Adverse event cluster analysis for syndromic surveillance - PowerPoint PPT Presentation

Adverse ¡event ¡cluster ¡analysis ¡for ¡syndromic ¡ surveillance ¡ G.N. ¡Norén, ¡J. ¡Fransson, ¡K. ¡Juhlin, ¡R. ¡Chandler, ¡I.R. ¡Edwards ¡

Background ¡ Syndromic ¡surveillance ¡is ¡used ¡in ¡disease ¡outbreak ¡detec4on ¡to ¡iden4fy ¡illness ¡clusters ¡early, ¡ • before ¡diagnoses ¡are ¡confirmed ¡and ¡reported. ¡ In ¡contrast, ¡tradi4onal ¡methodology ¡for ¡signal ¡detec4on ¡in ¡pharmacovigilance ¡relies ¡on ¡ • dispropor4onality ¡using ¡a ¡drug ¡and ¡an ¡individual ¡adverse ¡event ¡term ¡ ¡ Ques4ons: ¡ Is ¡there ¡a ¡be?er ¡way ¡to ¡summarize ¡data ¡than ¡to ¡look ¡at ¡each ¡adverse ¡reac4on ¡separately? ¡ • Can ¡we ¡iden4fy ¡natural ¡groups ¡of ¡reports ¡with ¡similar ¡pa?erns ¡of ¡adverse ¡reac4ons? ¡ • ¡

Two ¡big ¡challenges ¡ 1. ¡ ¡Many ¡possible ¡ways ¡to ¡code ¡the ¡same ¡adverse ¡reac4on ¡ Myocardial ¡infarc4on, ¡acute ¡myocardial ¡infarc4on, ¡cardiac ¡failure ¡acute, ¡cardiac ¡failure, ¡acute ¡coronary ¡syndrome, ¡ chest ¡pain ¡+ ¡shortness ¡of ¡breath, ¡... ¡ ¡ 2. ¡ ¡Seemingly ¡diverse ¡symptoms ¡may ¡relate ¡to ¡the ¡same ¡underlying ¡condi4on ¡or ¡ pathophysiology ¡ High ¡fever, ¡swea4ng, ¡unstable ¡blood ¡pressure, ¡stupor, ¡muscular ¡rigidity, ¡autonomic ¡dysfunc4on ¡= ¡ Neurolep(c ¡ malignant ¡syndrome ¡ ¡

Methodology ¡ Assump4on ¡of ¡mixture ¡model ¡ • Expecta4on-­‑maximiza4on ¡algorithm ¡was ¡used ¡to ¡op4mize ¡the ¡alloca4on ¡of ¡reports ¡ ¡ • Assurance ¡of ¡robustness ¡ • Consensus ¡clustering ¡algorithm ¡using ¡single ¡linkage ¡ •

Mixture ¡model ¡assumpIon ¡ Assume ¡reports ¡are ¡generated ¡by ¡a ¡mixture ¡model ¡ Ÿ Marginal ¡probability ¡for ¡each ¡report ¡class ¡ Ÿ Each ¡report ¡class ¡has ¡associated ¡set ¡of ¡probabili4es ¡for ¡each ¡ adverse ¡reac4on ¡to ¡occur ¡ 0.45 ¡ 0.35 ¡ 0.20 ¡

Mixture ¡model ¡assumpIon ¡

Mixture ¡model ¡assumpIon ¡ Random ¡alloca4on ¡

Mixture ¡model ¡assumpIon ¡ M

ExpectaIon-­‑maximizaIon ¡algorithm ¡ E M

ExpectaIon-­‑maximizaIon ¡algorithm ¡ E M

ExpectaIon-­‑maximizaIon ¡algorithm ¡ E M

ExpectaIon-­‑maximizaIon ¡algorithm ¡ Stop ¡when ¡resulIng ¡ model ¡is ¡’good ¡ enough’ ¡ E M

Robustness ¡ Run ¡algorithm ¡mulIple ¡Imes ¡to ¡ create ¡mulIple ¡models ¡ The ¡algorithm ¡was ¡run ¡100 ¡Imes ¡ M1 M2 M3 M4

Consensus ¡clustering ¡using ¡single ¡linkage ¡ M1 M2 1 1 2 2 7 7 3 6 6 3 5 4 5 4 M3 Consensus 1 model 1 2 7 2 7 6 6 3 3 5 4 5 4

Orange ¡arrows ¡indicate ¡that ¡reports ¡ co-­‑occur ¡in ¡ 100% ¡of ¡the ¡models ¡ Single ¡ M1 M2 1 1 2 2 7 7 3 6 6 3 5 4 5 4 M3 Consensus 1 model 1 2 7 2 7 6 6 3 3 5 4 5 4

Consensus ¡clustering ¡using ¡single ¡linkage ¡ M1 M2 1 1 2 2 7 7 3 6 6 3 The ¡output ¡is ¡5 ¡clusters ¡in ¡the ¡ 5 4 5 4 consensus ¡model ¡when ¡having ¡ threshold ¡ 100% ¡ M3 Consensus 1 model 1 2 7 2 7 6 6 3 3 5 4 5 4

SeUng ¡the ¡threshold ¡to ¡ 66% ¡yields ¡ the ¡following ¡results ¡ Single ¡ M1 M2 1 1 2 2 7 7 3 6 6 3 5 4 5 4 M3 Consensus 1 model 1 2 7 2 7 6 6 3 3 5 4 5 4

Consensus ¡clustering ¡using ¡single ¡linkage ¡ M1 M2 1 1 2 2 7 7 3 6 6 3 5 4 5 4 The ¡output ¡is ¡2 ¡larger ¡clusters ¡in ¡the ¡ consensus ¡model ¡when ¡having ¡ threshold ¡ 66% ¡ M3 Consensus 1 model 1 2 7 2 7 6 6 3 3 5 4 5 4

Consensus ¡clustering ¡ 90% ¡ 80% ¡ 100% ¡ 684 ¡reports ¡on ¡average ¡4 ¡ADR ¡ 460 ¡reports ¡on ¡average ¡3.8 ¡ADR ¡ 39 ¡reports ¡on ¡average ¡4.2 ¡ADR ¡ terms terms terms Somnolence 40% ¡ Somnolence 43% ¡ Saliva increased 46% ¡ Confusion 32% ¡ Confusion 38% ¡ Gait abnormal 44% ¡ Gait abnormal Gait abnormal Ataxia 21% ¡ 19% ¡ 33% ¡ 864 ¡reports ¡on ¡average ¡3.9 ¡ADR ¡ Speech disorder Speech disorder Somnolence 17% ¡ 15% ¡ 31% ¡ terms Ataxia Ataxia Speech disorder 14% ¡ 13% ¡ 28% ¡ Somnolence 35% ¡ Stupor 11% ¡ Stupor 12% ¡ Tremor 23% ¡ Confusion 27% ¡ Fall 11% ¡ Fall 11% ¡ Extrapyramidal disorder 18% ¡ Gait abnormal 19% ¡ Saliva increased 9% ¡ Asthenia 8% ¡ Confusion 18% ¡ Extrapyramidal disorder 8% ¡ Amnesia 8% ¡ Hypertonia 15% ¡ Speech disorder 16% ¡ Asthenia Hypotension Fall 8% ¡ 7% ¡ 15% ¡ Fall 14% ¡ Tremor Coma Apathy 8% ¡ 6% ¡ 13% ¡ Ataxia 12% ¡ Amnesia Dehydration Asthenia 7% ¡ 6% ¡ 13% ¡ Stupor 9% ¡ Coma 6% ¡ Extrapyramidal disorder 6% ¡ Hypokinesa 10% ¡ Saliva increased 8% ¡ Extrapyramidal disorder 7% ¡ Asthenia 7% ¡ 87 ¡reports ¡on ¡average ¡3.3 ¡ADR ¡ 69 ¡reports ¡on ¡average ¡3.2 ¡ADR ¡ Tremor 7% ¡ terms terms Cerebrovascular disorder 6% ¡ Fall 49% ¡ Fall 47% ¡ Amnesia 6% ¡ Fracture Fracture 28% ¡ 26% ¡ Coma 6% ¡ Transient ischaemic attack Transient ischaemic attack 26% ¡ 25% ¡ Cerebrovascular disorder Cerebrovascular disorder 26% ¡ 23% ¡ Cerebral infarction Cerebral infarction 17% ¡ 19% ¡ Aphasia Aphasia 13% ¡ 13% ¡ Hemiparesis Gait abnormal 9% ¡ 10% ¡ Gait abnormal Paralysis facial 7% ¡ 8% ¡ Paralysis facial Hemiparesis 7% ¡ 7% ¡ Pneumonia Hypotension postural 7% ¡ 6% ¡ Fracture pathological Pneumonia 6% ¡ 6% ¡

Results ¡ Risperidone ¡ • 16 ¡323 ¡ICSRs ¡with ¡two ¡or ¡more ¡co-­‑reported ¡adverse ¡event ¡terms ¡(WHO-­‑ART ¡ terminology) ¡ • 92% ¡of ¡the ¡ISCRs ¡were ¡sorted ¡into ¡one ¡of ¡35 ¡clusters ¡(90% ¡hierarchy ¡in ¡ consensus ¡clustering) ¡ • Largest ¡cluster ¡included ¡1 ¡883 ¡reports ¡with ¡an ¡average ¡of ¡3.2 ¡ADR ¡terms ¡ • Smallest ¡clusters ¡included ¡5 ¡reports ¡with ¡2, ¡2.6 ¡and ¡5.4 ¡ADR ¡terms ¡

Results ¡ Three ¡largest ¡clusters: ¡ Cluster ¡1 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Cluster ¡2 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Cluster ¡3 ¡ 1883 ¡reports ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1799 ¡reports ¡ ¡1407 ¡reports ¡ Agita4on ¡ ¡ ¡21% ¡ Extrapyramidal ¡disorder ¡ ¡ ¡33% ¡ Hyperprolac4nemia ¡ ¡ ¡76% ¡ Aggressive ¡reac4on ¡ ¡ ¡18% ¡ Dystonia ¡ ¡ ¡20% ¡ Lacta4on ¡nonpuerperal ¡ ¡ ¡46% ¡ Condi4on ¡aggravated ¡ ¡ ¡16% ¡ Hyperkinesia ¡ ¡ ¡18% ¡ Amenorrhea ¡ ¡ ¡38% ¡ Psychosis ¡ ¡ ¡16% ¡ Hypertonia ¡ ¡ ¡18% ¡ Gynecomas4a ¡ ¡ ¡7% ¡ Hallucina4on ¡ ¡ ¡15% ¡ Dyskinesia ¡ ¡ ¡18% ¡ Weight ¡increase ¡ ¡ ¡7% ¡ Anxiety ¡ ¡ ¡15% ¡ Tremor ¡ ¡ ¡17% ¡ Menstrual ¡disorder ¡ ¡ ¡7% ¡ Insomnia ¡ ¡ ¡13% ¡ Dyskinesia ¡tardive ¡ ¡ ¡14% ¡ Breast ¡pain ¡ ¡ ¡6% ¡ Depression ¡ ¡ ¡12% ¡ Saliva ¡increased ¡ ¡ ¡11% ¡ ¡ Medicine ¡ineffec4ve ¡ ¡ ¡11% ¡ Speech ¡disorder ¡ ¡ ¡8% ¡ ¡ Hyperkinesia ¡ ¡ ¡9% ¡ Muscle ¡contrac4ons ¡ ¡ Suicide ¡idea4on ¡ ¡ ¡8% ¡ involuntary ¡ ¡ ¡7% ¡ Nervousness ¡ ¡ ¡6% ¡ Dysphagia ¡ ¡ ¡7% ¡ Manic ¡reac4on ¡ ¡ ¡6% ¡ Gait ¡abnormal ¡ ¡ ¡6% ¡ Delusion ¡ ¡ ¡6% ¡ Paranoid ¡reac4on ¡6% ¡ Personality ¡disorder ¡ ¡ ¡5% ¡ Schizophrenic ¡reac4on ¡ ¡ ¡5% ¡ ¡ ¡ ¡ ¡