Alapopulaatiokohtainen sepsiksen tunnistus koneoppimisen avulla

Heinäkuusta 2020 helmikuuhun 2021, teemme satunnaistetun kontrolloidun tutkimuksen (RCT) kahdeksalle alapopulaatiolle CRMC:ssä, OH:ssa ja UCSF:ssä. Kokeeseen sisällytettävät alaryhmät ovat: kardiologia, gastroenterologia (GI), tehohoitoyksikkö (ICU), lääketiede, onkologia, kirurgia, elinsiirto ja ensiapuosasto (ED). Pearl Institutional Review Board on hyväksynyt kaikki tämän tutkimuksen tavoitteet molemmissa vaiheissa, mukaan lukien RCT, tietoisesta suostumuksesta poikkeamalla (IRB00007772, FWA00026887).

Tutkimusjakson aikana kaikki yli 18-vuotiaat potilaat, jotka saapuvat päivystykseen tai potilasosastoon osallistuvissa tiloissa, otetaan automaattisesti mukaan tutkimukseen, jos he kuuluvat johonkin tämän tutkimuksen kahdeksasta kiinnostavasta alaryhmästä. , kunnes tutkimukseen ilmoittautumistavoite saavutetaan. Ilmoittautuminen edellyttää satunnaistamista joko kontrolli- tai koeryhmiin. Potilaat jaetaan koe- tai kontrolliryhmään satunnaisallokointisekvenssin perusteella, jonka tietokoneohjelma on luonut ennen tutkimuksen alkua, käyttäen yksinkertaista satunnaistamista, jakosuhteella 1:1. Tämä jakojärjestys piilotetaan potilailta, terveydenhuollon tarjoajilta ja tutkimustutkijoilta. Kokeilu toteutetaan kuitenkin avoimesti, koska täydellinen sokkouttaminen ei ole mahdollista, koska jotkin ryhmätehtävät paljastuvat luonnollisesti puhelinhälytysten vastaanottamisen jälkeen.

Tutkimuksessa on kaksi kättä. Kontrolliryhmään kuuluvat potilaat, joita seurataan InSightin alkuperäisellä versiolla, ja kokeelliseen ryhmään kuuluvat potilaat, joita seurataan InSightin alapopulaatioon mukautetulla versiolla. Jos soveltuvan algoritmin mukaan potilaalla on suuri riski saada vakava sepsis, molemmissa käsissä lähetetään puhelinhälytys potilaan nykyisessä paikassa päivystävälle hoitajalle. Hälytyksiin reagoidaan edellisen sepsiksen kliinisen tutkimuksemme protokollan mukaisesti. Toimenpide koostuu siitä, että sairaanhoitaja tekee potilaan vuodearvioinnin infektioepäilyn sulkemiseksi pois. Tämä sisältää potilaan elintoimintojen arvioinnin, EHR-muistiinpanot ja viimeaikaiset laboratoriotulokset. Jos sairaanhoitaja epäilee vakavaa sepsistä, lääkäri arvioi potilaan ja tarvittaessa antaa tilauksen tavallisen sepsiksen hoitopaketin antamisesta.

Kliinisten kokeiden hallinnoinnissa jotkin avoimet tutkimukset satunnaistetaan klusteriin, kun taas toiset satunnaistetaan yksittäisen potilaan tasolla. Klusterien satunnaistamista käytetään usein minimoimaan "kontaminaation" hoito- ja kontrolliryhmien välillä, koska palveluntarjoajien altistuminen molemmista käsistä oleville potilaille avoimessa tutkimuksessa aiheuttaa usein tahattomia käyttäytymisharhoja. Nämä harhat voivat saada palveluntarjoajat säätämään interventioitaan kontrolliryhmässä jäljittelemään toimintaansa koeryhmässä, mikä peittää intervention vaikutuksen ja vääristää tutkimustuloksia kohti nollaa. Vaikka avoimet, klusterisatunnaistetut tutkimukset ovat tehokkaita ryhmien välisen kontaminaation minimoinnissa, niillä on useita merkittäviä haittoja, kuten suunnittelun ja analyysin monimutkaisempi sekä suuremmat potilaiden rekisteröintivaatimukset saman tilastollisen tehon saavuttamiseksi. Koska suuremmat otoskoot edellyttävät usein tutkimuksen kustannusten, pituuden tai monimutkaisuuden lisäämistä, nykyiset tutkimukset ovat osoittaneet, että tutkijoiden tulisi käyttää yksilöllistä satunnaistamista, jos mahdollista klusteriallokoinnin haittojen vuoksi. Nämä näkökohdat huomioon ottaen päätimme, että yksilöllinen satunnaistaminen oli paras strategia tutkimuksellemme, koska se lisää merkittävästi tilastollista tehoa ja mahdollistaa jokaisen potilaan lopputuloksen arvioimisen kaikista muista potilaista riippumatta. Mahdollisen harhan minimoimiseksi päätimme myös tehdä automaattisen puhelun tekstistä identtisen molemmissa käsissä. Potilastason satunnaistamisen onnistunut käyttö edellisessä sepsiksen kliinisessä tutkimuksessamme antaa meille luottamusta tähän tutkimussuunnitelmaan.

Kun viimeinen potilas on kotiutettu, arvioimme, onko ensisijainen päätetapahtuma sairaalassa tapahtuva SIRS-kuolleisuus ja toissijainen päätetapahtuma sairaalassa tapahtuva vakava sepsis/sokkikoodattu kuolleisuus, SIRS-pohjainen sairaalahoidon kesto ja vaikea sepsis /sokkikoodattu sairaalahoidon kesto täyttyy. Muita kiinnostavia tulosmittauksia kullekin SIRS-pohjaiselle ja vakavalle sepsis-/sokkikoodatulle potilasryhmälle ovat seuraavat: aika kunkin SSC-paketin (Surviving Sepsis Campaign) -elementin valmistumiseen; hengitysilman päivät; ICU päivää; ja 30 päivän sairaalan takaisinottoaste. 1 tunnin SSC-kimppu koostuu veriviljelmien ottamisesta, laktaattitason mittaamisesta, laajakirjoisten antibioottien antamisesta, 30 ml/kg:n kristalloidinesteen annostelusta verenpainetautiin tai laktaattiin >4 mmol/L sekä vasopressoreista, jos potilaalla on verenpainetta verenpaineen aikana tai sen jälkeen. nestemäinen elvytys.

Potilaita pidetään "SIRS-pohjaisina" ja ne sisällytetään ensisijaiseen päätepisteanalyysiin, jos he täyttävät kaksi tai useampia SIRS-kriteerejä missä tahansa vaiheessa oleskelunsa aikana. Syynä tähän sisällyttämiskriteeriin on, että algoritmi voi havaita vakavan sepsiksen ennen kuin se näkyy kaaviossa, ja siksi sepsis voidaan ratkaista varhaisella puuttumisella ennen vakavan sepsiksen dokumentointia sairauskertomuksessa. Jos esimerkiksi CDS-hälytys johtaa hoidon aloittamiseen ennen kuin elinten toimintahäiriöitä osoittavat laboratoriot piirretään, potilaan "vakava sepsis" voidaan sensuroida. Jos sisällyttämiskriteerit rajoitetaan vuoden 2001 konsensuksen (Sepsis-2) vakavan sepsiksen määritelmäkriteereihin tai Sepsis-3 -kriteereihin, tällaiset potilaat suljettaisiin pois analyysistä; Tällainen sensuuri kuitenkin vältytään, kun käytämme SIRS-pohjaisia ​​sisällyttämiskriteerejä.

Aiomme hyödyntää EHR-pohjaisia ​​kliinisiä tietoja ensisijaista päätepisteanalyysiä varten väitteisiin perustuvien tietojen sijaan, koska se pystyy tarjoamaan objektiivisempia mittauksia potilaiden tuloksista. Kuitenkin verrattaessa muihin tutkimuksiin, joissa käytetään koodauspohjaista sisällyttämistä, väitetietoja käytetään toissijaisten päätepisteiden sisällyttämiskriteereissä. Potilaiden katsotaan olevan "vakava sepsis/septinen shokkikoodattu" ja sisällytettävä toissijaiseen päätepisteanalyysiin, jos he täyttävät joko Angusin toteutuskriteerit tai jonkin seuraavista diagnoosikoodeista: R6520 ja/tai R6521 ja septikemiakoodit A400, A401, A403 . Pelkästään eksplisiittisten ICD-koodien käytöllä sepsiksen seurantaan tiedetään olevan korkea spesifisyys, mutta alhainen herkkyys.

Tutkimuksen päätteeksi merkittävät tulokset julkaistaan ​​tieteellisinä julkaisuina.