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Type: Tese
Title: Avaliação da acurácia de modelos preditivos de função tardia do enxerto renal e construção de um novo modelo
Authors: Costa, Silvana Daher
Advisor: Freitas, Tainá Veras de Sandes
Co-advisor: Daher, Elizabeth de Francesco
Keywords: Transplante de Rim;Isquemia;Reperfusão
Issue Date: 18-Mar-2020
Citation: COSTA, S. D. Avaliação da acurácia de modelos preditivos de função tardia do enxerto renal e construção de um novo modelo. 2020. 94 f. tese (Doutorado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Brazilian Portuguese: Introdução: Os estudos brasileiros reportam incidências de função tardia do enxerto (FTE) entre 54 e 82%, o que representa 2-3 vezes as incidências descritas por coortes americanas e europeias. Não há validação em nossa população dos modelos preditivos de FTE disponíveis, elaborados a partir de outras realidades clínicas. Objetivos: Avaliar a incidência e os fatores de risco para FTE em uma coorte de transplantes renais (TxR) com doador falecido (DF) realizados em uma região brasileira onde predominam os doadores de critério padrão. Avaliar a acurácia dos modelos preditivos disponíveis e, desde que nenhum dos modelos disponíveis tenha boa acurácia, construir um modelo de predição local. Métodos: Estudo de coorte retrospectiva incluindo todos os TxR DF realizados entre Jan 2014 a Dez 2017 em dois centros de transplante de Fortaleza: Hospital Geral de Fortaleza e Hospital Universitário Walter Cantídio. Foram excluídos os transplantes duplos, preemptivos, com uso de máquina de perfusão pulsátil e perdas ou óbitos na primeira semana pós TxR. Os modelos preditivos de FTE testados foram os descritos por Irish e cols, Jeldres e cols, Chapal e cols e Zaza e cols. Para construção do modelo preditivo, foi utilizada a ferramenta estatística de aprendizagem de máquina, incluindo modelos não lineares, além da regressão logística. Na construção do modelo preditivo, foram utilizados os três métodos de melhor desempenho. Resultados: Foram incluídos 443 pacientes na análise, os quais eram predominantemente homens (56,7%), adultos jovens (44,2 ± 14,7 anos), pardos (84,4%), com doença renal crônica de etiologia indeterminada (30,2%), os quais permaneceram 46,8 ± 45,2 meses em diálise (mediana 34 meses). Os doadores tinham idade média de 31 ± 12,9 anos, a maioria faleceu por trauma (70,3%), 5,1% eram hipertensos (HAS), 0,6% diabéticos e a creatinina final foi de 1,2 ± 0,6 mg/dL. Apenas 4,8% eram doadores de critério expandido. Do total, 83,1% dos enxertos foram perfundidos com Custodiol e o tempo de isquemia fria (TIF) médio foi de 20,9 ± 4 horas. A incidência de FTE na amostra foi de 53%. Em análise multivariada por regressão logística, as variáveis independentemente associadas a FTE foram: antecedente de diabetes (OR 1,922, IC 95% 1,1193,302, p=0,018), tempo em diálise em meses (OR 1,009, IC 95% 1,004-1,014, p<0,001), doador com HAS (OR 2,331, IC 95% 1,247-4,355, p=0,008), creatinina 7 final do doador (OR 1,947, IC 95% 1,320-2,872, p=0,001) e TIF em horas (OR 1,115, IC 95% 1,058-1,175, p<0,001). Os modelos preditivos de FTE disponíveis apresentaram poder discriminativo insignificante ou ruim: Irish (AUC-ROC 0,686), Chapal (AUC-ROC 0,621), Jeldres (AUC-ROC 0,613), Zaza (AUC-ROC 0,593). Na análise utilizando a ferramenta de aprendizagem de máquina, os três modelos com melhor desempenho foram árvore de decisão (AUC-ROC = 0,791), redes neurais (AUC-ROC = 0,886) e suporte de vetor de máquinas (SVM) (AUCROC = 0,784). Na árvore de decisão as principais variáveis consideradas foram: idade do doador, índice de massa corpórea (IMC) do receptor, PA média do doador, tempo em diálise, óbito do doador por AVC, DVA em dose elevada, glicemia do doador, creatinina final, diurese doador e TIF. No modelo de redes neurais: idade do doador, TIF, tempo em diálise, IMC doador, creatinina final, óbito do doador por AVC, IMC do receptor, diurese do doador, pressão arterial média do doador e DVA em dose elevada e finalmente, na análise por SVM as variáveis consideradas foram: TIF, óbito por AVC, idade e diurese do doador, glicemia do doador, DVA dose elevada, PA média do doador, IMC do receptor, tempo em diálise e IMC do doador. O modelo final, que inclui todas as variáveis dos três modelos de melhor desempenho, apresentou em excelente poder discriminante (AUC-ROC 0,922). Conclusão: a incidência de FTE na amostra foi elevada, apesar da predominância de doadores de critério padrão. Além das variáveis clássicas associadas a FTE apontadas pela regressão logística, variáveis relacionadas à manutenção do doador foram apontadas nas metodologias estatísticas nãolineares. Os modelos preditivos disponíveis tiveram pobre acurácia em predizer FTE na nossa população. O modelo desenvolvido apresentou excelente desempenho
Abstract: Introduction: Brazilian studies have been reported incidences of delayed graft function (DGF) varying between 54 and 82%, 2-3 fold the incidences described by American and European cohorts. The available predictive models of FTE, based on distinct clinical realities, are not validated in our population. Objectives: To evaluate the incidence and risk factors for DGF in a cohort of deceased donor (DD) kidney transplants (KT) performed in a Brazilian region where standard criteria donors are predominant. To evaluate the accuracy of the available predictive models and, since none of these models present good accuracy, to construct a local prediction model. Methods: Retrospective cohort study including all DD KT performed between Jan 2014 and Dec 2017 in two transplant centers: Hospital Geral de Fortaleza and Hospital Universitário Walter Cantídeo. We excluded: combined transplants, preemptive transplants, KT using pulsatile machine perfusion, and graft losses or deaths in the first week after KT. The predictive DGF models tested were those described by Irish et al., Jeldres et al., Chapal et al., and Zaza et al. For the construction of the new predictive model, machine learning was used, including non-linear models besides logistic regression, and the three methods with the best performance were used. Results: 443 patients were included. Patients were predominantly men (56.7%), young adults (44.2 ± 14.7 years), mixed race (84.4%), with chronic renal disease of unknown etiology (30.2%), who remained 46.8 ± 45.2 months on dialysis. Donors had a mean age of 31 ± 12.9 years, most of them died from trauma (70.3%), 5.1% were hypertensive (HA), 0.6% were diabetic, and the final creatinine was 1.2 ± 0.6 mg/dL. Only 4.8% were expanded criteria donors. 83.1% of the grafts were perfused with HTK and the mean cold ischemia time (CIT) was 20.9 ± 4 hours. The incidence of DGF in this sample was 53%. In the multivariate logistic regression analysis, the variables independently associated with DGF were antecedents of diabetes (OR 1.922, 95% CI 1.119-3.302, p=0.018), time on dialysis (OR 1.009, 95% CI 1.004-1.014, p<0.001), donor with a history of HA (OR 2.331, 95% CI 1.247-4.355, p=0.008), donor final creatinine (OR 1.947, 95% CI 1.320-2.872, p=0.001) and CIT (OR 1.115, 95% CI 1.058-1.175, p<0.001). The predictive models of DGF available presented regular or poor discriminant power: Irish (AUC 0.686), Chapal (AUC 0.638), Jeldres (AUC 0.613), Zaza (AUC 0.591). 9 The three models with the best performance were decision tree (AUC-ROC = 0,791), neural networks (AUC-ROC = 0,886) and support vector machine (SVM) (AUC-ROC = 0,784). In the decision tree, the variables considered were: donor age, recipient body mass index (BMI), donor blood pressure, time on dialysis, cause of donor death (cerebrovascular), high dose of vasoactive drugs, donor glucose, final donor creatinine, donor diuresis and CIT. In the neural network model: donor age, CIT, time on dialysis, donor BMI, final donor creatinine, cause of donor death (cerebrovascular), recipient BMI, donor diuresis, donor blood pressure and high dose of vasoactive drugs. In the SVM model: CIT, cause of donor death (cerebrovascular), donor age, donor diuresis, donor glucose, high dose of vasoactive drugs, donor blood pressure, recipient BMI, time on dialysis, and donor BMI. The final model showed excellent discriminant power (AUC 0.922). Conclusion: the incidence of DGF in the sample was high, despite the predominance of standard criteria donors. In addition to variables classically associated with DGF, identified by logistic regression, variables related to donor maintenance were pointed out in non-linear statistical methodologies. The available predictive models had poor accuracy in predicting DGF in our population. The developed model presented excellent performance.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/52474
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