AI-baserad EKG-stratifiering och timing av kaliumsänkande terapi hos patienter med hyperkalemi: En målsattsemuleringsstudie (AIDE-K)

Hyperkalemi är en vanlig och kliniskt viktig elektrolytavvikelse som är förknippad med ökad risk för arytmi och mortalitet. Nuvarande kliniska riktlinjer rekommenderar att överväga elektrokardiografiska (EKG) avvikelser när man bestämmer brådskan i kaliumsänkande behandling; specifika EKG-kriterier som motiverar behandling är dock inte enhetligt definierade, och subtila EKG-förändringar är ofta svåra för kliniker att konsekvent känna igen i praktisk vardag. Som ett resultat finns det betydande variationer i tidpunkten för behandlingsstart vid hyperkalemi, och randomiserade studier som direkt jämför snabb mot fördröjd behandling är etiskt och praktiskt svåra att genomföra. Denna studie är utformad som en observationsstudie som efterliknar ett måltrial för att utvärdera sambandet mellan behandlingstidpunkt och korttidsmortalitet bland patienter med laboratorieverifierad hyperkalemi.

Måltrialprotokollet specificerades a priori och lämnades till Tri-Service General Hospitals etikprövningsnämnd och definierade explicit alla större designkomponenter som krävs för att besvara den intressanta kausala frågan. Protokollet definierade explicit alla större designkomponenter före analys, inklusive datakällor, urvalskriterier, behandlingsstrategier, tilldelningsprocedurer, tidpunkt noll, uppföljning, utfall, kausala kontraster och analytiska metoder.

Efterliknandet genomfördes med rutinmässigt insamlade elektroniska journaldata från tre källor: Tri-Service General Hospital (TSGH), ett tertiärt akademiskt medicinskt centrum i Taiwan med longitudinella akutmottagnings- och inpatientsjournaler från januari 2011 till december 2024; Military Hospital Research Database (MHRD), som sammanställer patientdata från flera regionala militärsjukhus över hela Taiwan under kalenderåret 2023; och den offentligt tillgängliga MIMIC-IV-databasen, inklusive länkade akutmottagnings-, intensivvårds- och elektrokardiogramdataset. Data från dessa källor extraherades, harmoniserades och analyserades med ett gemensamt protokoll.

Berättigade deltagare var vuxna 18 år eller äldre som sökte på akutmottagning med laboratorieverifierad hyperkalemi, definierad av en serumkaliumkoncentration på eller över det förutbestämda tröskelvärdet, och som genomgick ett standard 12-avlednings elektrokardiogram inom ett definierat tidsfönster kring indexkaliummätningen. Kontakter där kaliumsänkande behandling inleddes före indexmätningen, där ingen behandling administrerades inom det tillåtna exponeringsfönstret, eller där nyckelbaslinjekovariater som krävdes för att efterlikna behandlingstilldelning saknades, exkluderades.

Protokollet specificerade två behandlingsstrategier: snabb inledning av kaliumsänkande behandling inom ett förutbestämt tidigt tidsfönster efter indexkaliummätningen, och fördröjd inledning av behandling efter detta tidiga fönster men inom en maximal tillåten fördröjningsperiod. I det hypotetiska måltrialet skulle berättigade patienter slumpmässigt tilldelas en av dessa behandlingsstrategier vid baslinjen. I det efterliknade trialet följde behandlingstilldelningen rutinmässig klinisk praxis och approximerades med propensity score-baserade metoder för att balansera uppmätta baslinjekarakteristika mellan grupper och efterlikna randomisering. De förutbestämda variablerna i propensity score inkluderade serumkalium (kontinuerlig), AI-EKG-prediktion (positiv vs. negativ), ålder (år), kön och Charlson Comorbidity Index (CCI).

En gemensam tidpunkt noll definierades som tidpunkten för indexkaliummätningen. Uppföljning började vid tidpunkt noll och fortsatte under en fast period på 90 dagar eller tills döden inträffade, beroende på vilket som inträffade först. Det primära utfallsmåttet var allorsakad mortalitet inom 90 dagar från indexhändelsen, fastställd genom koppling till nationella dödsregistreringar eller databasens mortalitetsposter, beroende på datakälla.

Den primära kausala kontrasten av intresse definierades på intention-to-treat-basis, genom att jämföra de kontrafaktiska utfall som skulle ha observerats om alla berättigade patienter inlett kaliumsänkande behandling på ett fördröjt sätt mot om alla berättigade patienter inlett behandling snabbt. Protokollet specificerade vidare bedömning av effektmodifiering genom artificiell intelligens-baserad elektrokardiogram (AI-EKG) riskstratifiering, med undergruppskontraster definierade enligt AI-EKG-prediktionsstatus.

Analytiska metoder specificerades i förväg för att estimera dessa kausala kontraster med tids-till-händelseanalyser som är lämpliga för observationsdata, efter efterliknande av slumpmässig tilldelning. Ytterligare sensitivitetsanalyser definierades för att bedöma resultatens robusthet gentemot nyckelantaganden och potentiella källor till bias, inklusive analyser utformade för att mildra odödlig tid-bias som uppstår från begränsningar i den temporala upplösningen av mortalitetsdata.