Frühe Beatmungsparameter und Risiko der Entwicklung einer Bronchopulmonalen Dysplasie – ein Vergleich prognostischer Modelle

Zielsetzung Die frühzeitige Prognose der bronchopulmonalen Dysplasie (BPD) ist geeignet, Risikokinder für therapeutische Interventionen zu identifizieren. Bisherige Modelle zeigen für die ersten Lebenstage keine gute Diskriminierung [1]. In diesen Modellen wurden Beatmungsart und Sauerstoffbedarf als Prädiktor-Kandidaten berücksichtig, nicht aber die Beatmungsdrücke [1] [2]. Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, ob der Einschluss von Beatmungsparametern die Genauigkeit prädiktiver Modelle für die Diagnose BPD (BPD28) und einen moderaten/schweren Grad (BPD36) verbessern kann. Hierfür wurden Modelle mit Sauerstoffbedarf (FiO2), mittlerem Atemwegsdruck (MAP) sowie der kombinierten Betrachtung im Respiratory Severity Score (RSS) [3] verglichen.

Materialen/ Methoden In dieser retrospektiven Studie wurden die Daten von 168 Frühgeborenen<32 Schwangerschaftswochen erhoben, welche zwischen 03/2013 und 09/2021 im Universitätsklinikum Gießen geboren wurden. Zur Berechnung wurde der maximale FiO2 und MAP innerhalb der ersten 24 und 72 Lebensstunden verwendet. Wenn unter non-invasiver Beatmung kein MAP dokumentiert war, wurde dieser errechnet [4], die Präzision der Berechnung wurde mittels Bland-Altman-Plots verifiziert. Für HFNC wurde der PEEP errechnet [5]. Für die Vergleichbarkeit zwischen invasiver und non-invasiver Beatmung wurde der MAP bei non-invasiver Beatmung um -2,6 cmH2O korrigiert [6]. Für den Vergleich der Modelle wurde zunächst ein Basismodell mittels logistischer Regression mit den bekannten BPD Risikofaktoren Gewicht und Geschlecht sowie Gabe antenataler Steroide entwickelt, maximaler FiO2, MAP und RSS in den ersten 24 und 72 Lebensstunden wurden zu den einzelnen Modellen hinzugefügt und mit dem Basismodell verglichen. Alle Modelle wurden mittels Bootstrapping (1000-fach) und Schrumpfung der Koeffizienten für Optimismus korrigiert. Es erfolgte eine interne Validierung mittels ROC-Kurve, Kalibrierungssteigung und Kalibrierungskurve.

Ergebnisse Für BPD28 zeigt bereits das Basismodell eine gute Kalibrierung und Diskrimination (AUC 0,85), welche durch die anderen Modelle kaum verbessert wird. Die beste Sensitivität erreicht das FiO2-Modell (80%), die beste Spezifität das MAP-Modell (94%).

Für BPD36 zeigt das Basismodell eine Überprädiktion im unteren und eine Unterprädiktion im oberen Extrembereich. Die beste Kalibrierung und Diskriminierung erreicht das MAP-Modell (Slope 0,98, AUC 0,85) mit einer Spezifität von 81%. Die beste Sensitivität erreicht das FiO2 Modell (91%). Die Modelle mit 72 Lebensstunden bieten gegenüber der 24 Stunden Betrachtung keinen Vorteil.

Zusammengefasst eignen sich die Modelle in Bezug auf BPD36 zum Ausschluss (NPV 94 – 97%) und für BPD28 zur Bestätigung (PPV 82-94%). Während der FiO2 eine hohe Sensitivität zeigt, ist der MAP für die Spezifität von größerer Relevanz und sollte in der zukünftigen Modellentwicklung berücksichtigt werden. Der RSS bietet im Vergleich zu FiO2 und MAP alleine keinen Mehrwert.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
19. Mai 2025

• Literatur

• 1 Greenberg RG, McDonald SA, Laughon MM, Tanaka D, Jensen E, Van Meurs K, Eichenwald E, Brumbaugh JE, Duncan A, Walsh M, Das A, Cotten CM. Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development Neonatal Research Network. Online clinical tool to estimate risk of bronchopulmonary dysplasia in extremely preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2022; fetalneonatal-2021-323573 Epub ahead of print 35728925PMC9768097
• 2 Laughon MM, Langer JC, Bose CL, Smith PB, Ambalavanan N, Kennedy KA, Stoll BJ, Buchter S, Laptook AR, Ehrenkranz RA, Cotten CM, Wilson-Costello DE, Shankaran S, Van Meurs KP, Davis AS, Gantz MG, Finer NN, Yoder BA, Faix RG, Carlo WA, Schibler KR, Newman NS, Rich W, Das A, Higgins RD, Walsh MC. Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development Neonatal Research Network. Prediction of bronchopulmonary dysplasia by postnatal age in extremely premature infants. Am J Respir Crit Care Med 2011; 183: 1715-22 Epub 2011 Mar 4 21471086PMC3136997
• 3 Kielt MJ, Logan JW, Backes CH, Conroy S, Reber KM, Shepherd EG, Nelin LD.. Noninvasive Respiratory Severity Indices Predict Adverse Outcomes in Bronchopulmonary Dysplasia. J Pediatr 2022; 242: 129-136.e2 Epub 2021 Nov 11 34774575
• 4 Prince R, Ballantine TV.. Formula for calculating mean airway pressure. J Pediatr 1983; 102: 164-5
• 5 Wilkinson DJ, Andersen CC, Smith K, Holberton J.. Pharyngeal pressure with high-flow nasal cannulae in premature infants. J Perinatol 2008; 28: 42-7 Epub 2007 Nov 817989697
• 6 De Paoli AG, Lau R, Davis PG, Morley CJ.. Pharyngeal pressure in preterm infants receiving nasal continuous positive airway pressure. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2005; 90: F79-81