AI-Enabled ECG Stratification and Timing of Potassium-Lowering Therapy in Patients With Hyperkalemia: A Target Trial Emulation Study (AIDE-K)

Hyperkalémie je častá a klinicky významná porucha elektrolytů spojená se zvýšeným rizikem arytmie a úmrtnosti. Současné klinické směrnice doporučují zvážit elektrokardiografické (EKG) abnormality při určování naléhavosti snižování hladiny draslíku; konkrétní EKG kritéria vyžadující léčbu však nejsou jednotně definována a jemné změny na EKG jsou v reálné praxi pro klinické lékaře často obtížně konzistentně rozpoznatelné. V důsledku toho existuje značná variabilita v načasování zahájení léčby hyperkalémie a randomizované studie přímo porovnávající včasnou versus opožděnou terapii jsou eticky a prakticky náročné na provedení. Tato studie je navržena jako observační studie napodobující cílovou klinickou studii, která má vyhodnotit souvislost mezi načasováním léčby a krátkodobou úmrtností u pacientů s laboratorně potvrzenou hyperkalemií.

Protokol cílové studie byl stanoven předem a předložen Etické komisi Všeobecné nemocnice Tri-Service a výslovně definoval všechny hlavní složky návrhu potřebné k zodpovězení sledované příčinné otázky. Protokol před analýzou výslovně definoval všechny hlavní složky návrhu, včetně zdrojů dat, kritérií způsobilosti, léčebných strategií, postupů přiřazení, časového bodu nula, sledování, výsledků, příčinných kontrastů a analytických metod.

Napodobení bylo provedeno pomocí rutinně sbíraných elektronických zdravotních záznamů ze tří zdrojů: Všeobecné nemocnice Tri-Service (TSGH), terciárního akademického lékařského centra na Tchaj-wanu s longitudinálními záznamy z pohotovosti a hospitalizace od ledna 2011 do prosince 2024; databáze výzkumu vojenských nemocnic (MHRD), která agreguje data na úrovni pacientů z více regionálních vojenských nemocnic na Tchaj-wanu během kalendářního roku 2023; a veřejně dostupné databáze MIMIC-IV, včetně propojených datových sad z pohotovosti, intenzivní péče a elektrokardiogramů. Data z těchto zdrojů byla extrahována, sjednocena a analyzována pomocí společného protokolu.

Způsobilí účastníci byli dospělí ve věku 18 let a starší, kteří se dostavili na pohotovost s laboratorně potvrzenou hyperkalemií, definovanou koncentrací sérového draslíku na nebo nad předem stanoveným prahem, a kteří podstoupili standardní 12svodové elektrokardiografické vyšetření v definovaném časovém okně kolem indexového měření draslíku. Setkání, při kterých byla léčba snižující draslík zahájena před indexovým měřením, při kterých nebyla léčba podána v povoleném okně expozice, nebo při kterých nebyly k dispozici klíčové vstupní kovariáty potřebné pro napodobení přidělení léčby, byla vyloučena.

Protokol specifikoval dvě léčebné strategie: včasné zahájení léčby snižující draslík v předem stanoveném časovém okně po indexovém měření draslíku a opožděné zahájení léčby po tomto časném okně, ale v rámci maximální povolené doby prodlení. V hypotetické cílové studii by byli způsobilí pacienti náhodně přiděleni k jedné z těchto léčebných strategií výchozí. V napodobené studii přidělení léčby následovalo běžnou klinickou praxi a bylo aproximováno pomocí metod založených na skóre sklonu k vyrovnání naměřených výchozích charakteristik mezi skupinami a napodobení randomizace. Předem stanovené proměnné ve skóre sklonu zahrnovaly sérový draslík (spojitý), predikci AI-EKG (pozitivní vs. negativní), věk (roky), pohlaví a Charlsonův index komorbidity (CCI).

Společný čas nula byl definován jako čas indexového měření draslíku. Sledování začalo v čase nula a pokračovalo po pevnou dobu 90 dnů nebo do úmrtí, podle toho, co nastalo dříve. Primárním výsledkem byla úmrtnost ze všech příčin do 90 dnů od indexové události, zjištěná propojením s národními registry úmrtí nebo záznamy o úmrtí v databázi, v závislosti na zdroji dat.

Primární příčinný kontrast zájmu byl definován na základě záměru léčit, porovnávající kontrafaktuální výsledky, které by byly pozorovány, kdyby všichni způsobilí pacienti zahájili léčbu snižující draslík opožděně, versus kdyby všichni způsobilí pacienti zahájili léčbu včasně. Protokol dále předem specifikoval hodnocení modifikace účinku stratifikací rizika pomocí elektrokardiogramu s umělou inteligencí (AI-EKG), s podskupinovými kontrasty definovanými podle stavu predikce AI-EKG.

Analytické metody byly předem stanoveny k odhadu těchto příčinných kontrastů pomocí analýz doby do události vhodných pro observační data, po napodobení náhodného přidělení. Byly definovány dodatečné senzitivní analýzy k posouzení robustnosti zjištění vůči klíčovým předpokladům a potenciálním zdrojům zkreslení, včetně analýz navržených ke zmírnění zkreslení nesmrtelného času vznikajícího z omezení časového rozlišení dat o úmrtnosti.