《Acta Paediatrica》:Paediatric Index of Mortality 3 in Sweden: Validation and Recalibration to Improve Mortality Prediction in Paediatric Intensive Care
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目的:在瑞典,危重症儿童被收治于四个专科儿童重症监护病房(PICU)或综合重症监护病房(ICU)之一,反映了部分集中化的医疗体系。儿科死亡指数第3版(PIM3)是广泛用于预测危重症儿童死亡风险的分层工具。本研究旨在全国性瑞典队列中验证PIM3,在必要时对模型进
目的:在瑞典,危重症儿童被收治于四个专科儿童重症监护病房(PICU)或综合重症监护病房(ICU)之一,反映了部分集中化的医疗体系。儿科死亡指数第3版(PIM3)是广泛用于预测危重症儿童死亡风险的分层工具。本研究旨在全国性瑞典队列中验证PIM3,在必要时对模型进行重新校准,并比较PICU与ICU的结局。
方法:这项回顾性队列研究使用了瑞典重症监护注册库中2016年1月1日至2022年9月30日期间报告的前瞻性收集数据。通过逻辑回归评估区分度和校准度,并进行了重新校准。
结果:共纳入19,183例入住,其中男性10,714例,女性8,469例。重新校准前,PIM3高估了两种环境下的死亡率,PICU的标准化死亡率(SMR)为0.72(95%置信区间[CI] 0.64–0.80),ICU为0.52(95% CI 0.42–0.63)。重新校准后,PICU的SMR为0.92(95% CI 0.70–1.20),ICU为0.96(95% CI 0.59–1.49)。
结论:PIM3显示出优异的区分度,但在瑞典背景下系统性地高估了死亡率。重新校准纠正了这一偏倚,并减弱了PICU与ICU环境之间的结局差异。
本研究发表于《Acta Paediatrica》,旨在评估PIM3在瑞典儿科人群中的适用性,并对模型进行重新校准以改善死亡预测,进而比较PICU与ICU的患儿结局。
研究背景与问题方面,近几十年来儿科重症监护日益向区域性三级PICU集中,以整合专业资源、优化配置并改善预后。瑞典国土辽阔、人口稀疏,全国共有84个重症监护单元,其中仅Lund、Gothenburg、Uppsala和Stockholm四地设有专科PICU。危重症儿童通常需从普通ICU转运至这些三级中心。然而,PICU是否能降低风险调整后的死亡率,既往研究结果并不一致。2015年瑞典出台的国家指南建议3岁以下儿童应收治于专科PICU,至2022年约50%的15岁以下ICU收治在该国四个PICU完成。尽管如此,自指南实施以来,PICU与ICU之间的风险调整后结局比较尚未进行评估。临床基准化对于评估重症监护质量、跨单元比较至关重要,而风险调整是进行有效比较的前提。PIM3是斯堪的纳维亚地区PICU和ICU中最广泛使用的评分工具,于患者首次接触到入ICU后1小时内记录生理和临床参数计算预测死亡风险,是风险调整SMR的基础。该模型基于澳大利亚、新西兰、爱尔兰和英国的数据开发,内部验证显示良好性能,但外部验证结果不一。本研究正是要填补PIM3在瑞典这一多样化医疗环境中缺乏外部验证的空白。
研究人员开展的研究内容、结论及意义方面,该团队利用瑞典重症监护注册库的大数据,首次在斯堪的纳维亚地区对PIM3进行了全面评估。研究发现PIM3虽具优异的区分能力,但存在系统性高估死亡率的校准偏差。通过重新校准,尤其是完全重新校准个体系数,成功纠正了这一偏倚,并显著减弱了PICU与ICU之间的SMR差异。这一发现对于瑞典及类似医疗体系中进行公平的跨单元质量比较具有重要意义,提示直接应用原始PIM3可能导致对PICU绩效的误判。
关键技术方法方面,研究采用回顾性观察设计,样本来源于瑞典重症监护注册库2016年1月1日至2022年9月30日期间的前瞻性数据。主要技术方法包括:以ICU死亡率为主要结局;运用受试者工作特征曲线下面积(AUC-ROC)评估区分度,DeLong法计算置信区间;采用标准化死亡率(SMR)及其95%CI、校准带图(calibration belt plot)和Hosmer-Lemeshow拟合优度检验评估校准度;使用逻辑回归进行简单重新校准(整体系数校正)和完全重新校准(个体系数调整,并应用弹性网络正则化防止过拟合),将数据集随机分为80%开发集和20%验证集。
研究结果部分,首先为队列特征与PIM3原始性能:在23,632例报告收集中,排除2,516例无PIM3记录和1,933例转院者后,最终19,183例纳入分析。研究指出10.4%的收治缺乏PIM3评分,这些患儿年龄较大(中位7岁 vs. 2岁)且死亡率较低。PIM3变量缺失率为0%(ICU死亡率)至48.5%([FiO2/PaO2])不等,完整数据者占46.8%。整体SMR为0.69(95% CI 0.63–0.76),AUC-ROC为0.93(95% CI 0.92–0.95)。低风险组SMR仅为0.27(95% CI 0.15–0.44),高风险组为0.74(95% CI 0.67–0.81),校准带图显示模型校准不良。对于转院患者,首次ICU的预测死亡风险(7.5%)高于接收PICU(6.6%)。其次为PICU与ICU比较:排除296例专科ICU后,12,001例PICU与6,886例ICU收治相比,PICU患者年龄更小、计划外收治比例更高、机械通气率更高、ICU住院时间更长。原始PIM3的SMR在PICU为0.72(95% CI 0.64–0.80),在ICU为0.52(95% CI 0.42–0.63)。第三为重新校准结果:简单重新校准公式为?0.3581537 + 1.0819294 × 原始PIM3评分,验证集中PICU的SMR为0.97(95% CI 0.74–1.25),ICU为0.86(95% CI 0.52–1.32)。完全重新校准后AUC-ROC仍为0.94(95% CI 0.91–0.96),所有预测因子保持显著性(除体外循环下心内直视术后及非体外循环下心内直视术后外)。完全重新校准使PICU的SMR降至0.92(95% CI 0.70–1.20),ICU降至0.96(95% CI 0.59–1.49),两组间差异明显缩小。然而,ICU队列中的高风险收治校准仍不理想;排除出院后12小时内再入ICU的417例后,高风险组校准得到改善。
讨论与结论部分,本研究是首次在斯堪的纳维亚地区评估PIM3。尽管AUC-ROC高达0.93,优于既往验证报道,但SMR为0.69表明模型系统性高估死亡风险,校准带图揭示系统偏倚,低风险组SMR更低提示风险调整不足,需要重新校准。PICU的SMR高于ICU,既往瑞典PIM2研究亦有类似发现,但这并非反映PICU医疗质量较差,而更可能是风险调整不足或数据报告不准所致。影响因素可能包括PICU接收更多高风险转诊和重症病例、数据收集实践与原始模型开发背景不同等。转院患者在首次ICU的预测风险更高,支持转运前初步治疗可能改善生理状态。缺失数据方面,多个生理变量缺失的收治倾向于更高SMR,但少量缺失影响有限。ICU缺失值比例更高,可能因为轻症患者基于临床判断未进行某些检查;但这并未使ICU的SMR人为升高,反而PICU的SMR更高,可能源于数据记录方式差异——PIM3要求记录入ICU后首小时首次测量值,而瑞典成人使用的SAPS3记录最差值,这可能导致实际记录的是最差值而非首次值。此外,瑞典ICU中PIM3使用频率较低也可能影响风险评估准确性。总体而言,模型在PICU人群中比ICU人群表现更可靠。重新校准个体系数较整体重新校准仅带来小幅性能提升,重新校准系数与原始值基本保持一致。重新校准未能改善ICU队列高风险收治的拟合,但确实缩小了PICU与ICU的SMR差异,提高了模型在研究队列中的适用性。由于儿科ICU死亡率低,尽管样本量大,SMR的置信区间仍较宽,跨单元比较时需谨慎。高风险人群中预测死亡数低于实际,可能反映出院目的地记录不准确;排除出院后12小时内再入ICU者改善了该组校准,提示"最终ICU死亡率"作为终点在本研究中并非完全可靠。
研究结论指出:PIM3在瑞典儿科人群中具有优异的区分度,但其高估死亡率的偏凸显了重新校准的必要性。重新校准纠正了这一偏倚并减弱了PICU与ICU之间的结局差异。然而,重新校准模型在高风险收治中表现较差,这可能与出院目的地登记错误有关,最终ICU死亡率在本研究设定中似乎并非完全可靠的终点。