Komunikaty generowane przez duże modele językowe w celu poprawy terapii medycznej zgodnej z wytycznymi w niewydolności serca (LLM-GDMT)

Przegląd i uzasadnienie Wytyczne dotyczące leczenia farmakologicznego (GDMT) w niewydolności serca zmniejszają liczbę hospitalizacji i śmiertelność, jednak w praktyce klinicznej nadal występuje znaczne niedostosowanie i suboptymalna tytracja, nawet w specjalistycznych klinikach kardiologicznych. Bariery obejmują ograniczony czas wizyty, złożone choroby współistniejące, rozproszone informacje w notatkach i danych strukturyzowanych oraz niepewność dotyczącą przeciwwskazań lub wcześniejszej nietolerancji. Elektroniczne narzędzia wspomagania decyzji klinicznych (CDS), które syntetyzują kluczowe informacje o pacjencie i podkreślają możliwości GDMT w punkcie opieki, mogą pomóc w zniwelowaniu tych luk.

Duże modeje językowe (LLM) mogą odczytywać zarówno strukturyzowane dane EHR (np. diagnozy, leki, parametry życiowe, wyniki badań laboratoryjnych), jak i niestrukturyzowane notatki narracyjne, aby generować zniuansowane, spersonalizowane rekomendacje. Opracowaliśmy narzędzie CDS oparte na LLM, które przegląda EHR dorosłego pacjenta z niewydolnością serca i generuje krótką wiadomość tekstową dla leczącego kardiologa, podsumowującą stan niewydolności serca, sugerującą potencjalne zmiany GDMT zgodne z aktualnymi wytycznymi oraz wskazującą na istotne kwestie bezpieczeństwa (np. niskie ciśnienie krwi, bradykardia, dysfunkcja nerek, hiperkaliemia, wcześniej udokumentowana nietolerancja). W testach retrospektywnych rekomendacje narzędzia były ogólnie zgodne z oceną eksperta klinicznego.

Projekt badania

Jest to interwencyjne, randomizowane klastrowo badanie na poziomie świadczeniodawcy, prowadzone w dorosłych ambulatoryjnych klinikach kardiologicznych Mass General Brigham. Interwencją jest wyłącznie oprogramowanie, badawcze urządzenie wspomagania decyzji klinicznych („Narzędzie Wspomagania Decyzji Klinicznych LLM-GDMT”). Kwalifikujący się kardiolodzy i zaawansowani praktycy są przydzielani na poziomie świadczeniodawcy/kliniki do jednej z dwóch równoległych grup w fazie początkowej:

Wczesna implementacja – LLM-GDMT CDS: Świadczeniodawcy w tej grupie otrzymują wiadomości generowane przez LLM skierowane do klinicystów dla kwalifikujących się kontaktów z niewydolnością serca. Dla zaplanowanych wizyt spełniających wstępnie zdefiniowane kryteria włączenia, narzędzie przegląda istniejące dane EHR i generuje krótką wiadomość doradczą, która jest dostarczana przez Epic InBasket i/lub instytucjonalny e-mail w tygodniu poprzedzającym wizytę.

Standardowa opieka (opóźniona implementacja): Świadczeniodawcy w tej grupie kontynuują standardową opiekę i nie otrzymują wiadomości generowanych przez LLM podczas początkowej fazy oceny. Dane EHR są wykorzystywane do obliczenia wskaźników jakości w celu porównania. Po początkowej ocenie narzędzie CDS może zostać rozszerzone na tych świadczeniodawców jako część rutynowej opieki.

Pacjenci nie są kontaktowani w ramach badania. Wszystkie decyzje kliniczne, w tym dotyczące rozpoczęcia, przerwania lub modyfikacji jakiegokolwiek leku, pozostają całkowicie w gestii leczącego klinicysty we współpracy z pacjentem. Wiadomości CDS mają wyłącznie charakter doradczy i nie mogą składać zamówień ani bezpośrednio zmieniać leków lub planów monitorowania.

Populacja i kwalifikowalność Badanie obejmuje dorosłych pacjentów (wiek ≥18 lat) z udokumentowaną diagnozą niewydolności serca, którzy mają zaplanowane wizyty ambulatoryjne z uczestniczącymi kardiologami w klinikach Mass General Brigham. Dodatkowe kryteria włączenia wymagają dowodów wspierających aktywną lub wcześniejszą niewydolność serca (np. kody diagnoz, stosowanie diuretyków pętlowych, wyniki echokardiograficzne lub dokumentacja objawów niewydolności serca) oraz co najmniej jednej wcześniejszej wizyty kardiologicznej. Kryteria wykluczenia obejmują niestabilność hemodynamiczną (np. bardzo niskie ciśnienie krwi lub tętno), zaawansowaną dysfunkcję nerek poniżej określonego progu szacunkowego współczynnika filtracji kłębuszkowej, wybrane zaawansowane strukturalne choroby serca (np. amyloidoza serca, kardiomiopatia przerostowa, biorcy przeszczepu serca lub urządzenia wspomagającego lewą komorę, ciężka choroba zastawkowa) oraz kontakty w klinikach dorosłych wrodzonych wad serca.

Interwencja i przepływ pracy

Dla kwalifikujących się kontaktów w grupie wczesnej implementacji, narzędzie CDS działa w bezpiecznym środowisku technicznym Mass General Brigham (Epic, hurtownia danych przedsiębiorstwa i Azure OpenAI w ramach dzierżawy MGB). Narzędzie pobiera odpowiednie strukturyzowane i niestrukturyzowane dane EHR, wykorzystuje duży model językowy do syntezy tych informacji i generuje krótką, czytelną dla człowieka wiadomość. Wiadomość zazwyczaj obejmuje:

• Potwierdzenie aktualnego stanu niewydolności serca i kluczowych chorób współistniejących.
• Podsumowanie obecnego GDMT i potencjalnych możliwości inicjacji lub tytracji terapii opartych na dowodach, z uwzględnieniem ostatnich parametrów życiowych, wartości laboratoryjnych oraz udokumentowanych przeciwwskazań lub wcześniejszej nietolerancji.
• Zagadnienia bezpieczeństwa (np. ciśnienie krwi, tętno, funkcja nerek, potas) istotne dla zmian GDMT.

Wiadomości są dostarczane do leczącego świadczeniodawcy przez Epic InBasket i/lub instytucjonalny e-mail przed wizytą. Narzędzie nie składa zamówień, nie modyfikuje list leków ani nie wysyła żadnej bezpośredniej komunikacji do pacjentów. Świadczeniodawcy mogą zdecydować się na wykorzystanie, modyfikację lub zignorowanie sugestii w oparciu o swoją ocenę kliniczną i preferencje pacjenta.

Wyniki i analiza Głównym wynikiem jest optymalizacja GDMT w ciągu 30 dni od wizyty indeksowej, zdefiniowana jako rozpoczęcie co najmniej jednej nowej klasy GDMT nie przepisywanej wcześniej i/lub zwiększenie dawki co najmniej jednego istniejącego leku GDMT u kwalifikujących się pacjentów. Wyniki drugorzędne obejmują: (1) wykonalność i wierność implementacji CDS (np. odsetek kwalifikujących się kontaktów, dla których wiadomości są pomyślnie generowane i dostarczane), (2) złożony wskaźnik bezpieczeństwa 30-dniowego obejmujący hospitalizacje z powodu niewydolności serca, wizyty na oddziale ratunkowym związane z dekompensacją niewydolności serca, ostre uszkodzenie nerek, hiperkaliemię powyżej wstępnie zdefiniowanych progów oraz klinicznie istotną hipotonię lub bradyarytmię prawdopodobnie związaną z GDMT, oraz (3) akceptowalność i postrzeganą użyteczność zgłaszane przez świadczeniodawców, mierzone za pomocą opcjonalnej anonimowej ankiety.

Badanie przewiduje włączenie do 2500 unikalnych dorosłych pacjentów z niewydolnością serca w uczestniczących klinikach podczas okresu implementacji. Analizy uwzględnią klastrowanie na poziomie świadczeniodawcy i porównają optymalizację GDMT oraz wyniki bezpieczeństwa między grupami wczesnej implementacji i standardowej opieki podczas początkowej fazy oceny. Ogólnym celem jest ustalenie, czy doradcze narzędzie CDS oparte na LLM może być bezpiecznie i wykonalnie wdrożone w rutynowej ambulatoryjnej praktyce kardiologicznej oraz czy poprawia wdrażanie terapii niewydolności serca zgodnych z wytycznymi.