Identifikace sepse specifické pro subpopulaci pomocí strojového učení

Od července 2020 do února 2021 včetně provedeme randomizovanou kontrolovanou studii (RCT) napříč osmi subpopulacemi v CRMC, OH a UCSF. Subpopulace, které budou zahrnuty do studie, jsou: kardiologie, gastroenterologie (GI), jednotka intenzivní péče (JIP), lékařství, onkologie, chirurgie, transplantace a oddělení urgentního příjmu (ED). Všechny cíle této studie v obou fázích včetně RCT byly schváleny Pearl Institutional Review Board s upuštěním od informovaného souhlasu (IRB00007772, FWA00026887).

Během období studie budou do studie automaticky zařazeni všichni pacienti starší 18 let, kteří přicházejí na pohotovost nebo jsou přijati na lůžkovou jednotku v zúčastněných zařízeních, pokud jsou členy jedné z osmi subpopulací zájmu v této studii , a to do doby splnění cílového zápisu do studia. Zařazení bude vyžadovat randomizaci buď do kontrolní nebo experimentální větve. Pacienti budou zařazeni do experimentální skupiny nebo kontrolní skupiny na základě náhodné alokační sekvence, vygenerované počítačovým programem před začátkem studie, pomocí jednoduché randomizace, s poměrem alokace 1:1. Tato alokační sekvence bude pacientům, poskytovatelům zdravotní péče a výzkumným pracovníkům skryta. Zkouška však bude mít otevřený design, protože úplné zaslepení není možné, protože některé skupinové úkoly budou přirozeně odhaleny po obdržení telefonických upozornění.

V pracovně budou dvě ramena. Kontrolní rameno bude zahrnovat pacienty monitorované původní verzí InSight a experimentální rameno bude zahrnovat pacienty monitorované subpopulací přizpůsobenou verzí InSight. V obou ramenech, pokud použitelný algoritmus určí, že pacient má vysoké riziko těžké sepse, bude zasláno telefonické upozornění sestře, která má službu v místě, kde se pacient právě nachází. Reakce na výstrahy se budou řídit protokolem z naší předchozí klinické studie sepse. Postup spočívá v tom, že sestra provede vyšetření pacienta u lůžka, aby se vyloučilo podezření na infekci. To zahrnuje posouzení vitálních funkcí pacienta, poznámky EHR a nedávné laboratorní výsledky. Pokud má sestra podezření na těžkou sepsi, lékař následně pacienta posoudí a případně nařídí podání standardního balíčku léčby sepse.

Při podávání klinických studií jsou některé otevřené studie randomizovány do skupin, zatímco jiné jsou randomizovány na úrovni jednotlivých pacientů. Randomizace klastrů se často používá k minimalizaci „kontaminace“ mezi léčebnými a kontrolními skupinami, protože expozice poskytovatelů pacientům z obou ramen v otevřené studii často vyvolává neúmyslné behaviorální předsudky. Tyto zaujatosti mohou způsobit, že poskytovatelé upraví své intervence v kontrolní skupině tak, aby napodobovali jejich akce v experimentální skupině, čímž maskují účinek intervence a zkreslují výsledky studie směrem k nule. Ačkoli otevřené, skupinově randomizované studie jsou účinné při minimalizaci kontaminace mezi skupinami, mají několik významných nevýhod, včetně větší složitosti v návrhu a analýze a také větších požadavků na zařazování pacientů k dosažení stejné statistické síly. Vzhledem k tomu, že větší velikosti vzorků často vyžadují zvýšení nákladů, délky nebo složitosti studie, současný výzkum naznačil, že by trialisté měli používat individuální randomizaci, pokud je to možné kvůli nevýhodám alokace klastrů. Vzhledem k těmto úvahám jsme dospěli k závěru, že individuální randomizace byla nejlepší strategií pro naši studii, protože poskytuje významné zvýšení statistické síly a umožňuje posouzení každého pacienta nezávisle na každém jiném pacientovi. Abychom minimalizovali možné zkreslení, rozhodli jsme se také, že text automatického telefonního hovoru bude identický v obou ramenech. Úspěšné použití randomizace na úrovni pacienta v naší předchozí klinické studii sepse nám dává důvěru v tento design studie.

Po propuštění posledního zařazeného pacienta vyhodnotíme, zda primární cílový ukazatel nemocniční mortalita na základě SIRS a sekundární koncové body hospitalizační těžká sepse/úmrtnost kódovaná šokem, délka hospitalizace na základě SIRS a těžká sepse /šokově kódovaná délka hospitalizace jsou splněny. Další měření výsledků, která jsou zajímavá pro každou skupinu pacientů se SIRS a těžkou sepsí/šokem kódovanou skupinou pacientů, budou zahrnovat: čas do dokončení každého prvku balíčku kampaně za přežití sepse (SSC); dny bez ventilátoru; dny JIP; a 30denní četnost opětovného přijetí do nemocnice. 1-hodinový balíček SSC sestává ze získání hemokultur, měření hladiny laktátu, podávání širokospektrých antibiotik, podávání 30 ml/kg krystaloidní tekutiny pro hypertenzi nebo laktát > 4 mmol/l a aplikaci vazopresorů, pokud je pacient během nebo po hypotenzi tekutinová resuscitace.

Pacienti budou považováni za „založené na SIRS“ a zařazeni do analýzy primárního cílového bodu, pokud v kterémkoli okamžiku svého pobytu splní dvě nebo více kritérií SIRS. Důvodem pro toto zařazovací kritérium je to, že algoritmus může detekovat těžkou sepsi dříve, než je patrná v grafu, a proto může být sepse vyřešena včasným zásahem před dokumentací těžké sepse v lékařském záznamu. Pokud například výstraha CDS vyústí v zahájení léčby před tím, než se vykreslí indikativní laboratoře pro orgánovou dysfunkci, pacientův stav „těžké sepse“ může být cenzurován. Omezení kritérií pro zařazení na konsensuální (Sepse-2) kritéria definice těžké sepse z roku 2001 nebo kritéria Sepse-3 by takové pacienty vyřadila z analýzy; takové cenzuře se však vyhneme, pokud použijeme kritéria pro zařazení založená na SIRS.

Máme v plánu čerpat z klinických dat založených na EHR pro analýzu primárního cíle, na rozdíl od údajů založených na tvrzeních, kvůli jejich schopnosti poskytovat objektivnější měření výsledků pacientů. Avšak pro srovnání s jinými studiemi, které používají zahrnutí na základě kódování, budou v kritériích zahrnutí pro sekundární koncové body použity údaje o tvrzeních. Pacienti budou považováni za zdokumentované s kódem „těžká sepse/septický šok“ a zařazeni do analýzy sekundárního cíle, pokud splňují buď kritéria implementace Angus nebo kterýkoli z následujících diagnostických kódů: R6520 a/nebo R6521 s kódy septikémie A400, A401, A403 , A408, A4101, A4102, A411, A412, A413, A414, A4150, A4151, A4152, A4153, A4159, A4181, A4189, A427, A021, A28,727, A257, A28,727, A37. Je známo, že použití samotných explicitních ICD kódů pro sledování sepse má vysokou specificitu, ale nízkou citlivost.

Na závěr studie budou významné poznatky publikovány jako vědecké práce.