Идентификация сепсиса в субпопуляции с использованием машинного обучения

С июля 2020 г. по февраль 2021 г. включительно мы проведем рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) в восьми субпопуляциях в CRMC, Огайо и UCSF. В исследование будут включены следующие подгруппы населения: кардиология, гастроэнтерология (GI), отделение интенсивной терапии (ICU), медицина, онкология, хирургия, трансплантация и отделение неотложной помощи (ED). Все цели этого исследования на обоих этапах, включая РКИ, были одобрены Институциональным наблюдательным советом Pearl с отказом от информированного согласия (IRB00007772, FWA00026887).

В течение периода исследования все пациенты старше 18 лет, поступившие в отделение неотложной помощи или госпитализированные в стационарное отделение в участвующих учреждениях, будут автоматически включены в исследование, если они входят в одну из восьми подгрупп, представляющих интерес для этого исследования. до тех пор, пока не будет достигнуто целевое число участников исследования. Зачисление повлечет за собой рандомизацию либо в контрольную, либо в экспериментальную группу. Пациенты будут распределены в экспериментальную группу или контрольную группу на основе случайной последовательности распределения, сгенерированной компьютерной программой до начала испытания, с использованием простой рандомизации с соотношением распределения 1:1. Эта последовательность распределения будет скрыта от пациентов, медицинских работников и исследователей. Однако исследование будет иметь открытый дизайн, поскольку полное ослепление невозможно, так как некоторые групповые задания станут естественным образом раскрыты после получения телефонных предупреждений.

В кабинете будет две руки. В контрольную группу войдут пациенты, за которыми ведется наблюдение с помощью исходной версии InSight, а в экспериментальную группу войдут пациенты, за которыми будет наблюдать адаптированная для подгруппы населения версия InSight. В обеих группах, если применимый алгоритм определяет, что пациент находится в группе высокого риска развития тяжелого сепсиса, дежурной медсестре по месту нахождения пациента будет отправлено телефонное оповещение. Ответ на оповещения будет следовать протоколу нашего предыдущего клинического испытания сепсиса. Процедура состоит в том, что медсестра проводит осмотр пациента у постели больного, чтобы исключить подозрение на инфекцию. Это включает в себя оценку показателей жизнедеятельности пациента, заметки EHR и последние результаты лабораторных исследований. Если медсестра подозревает тяжелый сепсис, врач впоследствии осматривает пациента и, при необходимости, размещает заказ на введение стандартного набора для лечения сепсиса.

При проведении клинических испытаний некоторые открытые исследования являются кластерно-рандомизированными, в то время как другие рандомизируются на уровне отдельных пациентов. Кластерная рандомизация часто используется для минимизации «контаминации» между лечебной и контрольной группами, потому что контакт медицинских работников с пациентами из обеих групп в открытом исследовании часто вызывает непреднамеренные поведенческие предубеждения. Эти предубеждения могут привести к тому, что медицинские работники будут корректировать свои вмешательства в контрольной группе, чтобы имитировать их действия в экспериментальной группе, тем самым маскируя эффект вмешательства и искажая результаты исследования в сторону нуля. Хотя открытые кластерные рандомизированные исследования эффективны для сведения к минимуму контаминации среди групп, они имеют несколько существенных недостатков, в том числе большую сложность дизайна и анализа, а также большее число пациентов для достижения той же статистической мощности. Поскольку большие размеры выборки часто требуют увеличения стоимости, продолжительности или сложности испытания, текущие исследования показали, что испытателям следует использовать индивидуальную рандомизацию, если это возможно, из-за недостатков кластерного распределения. Принимая во внимание эти соображения, мы пришли к выводу, что индивидуальная рандомизация была лучшей стратегией для нашего исследования, поскольку она обеспечивает значительное увеличение статистической мощности и позволяет оценивать результаты каждого пациента независимо от каждого другого пациента. Чтобы свести к минимуму возможную предвзятость, мы также решили сделать текст автоматического телефонного звонка одинаковым для обеих рук. Успешное использование рандомизации на уровне пациентов в нашем предыдущем клиническом исследовании сепсиса дает нам уверенность в этом дизайне исследования.

После выписки последнего зарегистрированного пациента мы оценим, соответствуют ли первичная конечная точка внутрибольничной смертности на основе SIRS и вторичные конечные точки внутрибольничного тяжелого сепсиса/смертности, кодируемой шоком, продолжительность пребывания в больнице на основе SIRS и тяжелый сепсис. /shock-coded продолжительность пребывания в больнице соблюдена. Дополнительные показатели результатов, представляющие интерес для каждой группы пациентов на основе SIRS и тяжелого сепсиса/шока, будут включать: время до завершения каждого элемента пакета кампании по выживанию при сепсисе (SSC); дни без ИВЛ; дни интенсивной терапии; и частота повторных госпитализаций в течение 30 дней. 1-часовой пакет SSC состоит из получения культур крови, измерения уровня лактата, введения антибиотиков широкого спектра действия, введения 30 мл/кг кристаллоидной жидкости при артериальной гипертензии или лактата >4 ммоль/л и применения вазопрессоров, если у пациента гипотензия во время или после жидкостная реанимация.

Пациенты будут считаться «на основе SIRS» и включены в анализ первичной конечной точки, если они соответствуют двум или более критериям SIRS в любой момент во время их пребывания. Причина для этих критериев включения заключается в том, что алгоритм может обнаружить тяжелый сепсис до того, как он будет очевиден в карте, и, следовательно, сепсис может быть устранен с помощью раннего вмешательства до документирования тяжелого сепсиса в медицинской карте. Например, если предупреждение CDS приводит к началу лечения до того, как будут проведены лабораторные исследования, указывающие на дисфункцию органов, состояние пациента «тяжелый сепсис» может быть исключено. Ограничение критериев включения консенсусом 2001 г. (Сепсис-2), критериями определения тяжелого сепсиса или критериями Сепсиса-3 исключит таких пациентов из анализа; однако такой цензуры можно избежать, если мы будем использовать критерии включения на основе SIRS.

Мы планируем использовать клинические данные на основе EHR для первичного анализа конечных точек, в отличие от данных, основанных на заявлениях, благодаря их способности обеспечивать более объективные измерения результатов лечения пациентов. Однако для сравнения с другими исследованиями, в которых используется включение на основе кодирования, данные заявлений будут использоваться в критериях включения для вторичных конечных точек. Пациенты будут считаться документально подтвержденными как «тяжелый сепсис/септический шок» и включены в анализ вторичной конечной точки, если они соответствуют либо критериям внедрения Ангуса, либо любому из следующих кодов диагноза: R6520 и/или R6521 с кодами септицемии A400, A401, A403. , А408, А4101, А4102, А411, А412, А413, А414, А4150, А4151, А4152, А4153, А4159, А4181, А4189, А427, А021, А227, А267, А327, А5486, В377. Известно, что использование только явных кодов МКБ для отслеживания сепсиса имеет высокую специфичность, но низкую чувствительность.

По завершении исследования важные выводы будут опубликованы в виде научных статей.