Construction and validation of a risk prediction model for bronchopulmonary dysplasia based on early platelet-related parameters

doi:10.11958/20231602

Abstract

Abstract:

Objective To develop and validate a risk prediction model based on early platelet-related parameters for bronchopulmonary dysplasia (BPD) in neonates admitted to the neonatal intensive care unit (NICU), and to facilitate early identification and intervention in high-risk populations. Methods Clinical data of 291 preterm infants with a gestational age (GA) ≤32 weeks or a birth weight (BW) <1 500 g, admitted to the NICU, were retrospectively analyzed. Out of these, 214 cases were selected as the modeling group. This group was further categorized into the BPD group (n=76) and the non-BPD group (n=138), based on whether they required oxygen therapy at 28 days post-birth. Perinatal data, platelet-related parameters and other indicators between the two groups. Univariate and multivariate Logistic regression analyses were conducted to identify BPD risk factors, followed by the construction of a nomogram. An additional cohort of 105 preterm infants with GA≤32 weeks or BW<1 500 g, were used to validate the model. This cohort was divided into the BPD group (n=43) and the non-BPD (n=62) group. Receiver operating characteristic (ROC) curve and calibration curve were used to internally verify the efficiency of the prediction model. Results The Logistic regression analysis identified GA, BW, Apgar score at 5 minutes≤7, invasive ventilation, platelet count (PLT) and mean platelet volume (MPV) as significant factors in the model (P<0.05). The constructed nomogram was formulated using R language, and the areas under the ROC curve (AUC) for the three models were 0.908, 0.931 and 0.918, respectively (P<0.05). The verification group was verified by Bootstrap. The calibration curve showed a good fit. The internal validation AUC values of the three models were 0.877, 0.890 and 0.886, respectively. Conclusion GA, BW, invasive ventilation, Apgar score at 5 minutes≤7, MPV and PLT are key risk factors for BPD onset. The risk prediction model based on these indicators can effectively predict BPD, providing clinicians with a valuable tool for early detection and intervention in the development of BPD.

Key words: bronchopulmonary dysplasia, infant, premature, platelet count, risk factors, forecasting

CLC Number:

R722.6，R446.111

Figures/Tables 11

References 21

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组别				n	有创通气				有创通气时间/d				有创通气≥3 d					有创通气≥14 d				无创通气时间/d						男性			GA/周
非BPD组				138	61（44.2）				5.00（2.00，8.00）				45（32.6）					7（5.1）				22.00（15.00，30.00）						77（55.8）			31.00（30.11，31.57）
BPD组				76	60（78.9）				16.50（9.00，24.75）				59（77.6）					39（51.3）				41.00（34.00，50.75）						49（64.5）			29.50（28.43，30.68）
t、Z或χ²					24.077^＊＊				6.809^＊＊				39.769^＊＊					62.107^＊＊				9.173^＊＊						1.524			6.363^＊＊
组别			Apgar 1 min≤7分				Apgar 5 min≤7分					使用咖啡因			抗生素使用时间/d						最大PIP≤20 cmH₂O					最大FiO₂>25%						BW/g
非BPD组			127（92.0）				98（71.0）					119（86.2）			13.00（8.00，18.00）						118（85.5）					41（29.7）						1 508.84±287.20
BPD组			75（98.7）				68（89.5）					74（97.4）			33.00（24.00，42.75）						60（78.9）					42（55.3）						1 188.55±296.88
t、Z或χ²			2.940				9.598^＊＊					6.868^＊＊			9.679^＊＊						1.507					13.478^＊＊						7.714^＊＊
组别	静脉营养持续时间/d							适于胎龄儿		妊娠期高血压				妊娠期糖尿病			妊娠期甲状腺功能减退			妊娠期甲状腺功能亢进				妊娠期贫血			剖宫产			多胎				应用产前激素
非BPD组	16.00（12.00，23.00）							130（94.2）		38（27.5）				23（16.7）			11（8.0）			3（2.2）				4（2.9）			107（77.5）			32（23.2）				111（80.4）
BPD组	30.00（23.00，41.00）							69（90.8）		30（39.5）				16（21.1）			11（14.5）			0（0.0）				3（3.9）			61（80.3）			14（18.4）				59（77.6）
t、Z或χ²	7.963^＊＊							0.876		3.222				0.633			2.247			0.472				0.000			0.216			0.660				0.236
组别		应用产前抗生素				胎膜早破≥18 h					新生儿败血症					≥Ⅱ期NEC			ROP				≥Ⅱ级RDS		hsPDA				肺动脉高压				≥Ⅲ级IVH
非BPD组		48（34.8）				41（29.7）					83（60.1）					5（3.6）			25（18.1）				33（23.9）		28（20.3）				1（0.7）				1（0.7）
BPD组		24（31.6）				26（34.2）					70（92.1）					4（5.3）			40（52.6）				57（75.0）		42（55.3）				13（17.1）				6（7.9）
t、Z或χ²		0.225				0.462					24.564^＊＊					0.047			27.608^＊＊				52.488^＊＊		27.234^＊＊				18.913^＊＊				5.858^＊

组别				n	有创通气				有创通气时间/d				有创通气≥3 d					有创通气≥14 d				无创通气时间/d						男性			GA/周
非BPD组				138	61（44.2）				5.00（2.00，8.00）				45（32.6）					7（5.1）				22.00（15.00，30.00）						77（55.8）			31.00（30.11，31.57）
BPD组				76	60（78.9）				16.50（9.00，24.75）				59（77.6）					39（51.3）				41.00（34.00，50.75）						49（64.5）			29.50（28.43，30.68）
t、Z或χ²					24.077^＊＊				6.809^＊＊				39.769^＊＊					62.107^＊＊				9.173^＊＊						1.524			6.363^＊＊
组别			Apgar 1 min≤7分				Apgar 5 min≤7分					使用咖啡因			抗生素使用时间/d						最大PIP≤20 cmH₂O					最大FiO₂>25%						BW/g
非BPD组			127（92.0）				98（71.0）					119（86.2）			13.00（8.00，18.00）						118（85.5）					41（29.7）						1 508.84±287.20
BPD组			75（98.7）				68（89.5）					74（97.4）			33.00（24.00，42.75）						60（78.9）					42（55.3）						1 188.55±296.88
t、Z或χ²			2.940				9.598^＊＊					6.868^＊＊			9.679^＊＊						1.507					13.478^＊＊						7.714^＊＊
组别	静脉营养持续时间/d							适于胎龄儿		妊娠期高血压				妊娠期糖尿病			妊娠期甲状腺功能减退			妊娠期甲状腺功能亢进				妊娠期贫血			剖宫产			多胎				应用产前激素
非BPD组	16.00（12.00，23.00）							130（94.2）		38（27.5）				23（16.7）			11（8.0）			3（2.2）				4（2.9）			107（77.5）			32（23.2）				111（80.4）
BPD组	30.00（23.00，41.00）							69（90.8）		30（39.5）				16（21.1）			11（14.5）			0（0.0）				3（3.9）			61（80.3）			14（18.4）				59（77.6）
t、Z或χ²	7.963^＊＊							0.876		3.222				0.633			2.247			0.472				0.000			0.216			0.660				0.236
组别		应用产前抗生素				胎膜早破≥18 h					新生儿败血症					≥Ⅱ期NEC			ROP				≥Ⅱ级RDS		hsPDA				肺动脉高压				≥Ⅲ级IVH
非BPD组		48（34.8）				41（29.7）					83（60.1）					5（3.6）			25（18.1）				33（23.9）		28（20.3）				1（0.7）				1（0.7）
BPD组		24（31.6）				26（34.2）					70（92.1）					4（5.3）			40（52.6）				57（75.0）		42（55.3）				13（17.1）				6（7.9）
t、Z或χ²		0.225				0.462					24.564^＊＊					0.047			27.608^＊＊				52.488^＊＊		27.234^＊＊				18.913^＊＊				5.858^＊

组别			n			PDW/%
组别			n			第1天							第1周							第2周
非BPD组			138			16.60（16.10，16.90）							16.86（16.67，17.14）							16.74（16.50，16.98）
BPD组			76			16.58（16.20，16.90）							17.11（16.90，17.37）							17.20（16.91，17.39）
Z						0.251							4.404^＊＊							6.497^＊＊
组别					PLT/（×10⁹/L）
组别					第1天							第1周						第2周
非BPD组					207.75（170.00，256.25）							196.88（162.60，243.06）						318.50（270.75，410.04）
BPD组					186.00（133.50，230.88）							151.25（107.53，199.75）						257.88（187.75，354.63）
Z					3.122^＊＊							4.833^＊＊						4.124^＊＊
组别		MPV/fL													PCT/%
组别		第1天						第1周		第2周					第1天				第1周			第2周
非BPD组		9.00（8.60，9.50）						9.60（9.19，10.15）		10.50（9.97，11.11）					0.20（0.16，0.24）				0.19（0.16，0.24）			0.35（0.30，0.43）
BPD组		9.50（9.00，10.40）						10.25（9.85，11.00）		11.43（10.84，12.38）					0.17（0.14，0.21）				0.15（0.12，0.20）			0.30（0.23，0.40）
Z		5.232^＊＊						6.627^＊＊		6.875^＊＊					3.172^＊＊				4.349^＊＊			3.268^＊＊
组别				PMI/（μL/L）
组别				第1天							第1周						第2周
非BPD组				1 949.75（1 597.50，2 383.58）							1 924.14（1 617.43，2 341.30）						3 514.98（2 961.60，4 309.90）
BPD组				1 673.40（1 400.10，2 083.95）							1 507.48（1 161.02，1 994.42）						3 023.80（2 321.61，3 941.27）
Z				3.182^＊＊							4.323^＊＊						3.246^＊＊
组别	P-LCR/%													PLR
组别	第1天						第1周		第2周					第1天		第1周					第2周
非BPD组	21.80（18.98，25.33）						29.34（26.28，32.97）		34.23（30.58，38.23）					68.15（52.98，88.01）		66.61（51.36，84.86）					62.33（48.42，82.29）
BPD组	22.80（18.59，26.91）						29.49（25.04，33.75）		34.80（30.19，41.38）					61.75（48.06，80.48）		59.20（45.59，76.94）					62.48（48.02，82.69）
Z	0.986						0.418		1.309					1.386		1.557					0.337

组别			n			PDW/%
组别			n			第1天							第1周							第2周
非BPD组			138			16.60（16.10，16.90）							16.86（16.67，17.14）							16.74（16.50，16.98）
BPD组			76			16.58（16.20，16.90）							17.11（16.90，17.37）							17.20（16.91，17.39）
Z						0.251							4.404^＊＊							6.497^＊＊
组别					PLT/（×10⁹/L）
组别					第1天							第1周						第2周
非BPD组					207.75（170.00，256.25）							196.88（162.60，243.06）						318.50（270.75，410.04）
BPD组					186.00（133.50，230.88）							151.25（107.53，199.75）						257.88（187.75，354.63）
Z					3.122^＊＊							4.833^＊＊						4.124^＊＊
组别		MPV/fL													PCT/%
组别		第1天						第1周		第2周					第1天				第1周			第2周
非BPD组		9.00（8.60，9.50）						9.60（9.19，10.15）		10.50（9.97，11.11）					0.20（0.16，0.24）				0.19（0.16，0.24）			0.35（0.30，0.43）
BPD组		9.50（9.00，10.40）						10.25（9.85，11.00）		11.43（10.84，12.38）					0.17（0.14，0.21）				0.15（0.12，0.20）			0.30（0.23，0.40）
Z		5.232^＊＊						6.627^＊＊		6.875^＊＊					3.172^＊＊				4.349^＊＊			3.268^＊＊
组别				PMI/（μL/L）
组别				第1天							第1周						第2周
非BPD组				1 949.75（1 597.50，2 383.58）							1 924.14（1 617.43，2 341.30）						3 514.98（2 961.60，4 309.90）
BPD组				1 673.40（1 400.10，2 083.95）							1 507.48（1 161.02，1 994.42）						3 023.80（2 321.61，3 941.27）
Z				3.182^＊＊							4.323^＊＊						3.246^＊＊
组别	P-LCR/%													PLR
组别	第1天						第1周		第2周					第1天		第1周					第2周
非BPD组	21.80（18.98，25.33）						29.34（26.28，32.97）		34.23（30.58，38.23）					68.15（52.98，88.01）		66.61（51.36，84.86）					62.33（48.42，82.29）
BPD组	22.80（18.59，26.91）						29.49（25.04，33.75）		34.80（30.19，41.38）					61.75（48.06，80.48）		59.20（45.59，76.94）					62.48（48.02，82.69）
Z	0.986						0.418		1.309					1.386		1.557					0.337

变量	β	SE	Wald χ²	P	OR（95%CI）
GA	-0.616	0.192	10.308	0.001	0.540（0.371~0.787）
Apgar 5 min≤7分	1.739	0.617	7.936	0.005	5.693（1.697~19.093）
BW	-0.003	0.001	11.984	0.001	0.997（0.995~0.999）
有创通气	2.431	0.498	23.843	<0.001	11.372（4.286~30.173）
PLT	-0.007	0.003	4.556	0.033	0.993（0.986~0.999）
MPV	1.006	0.334	9.061	0.003	2.734（1.420~5.262）
常数项	11.538	6.473	3.177	0.075	1.025×10⁵