AI-drevet EKG-stratifiering og tidspunkt for kaliumsenkende behandling hos pasienter med hyperkalemi: En målrettet studieemulering (AIDE-K)

Hyperkalemi er en hyppig og klinisk viktig elektrolyttforstyrrelse assosiert med økt risiko for arytmi og dødelighet. Gjeldende kliniske retningslinjer anbefaler å vurdere elektrokardiografiske (EKG) avvik når man avgjør hastverket med kaliumsenkende behandling; imidlertid er spesifikke EKG-kriterier som utløser behandling ikke ensartet definert, og subtile EKG-endringer er ofte vanskelige for klinikere å gjenkjenne konsekvent i praksis. Som et resultat eksisterer det betydelig variasjon i tidspunktet for behandlingsstart for hyperkalemi, og randomiserte studier som direkte sammenligner rettidig versus forsinket behandling er etisk og praktisk utfordrende å gjennomføre. Denne studien er designet som en observasjonsstudie som etterligner en målrettet studie for å evaluere sammenhengen mellom behandlingstidspunkt og korttidsdødelighet blant pasienter med laboratoriebekreftet hyperkalemi.

Protokollen for målrettet studie ble spesifisert a priori og sendt til Institutional Review Board ved Tri-Service General Hospital og definerte eksplisitt alle store designkomponenter som kreves for å adressere det kausale spørsmålet av interesse. Protokollen definerte eksplisitt alle store designkomponenter før analyse, inkludert datakilder, kvalifikasjonskriterier, behandlingsstrategier, tildelingsprosedyrer, tid null, oppfølging, utfall, kausale kontraster og analytiske metoder.

Etterligningen ble utført ved bruk av rutinemessig innsamlede elektroniske helsedata fra tre kilder: Tri-Service General Hospital (TSGH), et tertiært akademisk medisinsk senter i Taiwan med longitudinelle akuttmottak- og inneliggende pasientjournaler fra januar 2011 til desember 2024; Military Hospital Research Database (MHRD), som samler pasientnivådata fra flere regionale militærtilknyttede sykehus over hele Taiwan i kalenderåret 2023; og den offentlig tilgjengelige MIMIC-IV-databasen, inkludert koblede akuttmottak-, intensiv- og elektrokardiogram-datasett. Data fra disse kildene ble ekstrahert, harmonisert og analysert ved bruk av en felles protokoll.

Kvalifiserte deltakere var voksne i alderen 18 år eller eldre som kom til akuttmottaket med laboratoriebekreftet hyperkalemi, definert av et serumkaliumnivå på eller over den forhåndsspesifiserte terskelen, og som gjennomgikk et standard 12-ledds elektrokardiogram innenfor et definert tidsvindu rundt indekskaliummålingen. Kontakter der kaliumsenkende behandling ble startet før indeksmålingen, der ingen behandling ble gitt innenfor det tillatte eksponeringsvinduet, eller der nøkkel-baseline kovariater som kreves for å etterligne behandlingstildeling ikke var tilgjengelige, ble ekskludert.

Protokollen spesifiserte to behandlingsstrategier: rettidig start av kaliumsenkende behandling innenfor et forhåndsspesifisert tidlig tidsvindu etter indekskaliummålingen, og forsinket start av behandling etter dette tidlige vinduet men innenfor en maksimal tillatt forsinkelsesperiode. I den hypotetiske målrettede studien ville kvalifiserte pasienter bli tilfeldig tildelt en av disse behandlingsstrategiene ved baseline. I den etterlignede studien fulgte behandlingstildelingen rutinemessig klinisk praksis og ble tilnærmet ved bruk av propensitetsskorebaserte metoder for å balansere målte baseline-egenskaper mellom grupper og etterligne randomisering. De forhåndsspesifiserte variablene i propensitetsskoret inkluderte serumkalium (kontinuerlig), AI-EKG-prediksjon (positiv vs. negativ), alder (år), kjønn og Charlson Comorbidity Index (CCI).

En felles tid null ble definert som tidspunktet for indekskaliummålingen. Oppfølging startet ved tid null og fortsatte i en fast varighet på 90 dager eller til død, avhengig av hva som inntraff først. Det primære utfallsmålet var all-cause dødelighet innen 90 dager etter indekshendelsen, fastsatt gjennom kobling til nasjonale dødsregistre eller inndatabase dødelighetsjournaler, avhengig av datakilden.

Den primære kausale kontrasten av interesse ble definert på en intention-to-treat-basis, ved å sammenligne de kontrafaktuelle utfallene som ville ha blitt observert dersom alle kvalifiserte pasienter startet kaliumsenkende behandling på en forsinket måte versus dersom alle kvalifiserte pasienter startet behandling rettidig. Protokollen prespesifiserte videre vurdering av effektmodifisering ved kunstig intelligens-basert elektrokardiogram (AI-EKG) risikostratifisering, med undergruppekontraster definert i henhold til AI-EKG-prediksjonsstatus.

Analytiske metoder ble forhåndsspesifisert for å estimere disse kausale kontrastene ved bruk av tid-til-hendelse-analyser som passer for observasjonsdata, etter etterligning av tilfeldig tildeling. Ytterligere følsomhetsanalyser ble definert for å vurdere robustheten til funnene for nøkkelantakelser og potensielle kilder til bias, inkludert analyser designet for å redusere udødelighets-tidsbias som oppstår fra begrensninger i den temporale oppløsningen av dødelighetsdata.