Objective: Lower urinary tract obstruction (LUTO) is a chronic condition with a spectrum of outcomes. It is usually suspected prenatally based on ultrasound features (USFs). Given the unknown postnatal trajectory and the potential for significant morbidity and mortality, many families choose termination of pregnancy (TOP), often based on USFs alone. Herein, we sought to develop a tool that can be used to predict postnatal outcome based on combinations of USFs, which can aid prenatal counseling and parental decision-making.
Methods: This was a retrospective study of cases with suspected fetal LUTO that were seen at a high-risk fetal center and a tertiary pediatric center in Canada. Data were collected on USFs, prenatal/postnatal death and postnatal need for transplantation and/or dialysis. USFs from pregnancies with a gestational age of 13-26 weeks on initial ultrasound at the high-risk fetal center that underwent TOP were collected and matched to fetuses with comparable prenatal USFs that were not terminated, which had a known postnatal outcome, to build a random forest model. The random forest model was fitted for each outcome (death, dialysis or transplantation) and tested for accuracy using leave-one-out cross-validation. Each predictor was assessed independently with combined importance when accounting for other predictors. The model was used to predict the most likely postnatal outcomes for cases of TOP had the pregnancy been continued.
Results: USF data from 85 cases of TOP and 125 cases of expectantly managed pregnancy with prenatally suspected LUTO were retrieved. For expectantly managed cases, there was a median follow-up duration of 5.7 (interquartile range, 0.2-14.5) years among the liveborn infants. There were 14 prenatal and 22 postnatal deaths in the expectantly managed cohort. The random forest model demonstrated the highest predictive accuracy for transplantation (77% accuracy, 50% sensitivity, 80% specificity), followed by death (72% accuracy, 83% sensitivity, 67% specificity) and dialysis (71% accuracy, 70% sensitivity, 71% specificity). For the TOP cohort, had the pregnancies been continued, the model predicted transplantation and dialysis in 21/85 (25%) and 37/85 (44%) cases, respectively; pre- or postnatal death was predicted in 69/85 (81%) cases.
Conclusions: Our data suggest that it is possible to predict death and postnatal transplantation and/or dialysis from USFs in fetuses with suspected LUTO with acceptable accuracy. Predictive accuracy will improve with continued follow-up of more patients, enabling more personalized prenatal counseling and more informed decision-making for families. © 2024 The Author(s). Ultrasound in Obstetrics & Gynecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of International Society of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology.
RESUMEN: Uso de los resultados ecográficos prenatales para predecir el resultado postnatal en fetos con obstrucción del tracto urinario inferior
Objetivo: La obstrucción del tracto urinario inferior (OTUI) es una afección crónica con un espectro de resultados. Suele sospecharse prenatalmente a partir de las características ecográficas (CE). Dada la trayectoria postnatal desconocida y el potencial significativo de morbilidad y mortalidad, muchas familias optan por la interrupción del embarazo (IDE), a menudo basándose únicamente en las CE. En este caso, se trato de desarrollar una herramienta que pudiera utilizarse para predecir el resultado postnatal a partir de combinaciones de CE, lo que puede ayudar al asesoramiento prenatal y a la toma de decisiones de los padres.
Métodos: Se trató de un estudio retrospectivo de casos con sospecha de OTUI fetal atendidos en un centro fetal de alto riesgo y en un centro pediátrico terciario de Canadá. Se recogieron datos sobre las CE, la muerte prenatal/postnatal y la necesidad postnatal de trasplante y/o diálisis. Se recogieron las CE de embarazos con una edad gestacional de 13–26 semanas en la ecografía inicial en el centro fetal de alto riesgo que se sometieron a IDE y se emparejaron con fetos con CE prenatales comparables que no se interrumpieron, que tenían un resultado postnatal conocido, para desarrollar un modelo de bosque aleatorio. Se ajustó el modelo de bosque aleatorio para cada resultado (muerte, diálisis o trasplante) y se comprobó su precisión mediante validación cruzada dejando uno fuera. Cada factor predictivo se evaluó de forma independiente con una importancia combinada al tener en cuenta otros factores predictivos. El modelo se utilizó para predecir los resultados postnatales más probables para los casos de IDE si se hubiera continuado el embarazo.
Resultados: Se recuperaron los datos de las CE de 85 casos de IDE y 125 casos de embarazo en tratamiento expectante con sospecha prenatal de OTUI. En los casos de tratamiento expectante, hubo una mediana de la duración del seguimiento de 5,7 (intervalo intercuartílico, 0,2‐14,5) años entre los recién nacidos vivos. Hubo 14 muertes prenatales y 22 postnatales en la cohorte de tratamiento expectante. El modelo de bosque aleatorio demostró la mayor precisión predictiva para el trasplante (77% de precisión, 50% de sensibilidad, 80% de especificidad), seguido de la muerte (72% de precisión, 83% de sensibilidad, 67% de especificidad) y la diálisis (71% de precisión, 70% de sensibilidad, 71% de especificidad). Para la cohorte de IDE, si los embarazos hubieran continuado, el modelo predijo el trasplante y la diálisis en 21/85 (25%) y 37/85 (44%) casos, respectivamente; se predijo la muerte pre o postnatal en 69/85 (81%) casos.
Conclusiones: Los resultados sugieren que es posible predecir la muerte y el trasplante postnatal y/o la diálisis a partir de las CE en fetos con sospecha de OTUI con una precisión aceptable. La precisión predictiva mejorará con el seguimiento continuado de más pacientes, lo que permitirá un asesoramiento prenatal más personalizado y una toma de decisiones más informada para las familias.
摘要: 利用产前超声检查结果预测下尿路梗阻胎儿的产后结局
目的: 下尿路梗阻(LUTO)是一种慢性疾病，其结局多种多样。通常在产前根据超声特征(USF)怀疑其存在。由于产后病程不明，且可能严重发病或死亡，许多家庭选择终止妊娠(TOP)，而且终止妊娠往往仅基于 USF。在此，我们试图开发一种工具，用于根据 USF 组合预测产后结局，从而辅助产前咨询，帮助胎儿父母做出决定。
方法: 本研究为一项回顾性研究，研究对象是在加拿大一家高风险胎儿中心和一家三级儿科中心就诊的疑似胎儿 LUTO 病例。研究收集了有关 USF、产前/产后死亡以及产后移植和/或透析需求的数据。收集了在高风险胎儿中心接受 TOP 的孕龄在 13‐26 周的孕妇的 USF，并与产前 USF 相似但未终止妊娠、产后结局已知的胎儿进行配对，建立随机森林模型。随机森林模型适用于每种结局(死亡、透析或移植)，并通过留一交叉验证测试其准确性。对每个预测因子都进行了独立评估，并在考虑其他预测因子的情况下综合评估其重要性。该模型用于预测 TOP 病例在继续妊娠的情况下最可能出现的产后结局。
结果: 检索了 85 例 TOP 和 125 例产前疑似 LUTO 的预期管理妊娠的 USF 数据。在预期管理的病例中，活产婴儿的中位随访时间为 5.7 年(四分位距 0.2‐14.5 年)。在预期管理队列中，产前死亡 14 例，产后死亡 22 例。随机森林模型对移植的预测准确率最高(准确率 77%，灵敏度 50%，特异性 80%)，其次是死亡(准确率 72%，灵敏度 83%，特异性 67%)和透析(准确率 71%，灵敏度 70%，特异性 71%)。对于 TOP 队列，如果继续妊娠，模型分别预测了 21/85 例(25%)和 37/85 例(44%)移植和透析；预测了 69/85 例(81%)产前或产后死亡。
结论: 我们的数据表明，可以通过 USF 预测疑似 LUTO 胎儿的死亡、产后移植和/或透析，其准确性尚可接受。随着对更多患者的持续随访，预测的准确性将得到提高，从而实现更个性化的产前咨询，并让胎儿父母为家庭做出更明智的决定。
Keywords: LUTO; antenatal diagnosis; artificial intelligence; fetal obstructive uropathy; lower urinary tract obstruction; machine learning; outcome prediction; pediatric urology; prediction model; ultrasound.
© 2024 The Author(s). Ultrasound in Obstetrics & Gynecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of International Society of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology.