分數(ΔWz)使用英國早產引用圖表19和Microsoft Excel插件LMS增長(V.2.77;www.healthforchildren.co.uk)。嬰兒的出生體重z分數不是計算<懷孕23周完成,沒有參考數據。
PPI聲明
這是一個回顧性研究,所以病人和公眾無法參與。
分析
聚類分析進行了連續變量的最小的數量必須充分描述新生兒的結果,因為包含大量的變量可能降低最終的分類。11日20k - means聚類分析與孕齡了,阿普加分數在5分鍾和機械通氣時間作為輸入變量。這些參數被選擇,因為它們是獨立的,它們之間分攤新生兒的結果和病理生理不同。在聚類之前所有結果標準化作為z得分。選擇數量的集群,集群解決方案包括執行2到10集群和選擇最佳的解決方案是基於迭代的最小數量改變集群中心和相應的最優性因子和意義方差分析(方差分析)分析。F因素每個方差分析集群解決方案是計算兩個方差的比率,和更高的F因子與更強的集群的分離。21日22受試者用缺失值的三個輸入變量被排除在分析之外。連續變量比較跨集群利用克魯斯卡爾-沃利斯與Mann-Whitney U測試作為事後測試成對比較。跨集群使用χ分類變量進行比較2測試與Bonferroni調整事後測試成對比較。提出了集群配置文件圖形使用徑向情節,每個“說話”的長度與標準化變量的大小成正比。呈現集群也使用discriminant-coordinates biplot,生成的典型變量分析,哪些項目多維數據到一個低維空間,同時保留盡可能多的信息,提供一個更容易解釋的集群分離和密度的二維表示。
集群使用SPSS軟件進行統計分析,V.26.0 (、IBM、紐約Armonk)。
結果
研究期間,11 806名嬰兒出生活著低於妊娠28周的完成和承認在英國新生兒加護病房。一千五百八十五名嬰兒被排除在外的缺失數據在5分鍾的阿普加分數。21歲的嬰兒被移除在機械通氣時間和丟失的數據進一步三個嬰兒因為不確定的性(圖1)。總共有197嬰兒(53%的男性)包含在最終的分析(差)妊娠年齡中值為26.0(24.9 - -27.1)周,出生體重0.81公斤(0.68 - -0.96)(表1)。他們通風的中位數(3-26)10天,幸存下來的排放從新生兒保健(81%)被關在一個值(差)PMA 39.6(37.6 - -42.1)周(表1)。
包括嬰兒的流程圖。
four-cluster解決方案被發現是最優的(表1)。四個集群提出了圖形化的臨床資料圖2和圖3。輸入參數的箱線圖的四個集群隨著出生體重得分,PN的持續時間和PMA年齡放電了圖4。
徑向情節顯示四個集群的臨床資料。數據標準化(表示為z得分引用整個隊列)和峰值點表示中位數。
集群解決方案的判別二維圖。聚類質心的黑圈。
箱線圖的胎齡(A),阿普加分數在5分鍾(B),通風時間(C),出生體重z分數(D)、持續時間的腸外營養(PN) (E)和postmenstrual年齡(PMA)放電(F)的四個集群。每個參數的中值為整個人口被描繪成一個虛線。胡須代表最大和最小值。星號是極端(至少三個盒子的長度值)和圓圈是離群值(1.5盒長度的值)。
集群1(中間)包含了27%的人口。集群1的嬰兒有一個較低的值(差)胎齡(24.8(24.1 - -25.2)周)與集群2和3(27.0周(26.6 - -27.6)和25.4(24.4 - -26.4)周分別,均p < 0.001)。嬰兒的阿普加分數中值集群1高與集群的嬰兒相比3和4 (p < 0.001),但不是集群2嬰兒。嬰兒在集群1通風中值(差)一段21(10-33)天,大大延長,嬰兒的集群2和3(4(2 - 10)和9(3-21)天,分別為p < 0.001),但都明顯短於集群的嬰兒4(60(52 - 73)天,p < 0.001)。嬰兒經常開發的集群1桶(59%)相比,嬰兒的集群2和3(分別為48%和42%,p < 0.001),但通常比嬰兒的集群4 (89%,p < 0.001)。集群1的嬰兒死亡率較低(27%)與集群3 (40%,p < 0.001),但高死亡率與集群2 (8%,p < 0.001)。
集群2(有利的)含有47%的人口和(差)妊娠年齡中值最高(27.0(26.6 - -27.6)周)與1組相比,3(25.4(24.4 - -26.4)周,p < 0.001)和4(24.4(23.9 - -25.3)周,p < 0.001)。嬰兒的阿普加分數中值集群2高與集群的嬰兒相比3和4 (p < 0.001)。嬰兒在集群2有短時間的通風中值(差)4(2 - 10)天內,與嬰兒的集群1(21天)(10-33)],集群3(9天)(3-21)和集群4(60(52 - 73)天,均p < 0.001)。嬰兒少開發的集群2桶(48%)相比,嬰兒的集群1和4(分別為59%和89%,p < 0.001),但更多的嬰兒集群3 (42%,p < 0.001)。集群2的嬰兒死亡率最低(8%)與其他集群相比(p < 0.001)。
集群3(低阿普加)含有17%的人口和最低的嬰兒中值(差)阿普加分數(4(2 - 5)為所有其他組(p < 0.001)。他們的值(差)妊娠(25.4(24.4 - -26.4)周)高於集群1和4,但低於集群2 (p < 0.001)。嬰兒的集群3的值(差)持續時間較短通風(9(3-21))天,相比之下,嬰兒的集群1和4 (p < 0.001),但超過嬰兒集群2 (p < 0.001)。嬰兒的集群3桶的低發病率(42%)與集群1的嬰兒相比,2和4(分別為59%、48%和89%,p < 0.001)。集群3的嬰兒死亡率最高(40%)與其他集群相比(p < 0.001)。
集群4(長時間通風)的最小數量的受試者(8%),最低的胎齡(24.4(23.9 - -25.3)周),最長的中值(差)通風時間(60(52 - 73)天)與其他集群相比(p < 0.001)。嬰兒的阿普加分數中值集群4是6(5 - 8),這是更高的嬰兒相比集群3 (p < 0.001),但低於集群1和2的嬰兒(p < 0.001)。嬰兒的集群4桶率最高(89%)與其他嬰兒的集群相比(p < 0.001)。集群4的嬰兒的死亡率(19%)低於集群1和3 (p < 0.001)和集群高於2 (p < 0.001)。
討論
使用無監督學習發現和描述不同的表型組極早產兒,我們證明了生存排放從新生兒保健和其他重要的在這些組新生兒的結果明顯不同。我們使用現成的參數分類極早產兒到四個集群。
集群1(中間)由嬰兒與低胎齡和相對長期的入侵通風的複蘇整體直接證明了平均阿普加8在出生後5分鍾。然而,他們有一個相對較高的死亡率和發病率的桶。集群2(有利的)是最大的群體,表現出最好的結果。它含有嬰兒胎齡和出生體重z分數最高的和簡潔的通風時間。不足為奇的是,他們也有最低的死亡率和並發症的發生率相對溫和如桶。他們也最早從新生兒出院護理。集群3中的嬰兒的主要聚類特性是較低的阿普加分數。窮人出生時條件也許可以解釋為什麼他們的死亡率和率最高IVH與其他組相比,但是他們的相對較大的妊娠和簡短的通風時間或許可以解釋為什麼他們有桶的發生率最低。集群4(長時間通風)是早產兒,機械通氣時間最長和桶中發病率最高。這些嬰兒也出院回家以後PMA比所有其他集群嬰兒。
我們的研究結果強調兩個截然不同的within-cluster關聯。首先,可憐的條件與隨後的高死亡率和出生時IVH集群(3),第二,協會長期通風與桶(集群4)。這兩個協會之前單獨人口研究中描述:詹森等研究3343極低體重嬰兒和報道,在幸存者中,接觸更多的機械通風集與進步提高桶的風險。23有趣的是,最高的死亡率在我們的研究中並沒有降低妊娠出生的嬰兒,而是阿普加分數最低的。出生貧困狀況的協會IVH和死亡率增加主要歸因於內在脆弱性的生發基質血管和腦血流量的幹擾。24日25日也有趣的集群3的嬰兒死亡率最高和最低的阿普加分數以外,也有自殺率最低的產前類固醇和三級中心出生的發生率最低。這是與之前的研究結果相一致,強調,交付三級中心外與高死亡率和較低的吸收有關產前類固醇。26我們的研究補充了文獻通過展示這些協會在組織內的相同的人口而不是通過一個單方麵的關係,沒有考慮其他的結果。
輸入變量的選擇(胎齡,阿普加分數在5分鍾和機械通氣時間)顯然是基於臨床和重大影響,我們的結論。我們選擇使用這三個參數,因為它們是連續的和可靠的人口水平,同時他們也代表了相對明顯的病理生理過程,與受損後的結果。是描述,例如,阿普加分數通常受到懷孕,不能認為是窒息的證據也不能用於個體層麵預測死亡率或神經係統的結果。27替代連續變量來評估等條件在出生時臍帶pH值或乳酸不能使用,然而,這些指標並不始終在數據庫中插入和缺失值的比例非常高。同樣,通風的持續時間被選為代表肺部疾病的嚴重程度28也可以評估相對較早時間順序通風在我們人口的平均持續時間是10天。
據我們所知,非監督學習和聚類分析之前沒有專門適用於極早產兒。Souza等使用k - means聚類分析探索臨床條件與早產和報道,4150名早產兒被集中在三組女性,雖然一些母性特征不同的集群,孕產婦和新生兒的結果沒有。29日這可能是由於人口的差異,這主要是一個產科新生兒的研究結果並不視為無監督模型的輸入變量。Greenbury等集群上執行每日營養攝入量不足32周早產兒的妊娠和報告不同的營養集群,異構的大小,與一些常見顯示可判斷的臨床實踐。他們還發現了一個桶等營養實踐和結果之間的關係,提供母乳是保護性因素對發展中桶。30.
我們的分類可以在進一步了解臨床有用的病理生理學極度早產的發病率和死亡率,並可能在目標選擇子組的嬰兒為特定的幹預措施。例如,對於集群4,這些幹預措施可能包括產後糖皮質激素來幫助管理從侵入性呼吸支持早期斷奶,31日更溫和的複蘇方法,避免機械通風的新的非侵入性技術32和使用微創表麵活性劑管理,這已經被證明可以減少桶的發病率。33會增加協會的死亡率和出生在集群3三級醫院外還可以加強中央集權的論點極度早產專注於高容量的圍產期保健的中心。34
我們的研究優勢和一定的局限性。據我們所知,這是第一個研究使用非監督學習分類極早產兒在不同表型組。進一步的力量我們的研究,我們使用整個人口而不是具有代表性,因此,通過避免包含偏見,我們的結果更generalisable。我們應該明確,我們的分析不是一個早期預測工具,可以應用在出生時,我們已經包括通風作為輸入參數的持續時間,是在極度早產嬰兒的生活相比之下,阿普加分數或胎齡。因此,我們的研究目標是描述不同病理生理現象在人口層麵的互動,而不是提供個性化出生時的預測結果。我們也應該注意我們的研究隻包括嬰兒從最近5年而不是更長一段時期將延長更多的過去。我們更嚴格的時期,將更好地對應於當前的新生兒護理標準。我們在分析信息不包括早產是否自發或胎膜破裂時間的缺失數據在這些類別的數量非常高在國家層麵上,更在non-tertiary單位。
總之,我們已經使用現成的臨床參數分類極早產兒分為不同的表型組。隨後的組織有不同的新生兒結局如存活出院新生兒保健和桶。
數據可用性聲明
合理的請求數據。
倫理語句
病人同意出版
倫理批準
一個預定義的數據集收購從國家新生兒研究數據庫(NNRD),英國倫敦帝國理工學院。NNRD批準的國家研究倫理服務(10 / H0803/151),保密的谘詢小組健康研究機構(8-05 [f] / 2010)和Caldicott監護人和鉛特約醫院的臨床醫生。為研究使用現有數據庫數據,從個人信托參與不需要審批,但僅從NHS信托持有數據庫(和切爾西威斯敏斯特NHS信托基金會)。主要研究是西方Midlands-Edgbaston研究倫理委員會批準(REC參考:19 / WM / 0172)和英國衛生研究機構(HRA) (ira項目ID: 259225)。這項研究是進行道德符合世界醫學協會赫爾辛基宣言。
引用
補充材料
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補充數據
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腳注
貢獻者道明:構思研究,參與數據分析,寫的第一個版本的手稿,手稿的擔保人,EEW:獲取和分析數據集和批判性回顧了手稿。CH:參與數據分析和批判性的修訂手稿;AG:參與研究設計,監督項目和批判性思維修訂後的手稿。
資金艾瑪·威廉姆斯是由查爾斯·沃爾夫森的資助慈善信任和無條件的教育撥款係統性紅斑狼瘡。這項研究得到了美國國家衛生研究所(NIHR)在人的生物醫學研究中心和聖托馬斯的NHS信托基金會和倫敦國王學院。作者的觀點是,不一定NHS, NIHR或衛生部。
相互競爭的利益教授格裏諾一直資助來自不同製造商(方丈實驗室、美)和通風機製造商(SLE)。教授格裏諾已經收到酬金給講座和谘詢各種製造商(方丈實驗室、美)和通風機製造商(SLE)。格裏諾教授目前正在接受無條件的教育撥款係統性紅斑狼瘡。
病人和公眾參與病人和/或公眾沒有參與設計,或行為,或報告,或傳播本研究計劃。
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