AI-gestuurde ECG-stratificatie en timing van kaliumverlagende therapie bij patiënten met hyperkaliëmie: een doelgerichte trial-emulatiestudie (AIDE-K)

Hyperkaliëmie is een frequent en klinisch belangrijk elektrolytstoornis die geassocieerd wordt met een verhoogd risico op aritmie en mortaliteit. Huidige klinische richtlijnen adviseren om elektrocardiografische (ECG) afwijkingen in overweging te nemen bij het bepalen van de urgentie van kaliumverlagende therapie; specifieke ECG-criteria die behandeling vereisen zijn echter niet eenduidig gedefinieerd, en subtiele ECG-veranderingen zijn in de dagelijkse praktijk vaak moeilijk voor clinici om consistent te herkennen. Als gevolg hiervan bestaat er aanzienlijke variabiliteit in de timing van het starten van behandeling voor hyperkaliëmie, en gerandomiseerde onderzoeken die tijdige versus vertraagde therapie direct vergelijken zijn ethisch en praktisch uitdagend om uit te voeren. Deze studie is opgezet als een observationeel onderzoek dat een doelonderzoek nabootst om het verband tussen behandelingsmoment en kortetermijnmortaliteit bij patiënten met laboratoriumbevestigde hyperkaliëmie te evalueren.

Het doelonderzoekprotocol werd a priori gespecificeerd en voorgelegd aan de Institutional Review Board van het Tri-Service General Hospital en definieerde expliciet alle belangrijke ontwerpcomponenten die nodig zijn om de causale vraag van belang aan te pakken. Het protocol definieerde expliciet alle belangrijke ontwerpcomponenten vóór analyse, inclusief de databronnen, in aanmerking komende criteria, behandelstrategieën, toewijzingsprocedures, tijd nul, follow-up, uitkomsten, causale contrasten en analytische methoden.

De nabootsing werd uitgevoerd met routinematig verzamelde elektronische gezondheidsrecordgegevens uit drie bronnen: Tri-Service General Hospital (TSGH), een tertiair academisch medisch centrum in Taiwan met longitudinale spoedeisende hulp- en klinische opnamerecords van januari 2011 tot december 2024; de Military Hospital Research Database (MHRD), die patiëntniveaugegevens verzamelt van meerdere regionale militaire ziekenhuizen in Taiwan gedurende kalenderjaar 2023; en de openbaar beschikbare MIMIC-IV-database, inclusief gekoppelde spoedeisende hulp-, intensive care- en elektrocardiogramdatasets. Gegevens uit deze bronnen werden geëxtraheerd, geharmoniseerd en geanalyseerd volgens een gemeenschappelijk protocol.

In aanmerking komende deelnemers waren volwassenen van 18 jaar of ouder die zich meldden op de spoedeisende hulp met laboratoriumbevestigde hyperkaliëmie, gedefinieerd door een serumkaliumconcentratie op of boven de vooraf bepaalde drempelwaarde, en die een standaard 12-afleidingen elektrocardiogram ondergingen binnen een gedefinieerd tijdvenster rond de indexkaliummeting. Contactmomenten waarbij kaliumverlagende therapie werd gestart vóór de indexmeting, waarbij geen therapie werd toegediend binnen het toegestane blootstellingsvenster, of waarbij belangrijke baselinecovariaten die nodig waren voor het nabootsen van behandeltoewijzing niet beschikbaar waren, werden uitgesloten.

Het protocol specificeerde twee behandelstrategieën: tijdige start van kaliumverlagende therapie binnen een vooraf bepaald vroeg tijdvenster na de indexkaliummeting, en vertraagde start van therapie na dit vroege venster maar binnen een maximaal toegestane vertragingsperiode. In het hypothetische doelonderzoek zouden in aanmerking komende patiënten willekeurig worden toegewezen aan een van deze behandelstrategieën bij baseline. In het nagebootste onderzoek volgde de behandeltoewijzing de routinematige klinische praktijk en werd deze benaderd met op propensity score gebaseerde methoden om gemeten baselinekenmerken tussen groepen in balans te brengen en randomisatie na te bootsen. De vooraf gespecificeerde variabelen in de propensity score omvatten serumkalium (continu), AI-ECG-voorspelling (positief versus negatief), leeftijd (jaren), geslacht en Charlson Comorbidity Index (CCI).

Een gemeenschappelijke tijd nul werd gedefinieerd als het tijdstip van de indexkaliummeting. Follow-up begon bij tijd nul en duurde voor een vaste periode van 90 dagen of tot overlijden, afhankelijk van wat zich het eerst voordeed. De primaire uitkomst was mortaliteit door alle oorzaken binnen 90 dagen na de indexgebeurtenis, vastgesteld via koppeling aan nationale overlijdensregisters of mortaliteitsrecords in de database, afhankelijk van de databron.

Het primaire causale contrast van belang werd gedefinieerd op basis van intention-to-treat, waarbij de contrafeitelijke uitkomsten werden vergeleken die zouden zijn waargenomen als alle in aanmerking komende patiënten kaliumverlagende therapie op een vertraagde manier waren gestart versus als alle in aanmerking komende patiënten therapie op een tijdige manier waren gestart. Het protocol specificeerde verder vooraf beoordeling van effectmodificatie door op kunstmatige intelligentie gebaseerde elektrocardiogram (AI-ECG) risicostratificatie, met subgroepcontrasten gedefinieerd volgens AI-ECG-voorspellingsstatus.

Analytische methoden werden vooraf gespecificeerd om deze causale contrasten te schatten met behulp van tijd-tot-gebeurtenisanalyses die geschikt zijn voor observationele gegevens, na nabootsing van willekeurige toewijzing. Aanvullende gevoeligheidsanalyses werden gedefinieerd om de robuustheid van bevindingen voor belangrijke aannames en potentiële bronnen van bias te beoordelen, inclusief analyses ontworpen om onsterfelijke tijd bias te verminderen die voortkomt uit beperkingen in de temporele resolutie van mortaliteitsgegevens.