Zorg | 150129 | Big Data | Een optie voor de toekomst van preventieve medische zorg? | Presentatie |...

Identificatie van Anemie in de context van “Big Data”

Een optie voor elektronisch Monitoren van personen op

anemie en de vroegtijdige ontdekking van een

onderliggende ziekte

Speciaal woord van dank voor de ondersteuning en

inhoudelijke discussie aan: Prof. Dr. Jaap van den Herik;

Prof. Dr. Wim Fibbe, Prof. Dr. Dragan Nikolik, Dr. Marius Nap,

Dr. Peter van der Schaar en huisarts Jeu van Sint Fiet

J. Worst

[email protected] / [email protected]

1

Middag seminar Flevum 29 januari 2015

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Leidraad van het betoog

Inleiding en probleemstelling

Voorgenomen research

Research vraag

Empirisch onderzoek t/m heden

Model, Data en Kwaliteit van data

Een Intelligent Systeem

Conclusie

Verder onderzoek

Middag seminar Flevum / RVH Business - Research 29 januari 2015

2

Volgtijdelijk inzicht in de conditie van personen > 50 jaar

d.w.z. in Nederland betreft dit 7 miljoen inwoners.

Conditie 50 jarige Conditie 60 jarige Conditie 70 jarige Conditie 80 jarige


3

ijzergebreksanemie? andere anemie?

onderliggende ziekte?

Leeftijd

Geslacht

Historie

Levensstijl

Veel ruis tussen data huisarts en die van medisch specialisten

Probleem:Is het mogelijk om de aanwezigheid van een onderliggende ziekte tijdig te verklaren op

basis van symptomen van anemie met behulp van beschikbare data van

huisartspraktijken, en klinisch chemische laboratoria ziekenhuizen? 4


Literatuur: cohort research Silva et al. “klinische risico factors onderliggende

gastro-intestinale (GI) maligniteit”

Silva et al. (bron: Frontline Gastroenterology 2014 no. 5)/Medscape

Wat doe je met de uitkomst van dit soort onderzoeken?

Mensen met ijzergebreksanemie retrospectief geobserveerd op voorspellende waarde van leeftijd, geslacht, Hb, MCV en ijzer gerelateerd aan GI maligniteit.

Volgens de onderzoekers hebben 3 variabelen een voorspellende waarde:

(1)geslacht, (2) leeftijd en (3) Hb niveau

Grootte populatie n = 720, waarvan 9,4 % met GI maligniteit

Hoog risico 16 % of 115 personen

Laag risico 12 % of 86 personen

Waarschijnlijkheid (α = 0,05)

Bij mannen > 70 jaar 4 %

Bij vrouwen > 70 jaar 3,3 %

Bij mannen < 70 jaar 5,3 %


5

Vraag:

Is het mogelijk een intelligent web-based systeem te ontwikkelen,

dat inzicht biedt in bio-markers, die symptomen van anemie (o.a.

ijzergebreksanemie) duiden gerelateerd aan een onderliggende

ziekte?

. Type anemie

Kennis (algoritmen)

Arts

Individu

6

The

sis

e-M

on

ito

rin

g o

n

An

em

ia


Bij 8,6 personen per 1.000

personen (8,6 /1000) treedt

anemie op.

Bij 4,3 van deze personen (4,3

/ 1000) is het werkelijk een

anemie.

Welke van deze personen

heeft een ernstige

onderliggende ziekte?

Voorgenomen research model Confirmatory Factor Analysis Model (CFA)

Gericht op vinden van bevestiging associatie (correlatie)Prognose op basis van mate van regressie (λ)

Ernst van

de anemie

Pernicieuze

folium

anemie

Vitamine

B-12

deficiëntie

anemie

IJzergebrek

anemie

Conditie

van

patiënt

Z 1

Geslacht

Z 2

Leeftijd

Z 3

Historie

anemie

Y

Onderliggende

Ziekte

X 1 Hb

X 3 MCV

X 4 MCH

X 5

MCHC

X 2 Ht

7

Correlatie

Moderators Z

Onafhankelijke

Variabelen X

Regressie λ

Afhankelijke variabele Y


X 6 – 12Overige

Empirisch Onderzoek tot op heden

Twee populaties regio Maastricht

I Data van huisartsen praktijk met 2.273 patiënten

II Data van 950 patiënten gediagnosticeerd op maligniteit

in de colon in enig jaar van de periode 2003 t/m 2009


8

De populatie van de huisarts

ICPC Geconstateerd Uitkomsten

B73.00 Leukemie 3 x 3 patiënten resp. 33, 57 en 72 jaar oud.

Zeer lage Hb.

B80.00 Bloedarmoede 40 x Twee maal incidenteel lage Hb niveau,

gemiddeld lage MCHC en 1 x hoge

Ferritine.

B81.00 Pernicieuze folium anemie 2 x 1 man 59 jaar en 1 vrouw 40 jaar. In

één geval lage ferritine.

B81.01 Vitamine B 12 deficiëntie 20 x Hb is gemiddeld; 3 zeer lage ferritine

metingen, en in één geval een hoog

ferritine niveau

B82.00 Andere niet gedefinieerde

anemie

4 x Hb niveau laag, waarvan 2 mannen

met een laag MCV niveau

T91.01 Vitaminedeficiëntie 127 x Gemiddeld normale Hb, lage MCHC.

Beinvloed door ?


9 De belangrijkste uitkomsten van het data onderzoek 2273 personen luiden als volgt::

Volgtijdelijke Data bloedwaarden

950 patiënten gediagnosticeerd op maligniteit


10

Gemiddelde Hb gerelateerde waarde over de periode 2005 t/m 2009

van 605 patiënten (mannen en vrouwen) positief op maligniteit

Hb is laag, niveau reticulocyten is hoog, MCV blijft op hetzelfde niveau

Jaar: 2009 2008 2007 2006 2005

Hb < 7,5 g/dL 7,41 7,43 7,37 7,31 7,35

RETI 0,5 - 2,5 % (hoog d.w.z. acuut of chronisch bloedverlies) 9,46 11,28 11,99 12,14 11,34

MCV < 80-100 fL 88,17 90,59 90,41 88,50 90,59

MCHC < 19 - 23 mmol/L 19,91 20,24 20,27 20,44 20,32

Aantal patiënten per jaar 128 137 100 142 98


11

Rapport inzake patiënt: 43 patiënten

Geslacht: man/vrouw

Leeftijd: gemiddeld 73 (jongste patiënt 58 en de oudste patiënt 86)

Diagnose: colon adenocarcinoom (positief in 2009)

Test (bron lab Atrium

MC)

Jaar diagnose 2009 +

1 jaar

Jaar 2006 3 jaar + 2

jaar voor diagnose

Norm

Hb Waardes 5,9 – 8,5 Waardes 7,2 – 8,5 Man > 8,5 Vr > 7,5

Ht Waardes 0,31 – 0,41 Waardes n.a. M 0,41–0,51 Vr 0,36-0,47

MCV Waardes 83 – 96 Waardes 90 – 97 80 – 100 fL

MCHC Waardes 19,6 - 21 Waardes 20,3 – 21,3 19-23 mmol/L

12


Samenhang data huisarts en pathologisch lab (D75 is maligne colon aandoening en T91.01 vitamine deficiëntie)

Hb D75 is lager dan norm, dan Hb in geval van T91.0, welke boven de norm ligt

Vitaminegebrek ICPC

T91.01

Vitaminegebrek ICPC

T91.01

6 jaar voor D75

ICPC of CRC

6 jaar voor D75

ICPC of CRC

Jaar van

Diagnose

D75

Jaar van

Diagnose

D75

Mannen Vrouwen Mannen Vrouwen Mannen Vrouwen

Praktijkbron Huisarts Huisarts Ziekenhuis Ziekenhuis Ziekenhuis Ziekenhuis

Hb 9,1 mmol / L 8,5 mmol / L 7,6 mmol / L 7,8 mmol / L 7,1

mmol/L

7,1

mmol/L

Ht 0,44 l/l 0,42 l/l 0,4 l/l 0,4 l/l 0,4 l/l 0,4 l/l

MCV 89,5 fL 90,2 fL 89,7 fL 85,7 fL 89,6 fL 85,7 fL

Gem. Leeftijd 49 45 77 74 76 74


13

IJzergebrek ICPC B80 en samenhang met de bloed waarde 6 jaar voor diagnose ICPC D751) Bij mannen > 65 jaar ligt Hb op nagenoeg gelijk niveau, hoewel lager dan de norm >8,5 mmol2) Bij vrouwen gemiddeld 50 jaar ligt Hb lager mogelijk a.g.v. hevig menstrueel bloedverlies, terwijl de gemiddelde leeftijd van vrouwen 6 jaar voor diagnose 74 jaar is.

De gemiddelde bloedwaarde Hb, Ht, en MCV van mannelijke en vrouwelijke cliënten

huisartsenpraktijk met een bloedarmoede en die van het ziekenhuis luidt als volgt:


14

66 mannen HAP 61 Vrouwen HAP Zi

Gem. leeftijd 66 Gem. leeftijd 50

6 jaar voor

D75 ICPC

of CRC

6 jaar voor

D75 ICPC

of CRC

Mannen Vrouwen

Hb >8,5 - 11 mmol norm Hb >7,5-10 mmol norm

7,6 mmol /

L

7,8 mmol /

L

gem StDev gem StDev 0,4 l/l 0,4 l/l

7,9 0,6 6,8 1,2 89,7 fL 85,7 fL

Ht 0,41-0,51 l/l norm Ht 0,36-0,47 l/l norm 77 74

gem StDev gem StDev Ziekenhuis Ziekenhuis

0,39 0,038 0,35 0,05

MCV 80-100 fL norm MCV 809-100 fL norm

gem StDev gem StDev

90,7 8,5 82,9 11,1

375 testen van 72 mannen

(jaar diagnose)Trend negatief.

15

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Hb

Wa

ard

e

Aantal waarnemingen

Hb waarde mannen met colon carcinoom 2009

Reeks1

Lineair (Reeks1)


Statistische analyse o.b.v. populatie gezonde mannen / mannen met maligniteit / een combinatie van

mannen gezond en mannen met maligniteit

De waarschijnlijkheid duidt de percentiele mate, dat de waarde lager is dan de norm

Kolom: (1) HAP (2) Ziekenhuis (3) Ziekenhuis (4) Ziekenhuis (5) Ziekenhuis (6) Ziekenhuis (7) Ziekenhuis (8) HAP +

ziekenhuis

Populatie: 47 mannen

(gezond)

Gezond en

met

ijzergebreksan

emie

10 mannen

(klachten)

6 jaar voor

diagnose op

colon

carcinoom

10 mannen

(klachten)

6 jaar voor

diagnose op

colon

carcinoom

10 – 18

mannen

(klachten)

6 jaar voor

diagnose op

colon

carcinoom

72 mannen

(positief op

colon

carcinoom)

Jaar diagnose

72 mannen

(positief op

colon

carcinoom)

Jaar diagnose

72 mannen

(positief op

colon

carcinoom)

Jaar diagnose

380 mannen

1/8 gezond en

7/8 positief CC

Bio-marker Hb Hb Ht MCV Hb Ht MVC Hb

Norm >8,5 mmol /L >8,5 mmol /L 0,41-0,51 L 80-100 fL >8,5 mmol/L 0,41-0,51 L 80-100 fL >8,5 mmol /L

Gemiddelde 7,7 7,6 0,37 89,7 7,1 0,35 89,6 7,2

St Dev. δ 0,71 0,75 0,035 3,14 0,7 0,032 3,8 0,7

P – value 8,5 8,5 0,41 90 8,5 0,41 90 8,5

Z test 1 1 0,999 0,71 1 1 0,945 1

α = 0,05 1<1,65

NoDistr

1<1,65

NoDistr

0,999<1,65

NoDistr

0,71<1,65

NoDistr

1<1,65

NoDistr

1<1,65

NoDistr

0,945<1,65

NoDistr

1<1,65

NoDistr

Waarschijnlijk

heid

85,7 % 87,5 % 85,8 % 53,9 % 97,6 % 96 % 54,7 % 96,7 %

Gem. Leeftijd 47 jaar 70 jaar 71 jaar 71 76 jaar 76 jaar 76 jaar 76 jaar


16

Statistische analyse o.b.v. populatie gezonde vrouwen / vrouwen met maligniteit / een combinatie van

vrouwen gezond en vrouwen met maligniteit

De waarschijnlijkheid duidt de percentiele mate, dat de waarde lager is dan de norm

Kolom: (1) HAP (2) Ziekenhuis (3) Ziekenhuis (4) Ziekenhuis (5) Ziekenhuis (6) Ziekenhuis (7) Ziekenhuis (8) HAP +

ziekenhuis

Populatie 51 vrouwen

(gezond)

Gezond en

met

ijzergebreksan

emie

15 vrouwen

(klachten)

6 jaar voor

diagnose op

colon

carcinoom

15 vrouwen

(klachten)

6 jaar voor

diagnose op

colon

carcinoom

15 vrouwen

(klachten)

6 jaar voor

diagnose op

colon

carcinoom

56 vrouwen

(positief op

colon

carcinoom)

Jaar diagnose

56 vrouwen

(positief op

colon

carcinoom)

Jaar diagnose

56 vrouwen

(positief op

colon

carcinoom)

Jaar diagnose

204 vrouwen

1/4 gezond en

3/4 positief CC

Bio-marker Hb Hb Ht MCV Hb Ht MCV Hb

Norm >7,5 mmol /L >7,5 mmol /L 0,36-0,47 /L 80-100 fL >7,5 mmol /L 0,36-0,47 /L 80-100 fL >7,5 mmol/L

Gemiddelde 7,3 7,8 0,38 89,8 7,1 0,36 88,4 7,1

St Dev. δ 1,04 0,8 0,024 4,096 0,8 0,0345 3,76 0,86

P – value 7,5 7,5 0,37 90 7,5 0,36 90 7,5

Z test 0,868 0,396 0,0365 0,6 1 0,971 0,99 0,56

α = 0,05 0,868<1,65

NoDistr

0,396<1,65

NoDistr

z<1,65 NoDistr 0,6 < 1,65

NoDistr

1<1,65 NoDistr 0,971<1,65

NoDistr

0,99<1,65

NoDistr

0,56 < 1,65

NoDistr

Waarschijnlijk

heid

56,2 % 31,6 % 22,18 % 52,1 % 67,8 % 55,46 % 66,6 % 66,7 %

Gem. Leeftijd 51 jaar Ca. 70 jaar Ca. 70 jaar Ca. 70 jaar 74 jaar 74 jaar 74 jaar 72 jaar


17

Model, Data en Kwaliteit van data


18

Correlatie-model o.b.v. CFA: De mate van de correlatie a, b, c, d en e

zijn bepalend voor de ernst van de onderliggende ziekte.

In SEM wordt dat uitgedrukt in de GFI index(Goodness Of Fit)


19

Conditiepatiënt

ijzergebreks

anemie

Verdieping diagnostiek

patho-

fysiologische

verklaring

a

b

c

e

X1 Geslacht

X2 Leeftijd

X3 Historie

X4 Hb

X5 Ht

X6 MCV

X7 trauma

X8 verstoorde aanmaak

RB

X9 verhoogde afbraak RB

X10 klachten

X11 ijzergebrek(MCV, Ferritine}

X12 {Reti, MCV, Vit. B12, foliumzuur}

De ernst van de

onderliggende

ziekteGFI

Y1 Gastro-intestinale

Maligniteit

Y2 Chronische

ziekte

Y3 ad hoc incident

Y4 erfelijke ziekte

Waarschijnlijkheid

Huisartsen praktijk met 2.275 patiënten,

waarvan 4 % met mogelijke maligniteit

Onderliggende

ziekte

Geen

onderliggende

ziekte

Positief TP 10 FP 10 20

Negatief FN 44 TN 27 71

54 37 91


20

Sensitiviteit 10/54 of 0,185Specificiteit 27/37 of 0,72Fout positief 10/37 of 0,27Fout negatief 44/54 of 0,81

Waarschijnlijkheid o.b.v. populatie Nederland > 50 jaar

Nederland telt 7 miljoen inwoners > 50 jaar

8,6 / 1.000 inwoners heeft een ijzergebreksanemie en 4,3 / 1.000 effectief

Per jaar 11.000 of13.000 gevallen van darmkanker, waaraan 50 % overlijdt.

(Bron: VWS 2010/VUmc 2013)


21

Onderliggende

ziekte

Geen

onderliggende

ziekte

Positief TP 6.200 (0,185) FP 6.503 (0,27) 13.185

Negatief FN 27.313 (0,815 TN 19.474 (0,73) 47.015

33.513 26.687 60.200

Sensitiviteit 6.200/33.513 of 0,185Specificiteit 19.474/26.687 of 0,73Fout positief 6503/26.687 of 0,27Fout negatief 27.313/33.513 of 0,815

Belang associatie op basis van bloedonderzoeken personen.

Op basis van veroudering populatie


22

Mannen ouder dan 50 jaar

vormen een risico groep. Kolom 1 sheet 18 en 19

Gedurende 10 jaar voor de diagnose op

colon carcinoom treedt een daling

van de Hb waarde op bij

mannen en vrouwen. Kolom 8

sheets 16 en 17

Cliënten huisarts met een episode

volgens ICPC code B80, B81, en

B81.02 dienen gemonitoord te

worden op Hb en MCV

Cliënten met een episode volgens

ICPC code B81.02 en T91.01 dienen

gemonitord te worden op de aard

van de vitamine deficiëntie

Sheet 13

Monitoren en

Aanvullend

Onderzoek

gewenst

Vaststellen type

anemie

Risico op onderliggende

Ziekte uitsluiten

Vaststellen

Ernst van de symptomen

NHG werkgroep huisarts wet 2014

Hypothese: 4,3 /1.000 personen met risico verdachte onderliggende

maligniteit.

Kan een routinematige bloedtest bijdragen aan een vroegtijdige ontdekking van een onderliggende ziekte, zoals colorectale kanker?

Is uitvoeren van een gastroscopie of een coloscopie noodzakelijk? Dit laatste is voor personen ouder dan 50 jaar volgens het rapport NHG [werkgroep 2014] arbitrair. Eerst dient onderzoek tot geruststellen patiënt plaats te vinden.

In de praktijk zou dit betekenen, dat bij personen met een verhoogd risico een gastroscopie en/of coloscopie per jaar zou moeten worden uitgevoerd d.w.z. 18,5 % (factor sensitiviteit) van 30.100 (4,3 x 7.000) gevallen met ijzergebreksanemie van ca. 6.200 gevallen met een verdachte onderliggende ziekte en met 7 % kans op 1.800 extra

D.w.z. op verzoek van de huisarts met een praktijk van 2275 personen betekent dit voor 10 personen p/jr minitoren en voor 10 extra screening.


23

Een Intelligent Systeem

De onderliggende techniek om het systeem van “Big

Date” te gebruiken

24

IS

Knowledge

Base of SEM

tested models

on anemia in

Lisrel 9.1

Reports

SEM

analysi

s

Access

Kbaseinterface

Reports


elektronisch Monitoren Anemie = intelligent

monitoren van personen op verstoring Rode Bloed

Cellen om een onderliggende ziekte te herkennen


25

Algoritmen bloed test

Conditie individu

•{ Hb, Ht, MCV, MCH, MCHC}

•{MCV, Ferritine}

•{Geslacht, Leeftijd, Historie}

Monitoring

(>50 jaar)

•Onderliggende ziekte?

•Gastro-intestinale maligniteit?

Type anemie

•IJzergebreksanemie

•Vitaminedeficiëntie anemie

•Vitamine B12 en foliumzuur deficiëntie anemie

Conclusie: e-Monitor op ernst van anemie vanaf

de leeftijd van 50 jaar en zeker gericht op

maligniteit in geval van ijzergebreksanemie

1) Het monitoren van symptomen van ijzergebrek anemie vormt een alternatief. In bijvoorbeeld Nederland betreft dit een groep van 7 miljoen personen, die ouder zijn dan 50 jaar. Volgens het CBS [september 2014].

2) Het uitvoeren van routinematige bloed testen door huisarts m.b.t. ijzergebreksanemie 4,3/1.000 over 5 jaar (op basis van cyclus nieuwe 50 jarigen). Dit onder voorwaarde van gebruikmaking van optie tot match met bestaande kennisbank met data van gezonde en zieke personen aangaande bestand ijzergebreksanemie volgtijdelijk gecorreleerd met een onderliggende ziekte.


26

Om o.b.v. SEM tot een voorspelling te komen is een

robuuster data onderzoek cohorten zieke en gezonde

personen gewenst m.m.v. huisartsen en ziekenhuizen in

Noord, Oost en West Nederland


27

Doel second opinion met behulp

Kennisbank met een interface

voor artsen.

Voorkomen asymmetrie van

Informatie in de context

van Big Data.

Zorg | 150129 | Big Data | Een optie voor de toekomst van preventieve medische zorg? | Presentatie |...

Documents

Transcript of Zorg | 150129 | Big Data | Een optie voor de toekomst van preventieve medische zorg? | Presentatie |...