RISK PREDICTION SCORE OF DEATH IN TRAUMATISED AND INJURED CHILDREN SAKDA ARJ-ONG VALLIPAKORN A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENT FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY (CLINICAL EPIDEMIOLOGY) FACULTY OF GRADUATE STUDIES MAHIDOL UNIVERSITY 2013 COPYRIGHT OF MAHIDOL UNIVERSITY Thesis entitled RISK PREDICTION SCORE OF DEATH IN TRAUMATISED AND INJURED CHILDREN ............................................................ Mr.Sakda Arj-ong Vallipakorn Candidate ............................................................ Asst.Prof.Ammarin Thakkinstian, Ph.D. Major advisor ............................................................. Prof.Paibul Suriyawongpaisal, M.D., M.Sc. Co-advisor ............................................................ Assoc.Prof.Adisak Plitapolkarnpim, M.D., M.P.H. Co-advisor ......................................................... ............................................................ Prof.Banchong Mahaisavariya, M.D., Asst.Prof. Dr.Ammarin Thakkinstian, Ph.D. Dip Thai Board of Orthopedics Program Director Dean Doctor of Philosophy Program in Faculty of Graduate Studies Clinical Epidemiology Mahidol University Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital Mahidol University Thesis entitled RISK PREDICTION SCORE OF DEATH IN TRAUMATISED AND INJURED CHILDREN was submitted to the Faculty of Graduate Studies, Mahidol University for the degree of Doctor of Philosophy (Clinical Epidemiology) on July 4,2013 ………………………………………. Mr.Sakda Arj-ong Vallipakorn Candidate ………………………………………. Lect.Vijj Kasemsup, M.D., Ph.D. Chair ………………………………………. ………………………………………. Assoc.Prof.Adisak Plitapolkarnpim, M.D., Lect.Pimpa Techakamolsuk, M.D., M.P.H. M.Sc. Member Member ………………………………………… ………………………………………. Prof.Paibul Suriyawongpaisal, M.D., Asst.Prof.Ammarin Thakkinstian, Ph.D. M.Sc. Member Member ………………………………………… ………………………………………. Prof.Banchong Mahaisavariya, M.D., Prof.Winit Phuapradit, M.D., M.P.H. Dip Thai Board of Orthopedics Dean Dean Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital Faculty of Graduate Studies Mahidol University Mahidol University ACKNOWLEDGEMENTS The key to success of this thesis can attribute to attentive support from my major advisor, Asst. Prof Dr. Ammarin Thakkinstian, Co-advisor Assoc.Prof Adisak Plitapolkarnpim, Prof. Paibul Suriyawongpaisal, and Dr. Pimpa Techakamolsuk and the Bureau of Public Health for precious instruction, suggestions, guidance, valuable advice, collaborative working and team work, and encouragement of my study, career path and my life until I conducted the study successfully I would like to thank, Wimolrat Maleewan, Pichaya Thongpo and Emergency Nursing team, Ramathibodi Hospital, and all emergency residents who helped in pediatric injury research, Dr.Supamas Deejam and our emergency residents, and other doctors and nurses of collaborative networking of Thai Injury Task-Force of Pediatric Injury (TTPI), Child Injury and Safety Injury Prevention (CSIP), Faculty of Medicine Ramathibodi Hospital and others for their fantastic and comprehensive work. I am sincerely thankful to the lecturers and all staffs of the Section of Clinical Epidemiology and Biostatistics, for support and enthusiasm during my study. My thanks also go to my EM and EM nursing students for their encouragement, their assistance and empathy during my study. Sincere appreciation is expressed to Thai Research Funding (TRF), and Mahidol University, Thailand and Thai Health for cooperation with funding which supported some parts of this research to establish the Thai Pediatric Injury Database. Finally, I would like to express my heartfelt thanks to my dear family for their outstanding moral support, care and understanding throughout this study. Sakda A. Vallipakorn Fac. of Grad. Studies, Mahidol Univ. Thesis / iv RISK PREDICTION SCORE OF DEATH IN TRAUMATISED AND INJURED CHILDREN SAKDA ARJ-ONG VALLIPAKORN 5137722 RACE/D Ph.D. (CLINICAL EPIDEMIOLOGY) THESIS ADVISORY COMMITTEE: AMMARIN THAKKINSTIAN Ph.D., ADISAK PLITAPOLKARNPIM M.D., M.P.H., PAIBUL SURIYAWONGPAISAL M.D., M.Sc. ABSTRACT Globally, injury deaths among children are increasing year-by-year, even though these are preventable. The injury prediction score has been used as a tool to aid in the decision making for managing injured patients. However, previous prediction scores have shown many limitations and only a few were specific to children. This study aimed to develop and validate a pediatric injury severity risk prediction model in Thai children and compare it with pre-existing scores. A cross-sectional study consisting of the derivative and validated phases was conducted from April 2010 to October 2012. The data, which was collected from 34 collaborating hospitals, was used to derive and validate the risk prediction model for pediatric injury. A total 43,516 injured children (aged 0-18 years) who used emergency services were enrolled. Fifteen predictive variables were considered to include in the risk prediction model of death. Logistic regression was applied to derive the model. The calibrated and discriminative performances were assessed using the observed per expected ratio (O/E) and concordance statistic (C-statistic). For the derived phases, injury death was 1.7% (95% CI: 1.57-1.82). The ten predictors: age, airway intervention, physical mechanism of injury, injured body regions (head-neck, thoracic, and abdominal regions), GCS, systolic blood pressure, pulse rate, and respiratory rate were significantly associated with death and were kept in the final model. The O/E ratio and the C-statistic were 0.86 (95% CI: 0.70-1.02) and 0.938 (95% CI: 0.929-0.947), respectively. The coefficients derived from logic regression of the significant variables were used to create a scoring scheme and were classified into four risk classifications with respective likelihood ratios of 1.26 (95% CI: 1.25-1.27), 2.45 (95% CI: 2.42- 2.52), and 4.72 (95% CI: 4.57-4.88) for low, intermediate, and high risk of death. The internal validation was done by 200-repetition bootstrap technique and showed a good performance with a very small bias for calibration of 0.002 (95 % CI: 0.0005-0.003) and C- statistic of 0.938 (95% CI: 0.926-0.952). A comparison of our model’s performances with previous pediatric injury models demonstrated a higher discriminative performance than those which were predicted by Tepas, Tepas & Ramenofsky, Rosso, and pediatric poly-trauma scores which were 0.876 (95% CI: 0.862-0.891), 0.876 (95% CI: 0.861-0.891), 0.893 (95% CI: 0.879-0.908) and 0.874 (95% CI: 0.860-0.888), respectively. We developed a successful simplified risk prediction score of Thai pediatric injury with satisfactory calibrated and discriminative performances which was better than previous pediatric prediction scores. It is a promising tool for evaluation of injured children in ER settings and needs further external validation. KEY WORDS: CALIBRATION / C-STATISTIC /LOGISTIC REGRESSION / PEDIATRC TRAUMA AND INJURY SCORE / VALIDATION 76 pages Fac. of Grad. Studies, Mahidol Univ. Thesis / v ระบบคะแนนการคาดการณความเสี่ยงตอการเสียชีวิตในผูปวยเด็กที่ไดรับการบาดเจ็บหรืออุบัติเหตุ RISK PREDICTION SCORE OF DEATH IN TRAUMATISED AND INJURED CHILDREN ศักดา อาจองค วัลลิภากร 5137722 RACE/D ปร.ด. (วิทยาการระบาดคลินิก) คณะกรรมการที่ปรึกษาวิทยานิพนธ: อัมรินทร ทักขิญสเถียร, Ph.D., อดิศักดิ์ ผลิตผลการพิมพ, พ.บ., M.P.H., ไพบูลย สุริยวงศไพศาล, พ.บ., M.Sc. บทคัดยอ อัตราการเสียชีวิตจากการบาดเจ็บหรืออุบัติเหตุในเด็กมีแนวโนมสูงขึ้นทุกปทั่วโลก แมสามารถปองกันไดก็ตาม ในอดีตไดมี การนําระบบคะแนนการคาดการณความเสี่ยงตอการเสียชีวิตในผูปวยเด็กที่ไดรับการบาดเจ็บหรืออุบัติเหตุ มาใชเปนเครื่องมือในการตัดสินใจใน การดูแลรักษา และบริหารจัดการผูปวยที่ไดรับการบาดเจ็บ อยางไรก็ตามพบวาระบบดังกลาวมีขอจํากัด และมีเพียงนอยระบบที่มีความสอดคลอง และสามารถใชไดกับปวยเด็ก การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงคเพื่อพัฒนาระบบคะแนนการคาดการณความเสี่ยงตอการเสียชีวิตในผูปวยเด็กที่ไดรับ การบาดเจ็บหรืออุบัติเหตุ ในเด็กไทยและตรวจสอบประสิทธิภาพและเปรียบเทียบกับระบบเดิมที่เคยมีมากอน การศึกษาแนวตัดขวาง เพื่อนํามาใชในการสรางระบบคะแนนการทํานายความเสี่ยงตอการเสียชีวิตในผูปวยเด็กที่ไดรับการ บาดเจ็บหรืออุบัติเหตุ และตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบที่สรางขึ้น โดยเริ่มทําการศึกษาวิจัย ตั้งแตเดือนเมษายน 2553 ถึง เดือนตุลาคม 2555 จากการรวบรวมขอมูลจาก 34 โรงพยาบาล ในระบบเครือขายทั่วประเทศ พบจํานวนผูปวยเด็กที่ไดรับการบาดเจ็บหรืออุบัติเหตุที่ไดรับการดูแล รักษาที่หองฉุกเฉิน ทั้งสิ้น 43,516 ราย (อายุ 0-18 ป) ตัวแปรที่มีนัยสําคัญทั้งสิ้น 15 ตัวในขั้นตน ไดถูกพิจารณาและนําเขาสูโมเดลการทํานาย ความเสี่ยงของการเสยชี ีวิตโดยการวิเคราะหถดถอยพหุคูณโลจิสติก และนําโมเดลสุดทายที่ไดมาวิเคราะหและเปรียบเทียบความสามารถของ ระบบคะแนนในการทํานายความเสี่ยงตอการเสียชีวิตทั้งดานการปรับเทียบและในดานการจําแนกความถูกตอง นํามาวิเคราะหโดยใชผลจากการ สังเกตตออัตราสวนที่คาดหวัง (O / E) และสถิติความสอดคลอง (C-statistic) พบอัตราการเสียชีวิตที่เกิดจากการบาดเจ็บรอยละ 1.7 (95% CI: 1.57-1.82) 10 ตัวแปรที่มีนัยสําคัญตออัตราการเสียชีวิต ทายสุดหลังจากวิเคราะหถดถอยพหุคูณโลจิสติก ไดแก อายุ การชวยเหลือดานทางเดินหายใจ กลไกทางกายภาพของการบาดเจ็บที่ไดรับ ระบบ ของอวัยวะที่ไดรับการบาดเจ็บ (ศีรษะและคอ, ทรวงอก และ ชองทอง), ระบบประเมิน GCS, ความดันโลหิตตัวบน อัตราการเตนของชีพจร และ อัตราการหายใจ โดยมีความสัมพันธอยางมีนัยสําคัญกับการเสียชีวิตและถูกนําไปสราง แบบแผนการสรางระบบคะแนน คาอัตราสวน O / E และ C-statistic ที่ได คือ 0.86 (95% CI: 0.70-1.02) และ 0.938 (95% CI: 0.929-0.947) ตามลําดับ คาสัมประสิทธิ์ที่ไดมาจาก likelihood ratio ของตัว แปรถูกนํามาจัดแบงกลุมการสรางรูปแบบของการใหคะแนน โดยจําแนกเปน 4 กลุม โดยมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นตามลําดับตามอัตราสวนของความ นาจะเปนสําหรับความเสี่ยงต่ํา กลาง และ สูงของการเสียชีวิต เทากับ 1.26