Statistiques appliquées en chirurgie cardiaque adulte : Analyses de survie et applications du

314 Pages·2012·13.18 MB·French

Université de Montréal

Statistiques appliquées en chirurgie cardiaque adulte :
Analyses de survie et applications du “propensity score”

Par
Louis-Mathieu Stevens

Sciences Biomédicales
Faculté de Médecine

Thèse présentée à la Faculté des Études Supérieures
en vue de l’obtention du grade de Philosophiæ Doctor (PhD)
en sciences biomédicales

Mai 2012

© Louis-Mathieu Stevens 2012
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Université de Montréal
Faculté des Études Supérieures

Ce mémoire intitulé :

Statistiques appliquées en chirurgie cardiaque adulte :
Analyses de survie et applications du “propensity score”

Présenté par :

Louis-Mathieu Stevens

A été évalué par un jury composé des personnes suivantes :

Hung Li, MD, MSc
Président du comité/délégué du centre de recherche
Paul Khairy, MD, PhD
Directeur de recherche
Hugues Jeanmart, MD, MSc
Membre du jury
Stéphane Rinfret, MD, MSc
Évaluateur externe
Michel Carrier, MD, MSc
Représentant du doyen
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RÉSUMÉ FRANÇAIS

L'objectif principal de ce travail est d’étudier en profondeur certaines
techniques biostatistiques avancées en recherche évaluative en chirurgie cardiaque
adulte. Les études ont été conçues pour intégrer les concepts d'analyse de survie,
analyse de régression avec “propensity score”, et analyse de coûts.
Le premier manuscrit évalue la survie après la réparation chirurgicale de la
dissection aigüe de l’aorte ascendante. Les analyses statistiques utilisées
comprennent : analyses de survie avec régression paramétrique des phases de risque
et d'autres méthodes paramétriques (exponentielle, Weibull), semi-paramétriques
(Cox) ou non-paramétriques (Kaplan-Meier) ; survie comparée à une cohorte
appariée pour l’âge, le sexe et la race utilisant des tables de statistiques de survie
gouvernementales ; modèles de régression avec “bootstrapping” et “multinomial
logit model”. L'étude a démontrée que la survie s'est améliorée sur 25 ans en lien
avec des changements dans les techniques chirurgicales et d’imagerie diagnostique.
Le second manuscrit est axé sur les résultats des pontages coronariens isolés
chez des patients ayant des antécédents d'intervention coronarienne percutanée. Les
analyses statistiques utilisées comprennent : modèles de régression avec “propensity
score” ; algorithme complexe d'appariement (1:3) ; analyses statistiques appropriées
pour les groupes appariés (différences standardisées, “generalized estimating
equations”, modèle de Cox stratifié). L'étude a démontrée que l’intervention
coronarienne percutanée subie 14 jours ou plus avant la chirurgie de pontages
coronariens n'est pas associée à des résultats négatifs à court ou long terme.
iv

Le troisième manuscrit évalue les conséquences financières et les
changements démographiques survenant pour un centre hospitalier universitaire suite
à la mise en place d'un programme de chirurgie cardiaque satellite. Les analyses
statistiques utilisées comprennent : modèles de régression multivariée “two-way”
ANOVA (logistique, linéaire ou ordinale) ; “propensity score” ; analyses de coûts
avec modèles paramétriques Log-Normal. Des modèles d’analyse de « survie » ont
également été explorés, utilisant les «coûts» au lieu du « temps » comme variable
dépendante, et ont menés à des conclusions similaires. L'étude a démontrée que,
après la mise en place du programme satellite, moins de patients de faible complexité
étaient référés de la région du programme satellite au centre hospitalier universitaire,
avec une augmentation de la charge de travail infirmier et des coûts.

Nombre de mots (résumé) : 350

Mots-clés : analyse des coûts ; analyse de survie ; angioplastie coronarienne ;
chirurgie cardiaque ; dissection aigüe de l’aorte de type A ; économie de la santé ;
études de suivi ; méthodes épidémiologiques ; pontage, revascularisation ; statistique,
analyse de régression.
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RÉSUMÉ ANGLAIS

The main objective of this work is to study in depth advanced biostatistical
techniques in adult cardiac surgery outcome research. The studies were designed to
incorporate the concepts of survival analysis, regression analysis with propensity
score, and cost analysis.
The first manuscript assessed survival, and cardiovascular specific mortality,
following surgical repair of acute ascending aortic dissection. The statistical
analyses included survival analyses with multiphase parametric hazard regression
and other parametric (exponential, Weibull), semi-parametric (Cox) or non-
parametric models (Kaplan Meier), comparison with the survival of a matched
cohort for age, gender and race using State lifetables, and modelization with
bootstrapping and multinomial logit models. The study showed that the early and
late survival following surgical repair has improved progressively over 25 years in
association with noticeable changes in surgical techniques and preoperative
diagnostic testing.
The second manuscript focused on outcomes following isolated coronary
artery bypass grafting in patients with a history of percutaneous coronary
intervention. The statistical analyses included multivariable regression models with
propensity score, complex matching algorithm (1:3) and appropriate statistical
analyses for matched groups (standardized differences, generalized estimating
equations, and survival analyses with stratified proportional hazards models). The
study showed that remote prior percutaneous coronary intervention more than 14
vi

days before coronary artery bypass grafting surgery was not associated with adverse
outcomes at short or long-term follow-up.
The third manuscript evaluated the financial consequences and the changes
in case-mix that occurred at an academic medical center subsequent to the
implementation of a satellite cardiac surgery program. The statistical analyses
included two-way ANOVA multivariable regression models (logistic, linear or
ordinal), propensity score, and cost analyses using Log-Normal parametric models.
“Survival” analyses models were also explored, using “cost” instead of “time” as
the outcome of interest, and led to similar conclusions. The study showed that, after
implementation of the satellite cardiac surgery program, fewer patients of lower
complexity came to the academic medical center from the satellite program area,
with a significant increase in nursing workload and costs.

Word count (abstract) : 327

Keywords : Acute Type A Aortic Dissection ; Bypass, revascularization ;
Cardiac surgery ; Coronary angioplasty ; Cost analysis ; Epidemiologic methods ;
Follow-up studies ; Health economics ; Statistics, regression analysis ; Survival
Analysis.
vii

TABLE DES MATIÈRES

Page de titre ................................................................................................................... i
Identification du jury .................................................................................................... ii
Résumé et mots clés en français ................................................................................. iii
Résumé et mots clés en anglais .................................................................................... v
Table des matières ...................................................................................................... vii
Liste des tableaux ......................................................................................................... x
Liste des figures ........................................................................................................ xiii
Liste des abréviations .............................................................................................. xviii
Dédicace .................................................................................................................. xxiii
Remerciements ........................................................................................................ xxiv
Avant-propos ........................................................................................................... xxvi
Chapitre I : Introduction ............................................................................................... 1
Utilisation des statistiques en chirurgie ............................................................ 2
Motivation ........................................................................................................ 7
Dissection aigüe de l’aorte ascendante ............................................................ 9
viii

Pontage coronariens après intervention coronarienne percutanée ................. 12
Analyse de coûts en chirurgie cardiaque ........................................................ 17
Régression logistique et linéaire .................................................................... 20
Propensity score ............................................................................................ 26
Analyse de survie ........................................................................................... 42
Décomposition dans le temps du niveau de risque (hazard) en phases ......... 69
Bootstrapping ................................................................................................. 73
Chapitre II : Hypothèses et buts ................................................................................. 77
Objectifs généraux ......................................................................................... 78
Dissection aigüe de l’aorte ascendante .......................................................... 79
Pontage coronariens après intervention coronarienne percutanée ................. 80
Analyse de coûts en chirurgie cardiaque ........................................................ 81
Chapitre III : Corps de la thèse – Articles originaux ................................................. 82
Evolution in surgical management and outcome for acute ascending
aortic dissection ............................................................................................. 83
Coronary artery bypass grafting after recent or remote percutaneous
coronary intervention in the Commonwealth of Massachusetts .................. 123
ix

Financial consequences of implementing a partner in care in cardiac
surgery .......................................................................................................... 160
Chapitre IV : Discussion des résultats ..................................................................... 194
Biostatistiques appliquées en chirurgie cardiaque ....................................... 195
Dissection aigüe de l’aorte ascendante ........................................................ 196
Pontage coronariens après intervention coronarienne percutanée ............... 214
Analyse de coûts en chirurgie cardiaque ...................................................... 225
Chapitre V : Conclusion et perspectives .................................................................. 235
Sources documentaires ............................................................................................. 244
Appendices
Appendice A : Formulaire de dérogation ..................................................... 279
Appendice B : Autorisation de soumettre la thèse par articles .................... 281
Appendice C : Formulaires de consentement des co-auteurs ....................... 283
Appendice D : Formulaires de permission des Journaux ............................. 295
Appendice E : Curriculum vitae ................................................................... 299
x

LISTE DES TABLEAUX

Chapitre 1 : Introduction
Table 1. Exemple simple de “propensity score” pour deux groupes fictifs.

Article : Evolution in surgical management and outcome for acute
ascending aortic dissection
Table 1 Patient characteristics, operative data and hospital mortality.
Table 2 Independent predictors of hospital death.
Table 3 Independent predictors of postoperative stroke.
Table 4 Incremental risk factors for all-cause and cardiovascular death.

Article : Coronary artery bypass grafting after recent or remote
percutaneous coronary intervention in the Commonwealth of
Massachusetts
Table 1 Patient Characteristics in CABG Patients With Remote Prior PCI
(≥14 days) or With No Prior PCI.