Distribution of postpartum blood loss: modeling, estimation and application to clinical trials

Reprod Health. 2018 Dec 4;15(1):199. doi: 10.1186/s12978-018-0641-1.

Abstract

Background: The loss of large amounts of blood postpartum can lead to severe maternal morbidity and mortality. Understanding the nature of postpartum blood loss distribution is critical for the development of efficient analysis techniques when comparing treatments to prevent this event. When blood loss is measured, resulting in a continuous volume measure, often this variable is categorized in classes, and reduced to an indicator of volume greater than a cutoff point. This reduction of volume to classes entails a substantial loss of information. As a consequence, very large trials are needed to assess clinically important differences between treatments to prevent postpartum haemorrhage.

Methods: The authors explore the nature of postpartum blood loss distribution, assuming that the physical properties of blood loss lead to a lognormal distribution. Data from four clinical trials and one observational study are used to confirm this empirically. Estimates of probabilities of postpartum haemorrhage events 'blood loss greater than a cutoff point' and relative risks are obtained from the fitted lognormal distributions. Confidence intervals for relative risk are obtained by bootstrap techniques.

Results: A variant of the lognormal distribution, the three-parameter lognormal distribution, showed an excellent fit to postpartum blood loss data of the four trials and the observational study. A measurement quality assessment showed that problems of digit preference and lower limit of detection were well handled by the lognormal fit. The analysis of postpartum haemorrhage events based on a lognormal distribution improved the efficiency of the estimates. Sample size calculation for a hypothetical future trial showed that the application of this procedure permits a reduction of sample size for treatment comparison.

Conclusion: A variant of the lognormal distribution fitted very well postpartum blood loss data from different geographical areas, suggesting that the lognormal distribution might fit postpartum blood loss universally. An approach of analysis of postpartum haemorrhage events based on the lognormal distribution improves efficiency of estimates of probabilities and relative risk, and permits a reduction of sample size for treatment comparison.

Trial registration: This paper reports secondary analyses for trials registered at Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ACTRN 12608000434392 and ACTRN12614000870651); and at clinicaltrials.gov (NCT00781066).

Antecedentes: La pérdida de grandes cantidades de sangre después del parto puede llevar a morbilidad y mortalidad materna severas. Entender la naturaleza de la pérdida de sangre postparto es crítico para el desarrollo de técnicas de análisis eficientes cuando se comparan tratamientos para prevenir este evento. Cuando se mide la pérdida de sangre, que resulta en una variable continua, frecuentemente esta variable se categoriza en clases y se reduce a un indicador de volumen mayor que un cierto punto de corte. Esta reducción del volumen a categorías conlleva una pérdida sustancial de información. En consecuencia, son necesarios ensayos muy grandes para evaluar diferencias clínicamente importantes entre tratamientos de prevención de hemorragia postparto.

Métodos: Los autores examinan la naturaleza de la distribución de pérdida de sangre postparto, suponiendo que las propiedades físicas de la pérdida de sangre resultan en una distribución lognormal. Los datos de cuatro ensayos clínicos y de un estudio observacional se usan como confirmación empírica. Las estimaciones de la probabilidad del evento hemorragia postparto ‘pérdida de sangre mayor que un cierto punto de corte’ y riesgos relativos se obtienen del ajuste de las distribuciones lognormales. Los intervalos de confianza para el riesgo relativo se obtienen usando técnicas de bootstrap.

Resultados: Una variante de la distribución lognormal, la distribución lognormal con tres parámetros, produjo un excelente ajuste a los datos de pérdida de sangre postparto para los cuatro ensayos y para el estudio observacional. Una evaluación de la calidad de las medidas mostró que problemas de preferencia de dígito y de límite mínimo de detección eran bien controlados por el ajuste lognormal. El análisis del evento hemorragia postparto basado en la distribución lognormal mejoró la eficiencia de las estimaciones. El cálculo de tamaño de muestra para un futuro ensayo hipotético mostró que la aplicación de este procedimiento permite reducir el tamaño de muestra requerido para comparar tratamientos.

Conclusión: Una variante de la distribución lognormal ajustó muy bien a los datos de pérdida de sangre postparto de diferentes áreas geográficas, sugiriendo que la distribución lognormal podría ajustar a la pérdida de sangre postparto universalmente. Una estrategia de análisis para los eventos de hemorragia postparto basada en la distribución lognormal mejora la eficiencia de las estimaciones de probabilidades y de riesgo relativo, y permite una reducción del tamaño de muestra para comparar tratamientos.

Registro de los ensayos: Este artículo reporta análisis secundarios para ensayos registrados en los siguientes registros: Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ACTRN 12608000434392 y ACTRN12614000870651); clinicaltrials.gov (NCT00781066).

Keywords: Blood loss distribution; Clinical trials; Digit preference; Limit of detection of blood loss measures; Lognormal; Postpartum blood loss; Postpartum haemorrhage.

MeSH terms

  • Clinical Trials as Topic*
  • Female
  • Humans
  • Models, Theoretical*
  • Postpartum Hemorrhage / prevention & control*
  • Postpartum Period
  • Pregnancy
  • Severity of Illness Index

Associated data

  • ClinicalTrials.gov/NCT00781066