Patientenscreening und Kohortenmerkmale
Insgesamt erfüllten 230 ältere Patienten, die wegen einer akuten Verschlechterung einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (AECOPD) hospitalisiert wurden, die Einschlusskriterien und wurden in die endgültige Analyse eingeschlossen. Gemäß der transthorakalen Echokardiographie wurden 120 Patienten der Gruppe ohne pulmonale Hypertonie (non-PH) und 110 Patienten der Gruppe mit pulmonaler Hypertonie (PH) zugeordnet (Abbildung 1). Die allgemeinen Basischarakteristika waren zwischen den Gruppen weitgehend vergleichbar. Es zeigten sich keine statistisch signifikanten Unterschiede hinsichtlich Geschlechtsverteilung, Alter, Rauchgeschichte, Alkoholkonsumgeschichte, Medikamentenallergiegeschichte, Hypertonie oder Diabetes mellitus (alle P > 0,05; Tabelle 1). Koronare Herzkrankheit trat häufiger in der PH-Gruppe als in der non-PH-Gruppe auf (13,64 % vs. 4,17 %, P = 0,017), ebenso Asthma (29,09 % vs. 15,00 %, P = 0,011), pulmonale Infektion (78,18 % vs. 1,67 %, P < 0,001) und Herzinsuffizienz (65,45 % vs. 15,00 %, P < 0,001; Tabelle 1).
Die Echokardiographiequalität wurde vor der Gruppeneinteilung überprüft. Bei den endgültig eingeschlossenen Patienten war das Doppler-Signal der Trikuspidalinsuffizienz bei 198 Patienten (86,1 %) messbar. Bei den verbleibenden 32 Patienten (13,9 %) basierte die Klassifizierung des Lungenhochdrucks auf interpretierbaren strukturellen oder funktionellen Befunden der Rechten Herzhälfte. Aufgrund eingeschränkter akustischer Fenster oder unvollständiger Trikuspidalinsuffizienz-Signale wurden 21 Befunde von einem zweiten Echokardiographie-Arzt überprüft, und sechs Befunde blieben uninterpretierbar und wurden vor der endgültigen Kohortenbildung ausgeschlossen.
| Variable | Nicht-PH-Gruppe | PH-Gruppe (n = 110) | Z/t/χ² | P-Wert |
| (n = 120) |
| Männlich, n (%) | 83 (69,17) | 64 (58,18) | 3,003 | 0,099 |
| Alter, Jahre | 74,54 ± 7,92 | 74,68 ± 7,17 | -0,144 | 0,886 |
| Raucheranamnese, n (%) | 55 (45,83) | 47 (42,73) | 0,224 | 0,691 |
| Alkoholkonsumanamnese, n (%) | 46 (38,33) | 37 (33,64) | 0,549 | 0,494 |
| Anamnese einer Medikamentenallergie, n (%) | 6 (5,00) | 1 (0,91) | 3,255 | 0,122 |
| Arterielle Hypertonie, n (%) | 42 (35,00) | 37 (33,64) | 0,047 | 0,89 |
| Diabetes mellitus, n (%) | 12 (10,00) | 21 (19,09) | 3,86 | 0,06 |
| Koronare Herzkrankheit, n (%) | 5 (4,17) | 15 (13,64) | 6,482 | 0,017 |
| Asthma, n (%) | 18 (15,00) | 32 (29,09) | 6,698 | 0,011 |
| Bronchiektasen, n (%) | 14 (11,67) | 22 (20,00) | 3,019 | 0,102 |
| Pulmonale Infektion, n (%) | 2 (1,67) | 86 (78,18) | 142,241 | <0,001 |
| Emphysem, n (%) | 3 (2,50) | 0 (0,00) | 2,786 | 0,248 |
| Atemversagen, n (%) | 33 (27,50) | 41 (37,27) | 2,512 | 0,122 |
| Herzinsuffizienz, n (%) | 18 (15,00) | 72 (65,45) | 61,338 | <0,001 |
| Albumin, g/L | 36,38 ± 4,41 | 35,77 ± 4,09 | 1,084 | 0,279 |
| Kreatinin, µmol/L | 68,75 (58,30, 83,05) | 66,75 (52,28, 82,03) | -0,951 | 0,341 |
| hs-CRP, mg/L | 8,15 (2,15, 48,58) | 12,60 (4,57, 90,03) | -2,11 | 0,035 |
| D-Dimer, µg/mL | 0,415 (0,27, 0,68) | 0,61 (0,37, 1,41) | -3,212 | 0,001 |
| Fibrinogen, g/L | 3,97 (2,90, 4,88) | 4,04 (3,09, 5,04) | -0,94 | 0,347 |
| Neutrophile, ×109/L | 5,51 (3,67, 7,58) | 7,31 (4,78, 12,61) | -3,533 | <0,001 |
| Lymphozytenzahl, ×109/L | 1,12 (0,79, 1,59) | 0,85 (0,59, 1,25) | -3,252 | 0,001 |
| RDW-CV, % | 13,60 (13,00, 14,30) | 14,10 (13,30, 14,92) | -2,637 | 0,008 |
| Thrombozytenzahl, ×109/L | 200,00 (163,00, 252,00) | 180,50 (143,00, 209,00) | -2,783 | 0,005 |
| Mittleres Thrombozytenvolumen, fL | 10,00 (9,10, 11,47) | 10,75 (9,70, 11,72) | -2,793 | 0,005 |
| NLR | 4,49 (2,76, 9,30) | 8,54 (4,73, 15,57) | -4,357 | <0,001 |
| BNP, pg/mL | 59,75 (41,45, 89,40) | 135,50 (64,65, 632,00) | -6,5 | <0,001 |
Tabelle 1: Vergleich der klinischen Merkmale zwischen der Nicht-PH- und der PH-Gruppe. Diese Tabelle fasst die Basischarakteristika, Komorbiditäten, Entzündungsmarker, Gerinnungsindikatoren, hämatologischen Parameter und Marker für kardialen Stress bei älteren Patienten mit AECOPD zusammen. Stetige Variablen werden als Mittelwert ± Standardabweichung oder Median mit Interquartilsabstand angegeben; kategoriale Variablen werden als Anzahl und Prozentsatz dargestellt. Abkürzungen: AECOPD, akute Exazerbation der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung; PH, pulmonale Hypertonie; hs-CRP, hochsensitives C-reaktives Protein; RDW-CV, Variationskoeffizient der roten Blutkörperchenverteilungsbreite; NLR, Neutrophile-zu-Lymphozyten-Verhältnis; BNP, B-Typ-Natriuretisches Peptid.
Laborunterschiede zwischen den Nicht-PH- und PH-Gruppen
Die PH-Gruppe wies eine höhere Belastung durch Entzündungen, gerinnungsbedingte Prozesse, hämatologische Parameter und kardialen Stress auf (Tabelle 1). Der mediane Wert des hochsensitiven C-reaktiven Proteins war in der PH-Gruppe höher als in der Nicht-PH-Gruppe (12,60 mg/L vs. 8,15 mg/L, P = 0,035). Auch das NLR war in der PH-Gruppe höher (8,54 vs. 4,49, P < 0,001), mit einer höheren Neutrophilenanzahl (7,31 × 109/L vs. 5,51 × 109/L, P < 0,001) und einer niedrigeren Lymphozytenanzahl (0,85 × 109/L vs. 1,12 × 109/L, P = 0,001). D-Dimer war in der PH-Gruppe erhöht (0,61 µg/mL vs. 0,415 µg/mL, P = 0,001). Die Thrombozytenanzahl war in der PH-Gruppe niedriger (180,50 × 109/L vs. 200,00 × 109/L, P = 0,005), während das mittlere Thrombozytenvolumen (10,75 fL vs. 10,00 fL, P = 0,005) und der Variationskoeffizient der roten Blutkörperchenverteilungsbreite (14,10 % vs. 13,60 %, P = 0,008) höher waren. Auch BNP unterschied sich deutlich zwischen den Gruppen, mit einem Medianwert von 135,50 pg/mL in der PH-Gruppe und 59,75 pg/mL in der Nicht-PH-Gruppe (P < 0,001). Albumin, Kreatinin und Fibrinogen unterschieden sich nicht signifikant zwischen den Gruppen (alle P > 0,05; Tabelle 1).
Prädiktorauswahl und multivariable logistische Regression
Dreizehn Variablen zeigten signifikante Gruppenunterschiede in der univariaten Analyse und wurden zusammen mit klinisch relevanten Prädiktoren überprüft. Die Anzahl der Neutrophilen und die Anzahl der Lymphozyten wurden nicht zusammen mit dem NLR berücksichtigt, da sie Bestandteile des Verhältnisses sind. Pulmonale Infektion und Herzinsuffizienz wurden während der Redundanzprüfung evaluiert, da sie jeweils eine Überschneidung mit entzündlichen Markern bzw. BNP aufwiesen. Neun Variablen gingen in das primäre multivariable logistische Regressionsmodell ein: hochsensitives C-reaktives Protein, D-Dimer, Variationskoeffizient der roten Blutkörperchen-Verteilungsbreite, Thrombozytenanzahl, mittleres Thrombozytenvolumen, NLR, BNP, koronare Herzkrankheit und Asthmaanamnese. Alle Varianzinflationsfaktoren lagen unter 5, was auf keine starke Multikollinearität hindeutet; der höchste Wert betrug 2,16 für BNP (Tabelle 2).
Im primären Modell blieben vier Variablen unabhängig mit pulmonaler Hypertonie (PH) bei älteren Patienten mit AECOPD assoziiert (Tabelle 2). D-Dimer war mit höheren Chancen für PH assoziiert (OR = 1.251, 95 % CI: 1,001–1,563, P = 0,049), ebenso wie das NLR (OR = 1,043, 95 % CI: 1,003–1,083, P = 0,033), BNP (OR = 1,003, 95 % CI: 1,001–1,005, P < 0,001) und eine Asthmaanamnese (OR = 3,054, 95 % CI: 1,489–6,267, P = 0,002). C-reaktives Protein mit hoher Empfindlichkeit, der Variationskoeffizient der roten Blutkörperchenverteilungsbreite, die Thrombozytenanzahl, das mittlere Thrombozytenvolumen und koronare Herzkrankheit waren nach Adjustierung nicht unabhängig mit PH assoziiert (alle P > 0,05; Tabelle 2).
| Variable | B | SE | Wald χ2 | OR (95% CI) | P-Wert | VIF |
| hs-CRP | -0.002 | 0.002 | 1.099 | 0.998 (0.995, 1.002) | 0.295 | 1.22 |
| D-Dimer | 0.224 | 0.114 | 3.877 | 1.251 (1.001, 1.563) | 0.049 | 1.16 |
| RDW-CV | 0.088 | 0.124 | 0.504 | 1.092 (0.856, 1.393) | 0.478 | 1.31 |
| Thrombozytenzahl | -0.003 | 0.002 | 1.281 | 0.997 (0.993, 1.002) | 0.258 | 1.44 |
| Mittleres Thrombozytenvolumen | 0.096 | 0.088 | 1.197 | 1.101 (0.927, 1.309) | 0.274 | 1.37 |
| NLR | 0.042 | 0.02 | 4.545 | 1.043 (1.003, 1.083) | 0.033 | 1.53 |
| BNP | 0.003 | 0.001 | 13.58 | 1.003 (1.001, 1.005) | <0.001 | 2.16 |
| Koronare Herzkrankheit | 0.662 | 0.637 | 1.078 | 1.938 (0.556, 6.759) | 0.299 | 1.18 |
| Asthmaanamnese | 1.117 | 0.367 | 9.271 | 3.054 (1.489, 6.267) | 0.002 | 1.11 |
| Konstante | -3.285 | 2.13 | 2.378 | — | 0.123 | — |
Tabelle 2: Primäres multivariables logistisches Regressionsmodell für pulmonale Hypertonie. Diese Tabelle zeigt Regressionskoeffizienten, Standardfehler, Wald-χ2-Werte, Odds Ratios, 95 %-Konfidenzintervalle, P-Werte und Varianzinflationsfaktoren. D-Dimer, NLR, BNP und eine Vorgeschichte von Asthma blieben unabhängig mit PH assoziiert. Abkürzungen: PH, pulmonale Hypertonie; SE, Standardfehler; OR, Odds Ratio; CI, Konfidenzintervall; VIF, Varianzinflationsfaktor; NLR, Neutrophile-zu-Lymphozyten-Verhältnis; BNP, natriuretisches Peptid vom Typ B.
Empfindlichkeitsanalyse unter Einbeziehung von Lungeninfektion und Herzinsuffizienz
Ein Sensitivitätsmodell wurde erstellt, indem pulmonale Infektion und Herzinsuffizienz dem primären Prädiktorensatz hinzugefügt wurden (Tabelle 3). Die pulmonale Infektion blieb stark mit PH assoziiert (OR = 24,80, 95 % KI: 5,62–109,44, P < 0,001), und auch Herzinsuffizienz war mit PH assoziiert (OR = 3,36, 95 % KI: 1,52–7,43, P = 0,003). Nachdem diese beiden Variablen hinzugefügt worden waren, ließen die Assoziationen von BNP und NLR nach, blieben jedoch in ihrer Richtung konsistent. D-Dimer und die Anamnese eines Asthmas behielten ebenfalls positive Assoziationen. Das Sensitivitätsmodell zeigte eine höhere scheinbare Diskriminierung als das primäre Modell (AUC = 0,91, 95 % KI: 0,87–0,95), führte jedoch zu einem erheblichen Überlapp mit entzündlichen und kardialen Diagnosezuständen. Daher wurde das Vier-Variablen-Modell als primäres Nomogramm beibehalten, während das Sensitivitätsmodell angegeben wurde, um den Einfluss von pulmonaler Infektion und Herzinsuffizienz auf die Interpretation des Modells zu veranschaulichen.
Konstruktion des Nomogramms
Ein Nomogramm wurde unter Verwendung der vier unabhängigen Prädiktoren erstellt, die im primären multivariablen logistischen Regressionsmodell beibehalten wurden: D-Dimer, NLR, BNP und Asthmaanamnese (Abbildung 2A). Jeder Prädiktor trug entsprechend seinem Regressionsgewicht einen Punktwert bei, und die Gesamtpunktzahl wurde der individuell vorhergesagten Wahrscheinlichkeit einer PH zugeordnet. Der beispielhafte Fall wurde überarbeitet, um Werte zu vermeiden, die weit außerhalb der beobachteten klinischen Verteilung liegen. Im überarbeiteten Beispiel wies ein älterer, wegen einer AECOPD hospitalisierter Patient einen D-Dimer-Spiegel von 0,90 µg/mL, einen NLR von 10,0, einen BNP-Spiegel von 230 pg/mL und eine Asthmaanamnese auf. Die geschätzte Gesamtpunktzahl betrug 173 Punkte, was im Nomogramm einer PH-Wahrscheinlichkeit von 78,4 % entsprach (Abbildung 2B).

Abbildung 2: Nomogramm zur Abschätzung des Risikos einer pulmonalen Hypertonie bei älteren Patienten mit AECOPD. (A) Das Nomogramm wurde unter Verwendung von D-Dimer, NLR, BNP und Asthmaanamnese erstellt. Jeder Prädiktor erhielt eine Punktzahl, und die Gesamtpunktzahl wurde der vorhergesagten Wahrscheinlichkeit einer PH zugeordnet. (B) Ein überarbeitetes Beispiel zeigt D-Dimer = 0,90 µg/mL, NLR = 10,0, BNP = 230 pg/mL und Asthmaanamnese = Ja, was 173 Punkten und einer geschätzten PH-Wahrscheinlichkeit von 78,4 % entspricht. Abkürzungen: AECOPD, akute Exazerbation der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung; PH, pulmonale Hypertonie; NLR, Neutrophile-zu-Lymphozyten-Verhältnis; BNP, natriuretisches Peptid vom Typ B. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.
Diskriminierung des Vorhersagemodells
Das Vier-Variablen-Nomogramm erreichte eine Fläche unter der Receiver-Operating-Characteristic-Kurve von 0,82 mit einem 95-%-Konfidenzintervall von 0,760–0,874 (Abbildung 3A). Im Vergleich dazu betrug die Fläche unter der Kurve allein für D-Dimer 0,623, allein für das NLR 0,666 und allein für BNP 0,748. Ein Modell, das die drei quantitativen Marker kombinierte, ergab eine Fläche unter der Kurve von 0,793 (Abbildung 3B). Somit zeigte das Nomogramm eine bessere Diskriminierungsleistung als jeder einzelne Marker und eine leicht verbesserte Diskriminierung im Vergleich zum Drei-Marker-Modell.

Abbildung 3: ROC-Kurven für das Nomogramm und die quantitativen Prädiktoren. (A) Das Vier-Variablen-Nomogramm erreichte eine AUC von 0,82 mit einem 95%-KI von 0,760–0,874. (B) Die AUC-Werte betrugen 0,623 für D-Dimer, 0,666 für NLR, 0,748 für BNP und 0,793 für das kombinierte Modell quantitativer Marker. Abkürzungen: ROC, Receiver Operating Characteristic; AUC, Fläche unter der Kurve; NLR, Neutrophile-zu-Lymphozyten-Verhältnis; BNP, B-Typ natriuretisches Peptid. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.
Kalibrierung und interne Validierung
Die interne Validierung erfolgte mittels Bootstrap-Resampling mit 1.000 Wiederholungen. Die Kalibrierungsanalyse verglich die vorhergesagten PH-Wahrscheinlichkeiten mit den beobachteten PH-Ergebnissen (Abbildung 4). Der scheinbare Kalibrierungsintercept betrug 0,0000 und die scheinbare Kalibrierungssteigung 1,0000. Nach der Bootstrap-Korrektur lag der Kalibrierungsintercept bei -0,08 und die Kalibrierungssteigung bei 0,86. Der mittlere absolute Kalibrierungsfehler betrug 0,054 und der Brier-Score 0,1878. Der Hosmer-Lemeshow-Test war statistisch signifikant (P = 0,0005), was auf eine verbleibende Kalibrierungsabweichung hindeutet. Daher wurden die Kalibrierungsergebnisse trotz guter Diskriminierung vorsichtig interpretiert, und eine Neukalibrierung könnte vor der Anwendung in anderen Kontexten erforderlich sein.

Abbildung 4: Kalibrierungskurve des Nomogramms zur Vorhersage von pulmonaler Hypertonie. Die Kalibrierungskurve vergleicht vorhergesagte mit beobachteten Wahrscheinlichkeiten für PH. Die „Apparent“- und die mittels Bootstrap korrigierte Kurve wurden anhand von 1.000 Bootstrap-Stichproben erstellt. Der Brier-Score betrug 0,1878, und der Hosmer-Lemeshow-Test war signifikant (P = 0,0005), was auf eine verbleibende Kalibrierungsabweichung hinweist. Abkürzungen: PH, pulmonale Hypertonie; HL, Hosmer-Lemeshow. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.
Klinische Aussagekraft bewertet durch Entscheidungskurvenanalyse
Die Entscheidungskurvenanalyse zeigte, dass die Nomogrammkurve über dem „alle-behandeln“- und dem „keinen-behandeln“-Referenzstrategien im Bereich einer Schwellenwahrscheinlichkeit von etwa 1 %–70 % blieb (Abbildung 5). Dieser Befund deutete auf einen möglichen Nettovorteil bei der Identifizierung älterer Patienten mit AECOPD hin, die möglicherweise eine engmaschigere echokardiographische Überprüfung, eine kardiopulmonale Überwachung oder eine weitere diagnostische Abklärung benötigen. Da das Modell nur intern validiert wurde, wurden die Ergebnisse der Entscheidungskurve als vorläufiger Hinweis auf klinische Nützlichkeit und nicht als Nachweis eines Implementierungsvorteils interpretiert.

Abbildung 5: Entscheidungskurvenanalyse des Nomogramms zur Vorhersage einer pulmonalen Hypertonie. Die Entscheidungskurvenanalyse zeigte, dass das Nomogramm im Vergleich zu den Strategien „alle behandeln“ und „keinen behandeln“ einen potenziellen Nettovorteil über Schwellenwahrscheinlichkeiten von etwa 1 % bis 70 % bietet. Abkürzungen: DCA, Entscheidungskurvenanalyse; PH, pulmonale Hypertonie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.
Übergeordnete Modellergebnisse
Das PH-Risiko bei älteren Patienten, die wegen einer AECOPD hospitalisiert wurden, stand in Zusammenhang mit entzündlichen, gerinnungsbezogenen, kardialen Belastungs- und luftwegsbedingten Informationen. NLR, BNP, D-Dimer und die Anamnese eines Asthmas waren unabhängig mit PH assoziiert und wurden in ein Nomogramm mit guter Diskriminierungskraft integriert. Die Sensitivitätsanalyse zeigte, dass pulmonale Infektion und Herzinsuffizienz stark mit PH assoziiert waren, ihre Einbeziehung erhöhte jedoch die Überschneidung mit entzündlichen und kardialen Belastungsmarkern. Die Kalibrierung war insbesondere angesichts des signifikanten Hosmer-Lemeshow-Tests nicht vollständig optimal. Diese Ergebnisse stützen das Nomogramm als intern validiertes Risikostratifizierungsinstrument, das vor einer breiteren klinischen Anwendung eine externe Validierung und möglicherweise eine Neukalibrierung erfordert.
VERFÜGBARKEIT VON DATEN:
Der Datensatz, der die Ergebnisse dieser Studie unterstützt, wurde im Figshare-Repository hinterlegt und ist öffentlich verfügbar unter: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.32765667.v1 .
| Analysepunkt | Primäres Vier-Variablen-Nomogramm | Sensitivitätsmodell einschließlich pulmonaler Infektion und Herzinsuffizienz |
| Eingeschlossene Prädiktoren | D-Dimer, NLR, BNP, Asthmaanamnese | D-Dimer, NLR, BNP, Asthmaanamnese, pulmonale Infektion, Herzinsuffizienz |
| OR für pulmonale Infektion (95 % CI) | Nicht enthalten | 24,80 (5,62, 109,44) |
| OR für Herzinsuffizienz (95 % CI) | Nicht enthalten | 3,36 (1,52, 7,43) |
| Richtung D-Dimer | Positiv | Positiv |
| Richtung NLR | Positiv | Positiv, aber abgeschwächt |
| Richtung BNP | Positiv | Positiv, aber abgeschwächt |
| Richtung Asthmaanamnese | Positiv | Positiv |
| AUC (95 % CI) | 0,82 (0,760, 0,874) | 0,91 (0,87, 0,95) |
| Brier-Score | 0,1878 | 0,146 |
| Scheinbarer Kalibrierungsintercept | 0 | 0 |
| Scheinbare Kalibrierungssteigung | 1 | 1 |
| Bootstrap-korrigierter Kalibrierungsintercept | –0,08 | –0,05 |
| Bootstrap-korrigierte Kalibrierungssteigung | 0,86 | 0,89 |
| Mittlerer absoluter Kalibrierungsfehler | 0,054 | 0,041 |
| Hosmer-Lemeshow-p-Wert | 0,0005 | 0,021 |
| Schwellenwertbereich der Entscheidungskurve mit Nettovorteil | Ungefähr 1 %–70 % | Ungefähr 2 %–75 % |
| Modellrolle | Primäres Nomogramm | Nur Sensitivitätsanalyse |
Tabelle 3: Sensitivitätsanalyse und Indikatoren zur internen Validierung. Diese Tabelle vergleicht das primäre Vier-Variablen-Nomogramm mit dem Sensitivitätsmodell, das zusätzlich pulmonale Infektion und Herzinsuffizienz einschloss. Dargestellt sind Diskriminierung, Kalibrierung, Hosmer-Lemeshow-Test, Entscheidungskurvenbereich und bootstrap-korrigierte Indikatoren. Abkürzungen: AUC, Fläche unter der Receiver-Operating-Characteristic-Kurve; OR, Odds Ratio; CI, Konfidenzintervall; NLR, Neutrophile-zu-Lymphozyten-Verhältnis; BNP, B-Typ-natriuretisches Peptid.