AI-understøttet EKG-stratificering og timing af kaliumsænkende behandling hos patienter med hyperkalæmi: En målrettet forsøgsemuleringsundersøgelse (AIDE-K)

Hyperkalæmi er en hyppig og klinisk vigtig elektrolytforstyrrelse associeret med øget risiko for arytmi og dødelighed. Nuværende kliniske retningslinjer anbefaler at overveje elektrokardiografiske (EKG) abnormiteter ved vurderingen af hastigheden af kaliumsænkende behandling; dog er specifikke EKG-kriterier, der udløser behandling, ikke ensartet defineret, og subtile EKG-ændringer er ofte svære for klinikere at genkende konsekvent i praksis. Som et resultat eksisterer der betydelig variation i timingen af behandlingsstart for hyperkalæmi, og randomiserede forsøg, der direkte sammenligner rettidig versus forsinket behandling, er etisk og praktisk udfordrende at gennemføre. Dette studie er designet som et observationsstudie, der efterligner et målrettet forsøg, for at evaluere sammenhængen mellem behandlingstidspunkt og korttidsdødelighed blandt patienter med laboratoriebekræftet hyperkalæmi.

Protokollen for det målrettede forsøg blev specificeret a priori og indsendt til Institutional Review Board ved Tri-Service General Hospital og definerede eksplicit alle større designkomponenter, der kræves for at adressere det kausale spørgsmål af interesse. Protokollen definerede eksplicit alle større designkomponenter før analyse, herunder datakilder, berettigelseskriterier, behandlingsstrategier, tildelingsprocedurer, tid nul, opfølgning, resultater, kausale kontraster og analytiske metoder.

Efterligningen blev udført ved hjælp af rutinemæssigt indsamlede elektroniske sundhedsdata fra tre kilder: Tri-Service General Hospital (TSGH), et tertiært akademisk medicinsk center i Taiwan med longitudinale akutafdelings- og indlæggelsesdata fra januar 2011 til december 2024; Military Hospital Research Database (MHRD), der aggregerer patientniveau-data fra flere regionale militærtilknyttede hospitaler i Taiwan i løbet af kalenderåret 2023; og den offentligt tilgængelige MIMIC-IV-database, inklusive sammenkædede akutafdelings-, intensiv- og elektrokardiogramdatasæt. Data fra disse kilder blev ekstraheret, harmoniseret og analyseret ved hjælp af en fælles protokol.

Berettigede deltagere var voksne på 18 år eller derover, der ankom til akutafdelingen med laboratoriebekræftet hyperkalæmi, defineret ved en serumkaliumkoncentration på eller over den forudbestemte tærskel, og som gennemgik et standard 12-afledt elektrokardiogram inden for et defineret tidsvindue omkring indekskaliummålingen. Kontakter, hvor kaliumsænkende behandling blev påbegyndt før indeksmålingen, hvor ingen behandling blev administreret inden for det tilladte eksponeringsvindue, eller hvor nøglebasale kovariater, der kræves for at efterligne behandlingstildeling, ikke var tilgængelige, blev udelukket.

Protokollen specificerede to behandlingsstrategier: rettidig påbegyndelse af kaliumsænkende behandling inden for et forudbestemt tidligt tidsvindue efter indekskaliummålingen, og forsinket påbegyndelse af behandling efter dette tidlige vindue, men inden for en maksimal tilladt forsinkelsesperiode. I det hypotetiske målrettede forsøg ville berettigede patienter blive tilfældigt tildelt en af disse behandlingsstrategier ved baseline. I det efterlignede forsøg fulgte behandlingstildelingen rutinemæssig klinisk praksis og blev tilnærmet ved hjælp af propensity score-baserede metoder for at balancere målte basale karakteristika mellem grupper og efterligne randomisering. De forudspecificerede variable i propensity score inkluderede serumkalium (kontinuerlig), AI-EKG-prædiktion (positiv vs. negativ), alder (år), køn og Charlson Comorbidity Index (CCI).

Et fælles tid nul blev defineret som tidspunktet for indekskaliummålingen. Opfølgning begyndte ved tid nul og fortsatte i en fast varighed på 90 dage eller indtil død, alt efter hvad der indtraf først. Det primære resultat var dødelighed af alle årsager inden for 90 dage efter indekshændelsen, verificeret gennem sammenkædning med nationale dødsregistre eller indenfor-database dødelighedsoptegnelser, afhængigt af datakilden.

Den primære kausale kontrast af interesse blev defineret på en intention-to-treat-basis, der sammenlignede de kontrafaktiske resultater, der ville være observeret, hvis alle berettigede patienter havde påbegyndt kaliumsænkende behandling på en forsinket måde versus hvis alle berettigede patienter havde påbegyndt behandling rettidigt. Protokollen forudspecificerede yderligere vurdering af effektmodifikation ved kunstig intelligens-understøttet elektrokardiogram (AI-EKG) baseret risikostratificering, med undergruppekontraster defineret i henhold til AI-EKG-prædiktionsstatus.

Analytiske metoder blev forudspecificeret til at estimere disse kausale kontraster ved hjælp af tid-til-hændelse-analyser, der er passende for observationsdata, efter efterligning af tilfældig tildeling. Yderligere følsomhedsanalyser blev defineret for at vurdere robustheden af resultaterne i forhold til nøgleantagelser og potentielle kilder til bias, herunder analyser designet til at mindske udødelig tidsbias, der opstår fra begrænsninger i den tidsmæssige opløsning af dødelighedsdata.