Delpopulationsspecifik sepsisidentifiering med hjälp av maskininlärning

Från juli 2020 till februari 2021, inklusive, kommer vi att utföra en randomiserad kontrollerad studie (RCT) över åtta subpopulationer vid CRMC, OH och UCSF. De subpopulationer som kommer att inkluderas i försöket är: kardiologi, gastroenterologi (GI), intensivvårdsavdelning (ICU), medicin, onkologi, kirurgi, transplantation och akutmottagning (ED). Alla syften med denna studie över båda faserna inklusive RCT har godkänts av Pearl Institutional Review Board med ett avstående från informerat samtycke (IRB00007772, FWA00026887).

Under studieperioden kommer alla patienter över 18 år som uppsöker akutmottagningen eller inlagda på en slutenvårdsavdelning på de deltagande anläggningarna automatiskt att registreras i försöket om de är medlemmar i en av de åtta delpopulationer av intresse i denna studie , tills målregistreringen för studien är uppfylld. Registrering kommer att innebära randomisering till antingen kontroll- eller experimentarmarna. Patienterna kommer att tilldelas den experimentella gruppen eller kontrollgruppen baserat på en slumpmässig tilldelningssekvens, genererad av ett datorprogram innan studiestart, med hjälp av enkel randomisering, med ett tilldelningsförhållande på 1:1. Denna tilldelningssekvens kommer att döljas för patienter, vårdgivare och studieutredare. Men försöket kommer att ha en öppen design, eftersom fullständig blindning inte är möjlig eftersom vissa gruppuppgifter kommer att avslöjas naturligt vid mottagandet av telefonvarningar.

Det kommer att finnas två armar i studien. Kontrollarmen kommer att involvera patienter som övervakas av den ursprungliga versionen av InSight, och den experimentella armen kommer att involvera patienter som övervakas av den subpopulationsanpassade versionen av InSight. I båda armarna, om den tillämpliga algoritmen fastställer att en patient löper hög risk för svår sepsis, kommer en telefonvarning att skickas till den tjänstgörande sjuksköterskan på patientens nuvarande plats. Svar på varningar kommer att följa protokollet från vår tidigare kliniska sepsisprövning. Ingreppet består av att en sjuksköterska genomför en patientens sängkantsutvärdering för att utesluta misstänkt infektion. Detta inkluderar bedömning av patientens vitala tecken, EPJ-anteckningar och senaste laboratorieresultat. Om sjuksköterskan misstänker allvarlig sepsis, utvärderar en läkare därefter patienten och lägger vid behov en beställning för administrering av standardbehandlingspaketet för sepsis.

Vid administrering av kliniska prövningar är vissa öppna studier klusterrandomiserade medan andra är randomiserade på individuell patientnivå. Klusterrandomisering används ofta för att minimera "kontamination" mellan behandlings- och kontrollgrupper, eftersom exponering av vårdgivare för patienter från båda armarna i en öppen studie ofta inbjuder till oavsiktliga beteendefördomar. Dessa fördomar kan få leverantörer att anpassa sina interventioner i kontrollgruppen för att efterlikna deras handlingar i experimentgruppen, och därigenom maskera interventionens effekt och snedvrida studieresultaten mot noll. Även om öppna, klusterrandomiserade studier är effektiva för att minimera kontaminering bland grupper, har de flera betydande nackdelar, inklusive större komplexitet i design och analys samt större krav på patientregistrering för att uppnå samma statistiska kraft. Eftersom större urvalsstorlekar ofta kräver ökningar i kostnad, längd eller komplexitet för ett försök, har aktuell forskning visat att försökspersoner bör använda individuell randomisering om möjligt på grund av nackdelarna med klusterallokering. Med tanke på dessa överväganden drog vi slutsatsen att individuell randomisering var den bästa strategin för vår studie, eftersom den ger en betydande ökning av statistisk kraft och gör att varje patientresultat kan bedömas oberoende av alla andra patienter. För att minimera eventuell fördom, beslutade vi också att göra den automatiska telefonsamtalstexten identisk i båda armarna. Den framgångsrika användningen av randomisering på patientnivå i vår tidigare kliniska prövning med sepsis ger oss förtroende för denna prövningsdesign.

Efter utskrivningen av den senast inskrivna patienten kommer vi att utvärdera om det primära effektmåttet av SIRS-baserad dödlighet på sjukhus och sekundära slutpunkter för allvarlig sepsis/chockkodad dödlighet på sjukhus, SIRS-baserad sjukhusvistelsetid och svår sepsis /chockkodad sjukhusvistelsetid uppfylls. Ytterligare resultatmått av intresse för varje SIRS-baserad och svår sepsis/chockkodad patientgrupp kommer att inkludera: tid till slutförandet av varje del av Surviving Sepsis Campaign (SSC)-paketet; ventilatorfria dagar; ICU dagar; och 30 dagars återinläggning på sjukhus. 1-timmes SSC-bunten består av att ta blododlingar, mäta laktatnivån, administrera bredspektrumantibiotika, administrera 30 ml/kg kristalloid vätska för hypertoni eller laktat >4 mmol/L och applicera vasopressorer om patienten är hypotensiv under eller efter vätskeupplivning.

Patienter kommer att betraktas som "SIRS-baserade" och inkluderas för primär endpoint-analys om de uppfyller två eller flera SIRS-kriterier vid något tillfälle under vistelsen. Anledningen till detta inklusionskriterier är att algoritmen kan upptäcka svår sepsis innan den syns i diagrammet, och därför kan sepsis lösas med tidigt ingripande innan svår sepsisdokumentation i journalen. Till exempel, om en CDS-varning resulterar i att behandling påbörjas innan indikativa laboratorier för organdysfunktion ritas, kan patientens tillstånd av "svår sepsis" censureras bort. Att begränsa inklusionskriterierna till 2001 års konsensus (Sepsis-2) definitionskriterier för allvarlig sepsis eller Sepsis-3-kriterierna skulle utesluta sådana patienter från analys; dock kommer sådan censur att undvikas med vår användning av SIRS-baserade inkluderingskriterier.

Vi planerar att dra från EHR-baserade kliniska data för primär endpoint-analys, i motsats till anspråksbaserade data, på grund av dess förmåga att ge mer objektiva mätningar på patientresultat. Men för att jämföra med andra studier som använder kodningsbaserad inkludering, kommer anspråksdata att användas i inklusionskriterier för sekundära effektmått. Patienter kommer att anses vara dokumenterade "svår sepsis/septisk chockkodade" och inkluderade för sekundär endpoint-analys om de uppfyller antingen Angus implementeringskriterier eller någon av följande diagnoskoder: R6520 och/eller R6521 med septikemikoder A400, A401, A403 , A408, A4101, A4102, A411, A412, A413, A414, A4150, A4151, A4152, A4153, A4159, A4181, A4189, A427. Användningen av explicita ICD-koder enbart för att spåra sepsis är känd för att ha hög specificitet men låg känslighet.

Vid slutet av studien kommer betydande resultat att publiceras som vetenskapliga artiklar.