Heart-rate-based clock alignment in intensive-care ECGs, serial-ECG matching and administrative follow-up in MIMIC-IV

في بيئة وحدة العناية المركزة عالية المخاطر، يُعد الوقت العملة الأكثر أهمية. يعتمد الأطباء على التسلسل الدقيق للأحداث لفهم حالة المريض: هل تغير نظم القلب قبل إعطاء الدواء؟ هل انخفض ضغط الدم قبل ظهور نتائج المختبر؟ وللإجابة على هذه الأسئلة، تستخدم المستشات سجلات صحية إلكترونية تسجل بختم زمني كل قياس، بدءاً من ملاحظة الممرض وصولاً إلى قراءة الجهاز. ومع ذلك، فإن هذه السجلات ليست تدفقاً واحداً متزامناً بشكل مثالي؛ بل هي عبارة عن رقعة من البيانات من أجهزة مختلفة، وممرضين مختلفين، وأنظمة مختلفة، لكل منها ساعته الداخلية الخاصة. إذا كانت ساعة جهاز مراقبة القلب غير متزامنة ولو قليلاً مع الساعة الرئيسية للمستشفى، فإن القصة التي ترويها البيانات قد تكون خاطئة. وهذا ينطبق بشكل خاص على تخطيط كهرباء القلب (ECG)، الذي يلتقط النشاط الكهربائي للقلب في ثوانٍ معدودة. فإذا لم يتطابق الوقت في جهاز تخطيط القلب مع الوقت في المخطط حيث دونت الممرضة معدل ضربات قلب المريض، فلن يتمكن الباحثون من التأكد مما إذا كان الحدثان قد وقعا معاً أو إذا وقع أحدهما بعد الآخر بفترة طويلة.

لقد وضعت دراسة حديثة هدفاً لتدقيق هذا التوقيت في واحدة من أكبر مجموعات البيانات الطبية في العالم، والمعروفة باسم MIMIC-IV. أراد الباحثون معرفة ما إذا كان من الممكن استخدام معدل ضربات القلب نفسه لإصلاح أخطاء الساعة هذه. كانت الفكرة بسيطة: إذا سجلت آلة معدل ضربات قلب قدره 70 نبضة في الدقيقة، ودونت ممرضة معدل ضربات قلب قدره 70 نبضة في الدقيقة في اللحظة نفسها، فيجب أن تتطابق الساعات. ومن خلال مقارنة قراءة الآلة مع ملاحظة الممرضة، أملاً في حساب عدد الدقائق التي انحرفت فيها ساعة الآلة بدقة. اختبروا هذه الطريقة على آلاف المرضى في وحدة العناية المركزة لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم محاذاة الساعات بشكل موثوق، والأهم من ذلك، لفهم عدد المرات التي تكون فيها البيانات مشوشة للغاية بحيث لا تسمح بمثل هذا التصحيح.

بدأت الدراسة بربط ملايين تسجيلات تخطيط القلب بسجلات المرضى المقابلة لها في قاعدة بيانات المستشفى. بحث الفريق عن اللحظات التي سجلت فيها آلة معدل ضربات القلب وكتبت فيها ممرضة معدل ضربات القلب لنفس المريض خلال نفس الإقامة في المستشفى. ثم حاولوا إيجاد فرق الوقت الدقيق الذي يجعل هذين الرقمين يتطابقان بأفضل شكل ممكن. إذا كانت الساعات متوافقة تماماً، فإن أفضل تطابق سيحدث عند فرق قدره صفر. أما إذا كانت الآلة تعمل بسرعة أو ببطء، فإن أفضل تطابق سيكشف عن إزاحة محددة، ربما ثلاثين دقيقة أو ساعتين. وضع الباحثون قواعد صارمة لما يعتبر تطابقاً ناجحاً؛ حيث اشترطوا أن يكون لدى المريض ثلاثة تخطيطات قلب كاملة على الأقل، وأن تغطي ملاحظات الممرضة النافذة الزمنية الكاملة حول تلك التخطيطات. كما طالبوا بأن يكون التطابق واضحاً ومستقراً، وليس مجرد مصادفة سعيدة.

كشفت النتائج عن واقع صارخ بشأن البيانات. فمن بين ما يقرب من 17,000 مريض في وحدة العناية المركزة خضعوا لتخطيط القلب، استوفى حوالي 2.3 بالمائة فقط المعايير الصارمة لتحديد إزاحات ساعاتهم. وفي مجموعة ثانية من المرضى استُخدمت للتحقق من العمل، كانت النسبة منخفضة بشكل مماثل عند 2.5 بالمائة. وهذا يعني أنه بالنسبة لأكثر من 97 بالمائة من المرضى، لم يتمكن الباحثون من تحديد ما إذا كانت ساعة الآلة منحرفة، أو بمقدار كم. ولم يكن السبب الرئيسي لهذا الفشل هو تعطل الساعات، بل كان نقص البيانات. وجدت الدراسة أن 91 بالمائة من المرضى فُقدوا قبل أن يبدأ الحساب بسبب عدم امتلاكهم لتخطيطات قلب كافية أو لأن إقامتهم في المستشفى كانت قصيرة جداً أو مجزأة. وغالباً ما كان كل تخطيط قلب يتلقاه المريض يحدث في غض-بين اثنتي عشرة ساعة من بداية أو نهاية إقامته، مما لا يترك مجالاً في منتصف السجل للمقارنة بين وقت الآلة وملاحظات الممرضة.

وحتى بين المجموعة الصغيرة من المرضى الذين امتلكوا بيانات كافية، لم تكن النتائج واضحة كما كان مأمولاً. وجد الباحثون أنه بالنسبة للمرضى الذين أمكن تحليلهم، كانت فروق التوقيت المقدرة غالباً صغيرة جداً، وتتجمع حول الصفر. ومع ذلك، اكتشفوا أيضاً أن طريقتهم لم تكن جيدة جداً في التمييز بين خطأ الساعة الحقيقي والضجيج العشوائي. فعندما اختبروا طريقتهم على بيانات وهمية حيث كانت الساعات معروفة بأنها متوافقة تماماً، لا تزال الطريقة تزعم وجود فروق زمنية في حالة واحدة من كل خمس حالات تقريباً. وهذا يشير إلى أن المعايير التي استخدموها كانت فضفاضة للغاية بحيث لا يمكن الوثوق بها بمفردها. وفقط عندما أضافوا طبقات إضافية من التحقق، مثل التحقق مما إذا كانت النتيجة ستصمد عند إزالة تخطيط قلب واحد في كل مرة، انخفض عدد التطابقات الموثوقة إلى جزء ضئيل: 0.5 بالمائة فقط من المرضى. وهذا يعني أنه بالنسبة للغالبية العظمى من المرضى، لم تستطع الدراسة تأكيد ما إذا كانت ساعة الآلة دقيقة أم لا.

نظرت الدراسة أيضاً في كيفية تأثير قضايا التوقيت هذه على أنواع أخرى من الأبحاث الطبية، مثل مقارنة التغيرات في مستويات البوتاسيوم في الدم بين المرضى المختلفين. ووجدوا أن عدد المرضى الذين يمكن مقارنتهم يعتمد كلياً على مدى اتساع النافذة الزمنية التي يرغب الباحثون في قبولها. فإذا سمحوا بفرق قدره ست ساعات بين فحص الدم وتخطيط القلب، فيمكنهم إيجاد مئات الأزواج المتطابقة. ولكن إذا ضيقوا تلك النافذة إلى ساعتين فقط، فإن عدد الأزواج القابلة للاستخدام ينخفض بشكل حاد. وقد سلط هذا الضوء على أن جدوى العديد من الدراسات الطبية لا تتعلق فقط بجودة البيانات، بل بالخيارات التعسفية التي يتخذها الباحثون حول مقدار الوقت الذي يعتبر "قريباً بما يكفي".

علاوة على ذلك، فحص الباحثون مدة متابعة المرضى بعد مغادرتهم المستشفى. أرادوا معرفة ما إذا كانت السجلات تظهر ما إذا كان المرضى قد أصيبوا بمشكلة محددة في نظم القلب تسمى الرجفان الأذيني خلال عام واحد. ووجدوا أن سجل حوالي ثلث المرضى ينتهي في اللحظة التي يتم فيها خروجهم من المستشفى، دون تسجيل أي تخطيطات قلب أو زيارات مستشفى أخرى. وبالنسبة لربع المرضى الآخرين، توقفت فترة المتابعة قبل اكتمال العام، رغم أنهم كانوا لا يزالون على قيد الحياة. لم يكن هذا يعني بالضرورة أنهم أصحاء؛ بل يعني ببساطة أن نظام المستشفى لم يكن لديه سجل لهم. وأكدت الدراسة أن عدم وجود اتصال مسجل ليس هو نفسه غياب الأحداث. فإذا ذهب المريض إلى مستشفى آخر أو عيادة خاصة، فسيظهر السجل الأصلي فجوة، مما قد يؤدي بالباحثين إلى افتراض خاطئ بأن المريض لم يصب أبداً بمشكلة في القلب.

حاول الباحثون أيضاً اختبار طريقتهم على مجموعة بيانات مختلفة من قسم الطواراء لمعرفة ما إذا كانت النتائج ستصمد في مكان آخر. لم تؤكد هذه التجربة ولا تنفِ النتائج المستخلصة من وحدة العناية المركزة. فقد حددت الطريقة فروقاً زمنية في 28.3% فقط من زيارات قسم الطوارئ المؤهلة، وهو ما يقل عن العتبة المحددة مسبقاً، ولم تتطابق الأنماط مع ما توقعوه. هذا الافتقار للتأكيد في مجموعة بيانات ثانية عزز الاستنتاج بأن الطريقة هشة وتعتمد بشدة على الظروف المحددة للبيانات، مثل مدى تكرار تدوين الممرضين لمعدلات ضربات القلب ومدة بقاء المرضى في الوحدة.

في النهاية، تعد هذه الدراسة بمثابة تحذير لكل من يستخدم قواعد البيانات الطبية الضخمة لدراسة نظم القلب عبر الزمن. فهي تظهر أنه بينما تكون البيانات واسعة وقيمة، إلا أنها غالباً ما تكون مجزأة للغاية بحيث لا تدعم تصحيحات زمنية دقيقة. قد تكون الساعات في الأجهزة سليمة، لكن الفجوات في السجلات تجعل من المستحيل معرفة ذلك. وخلص الباحثون إلى أنه قبل أن يحاول العلماء استخدام هذه السجلات لدراسة كيفية تغير حالات القلب أو كيفية عمل العلاجات، يجب عليهم أولاً إحصاء عدد المرضى الذين لديهم بالفعل ما يكفي من البيانات المستمرة لإجراء مقارنة عادلة. كما شددوا على أن عدم وجود متابعة مسجلة للمريض لا يعني أنه خالٍ من المرض؛ بل يعني فقط أن القصة غير مكتملة. لم تجد الدراسة طريقة لإصلاح الساعات، لكنها قدمت خريطة واضحة لأماكن انهيار البيانات، مما يضمن ألا يخطئ الباحثون مستقبلاً في اعتبار السجل المفقود حقيقة طبية.