SAPS 3 (Simplified Acute Physiology Score)

Klinischer Hintergrund

Der SAPS 3 erfüllt auf einer Intensivstation (ITS) zwei Funktionen. Für den einzelnen Patienten liefert der Score eine Risikoabschätzung für die Krankenhausmortalität auf Grundlage von Daten, die innerhalb der ersten Stunde nach der ITS-Aufnahme verfügbar sind, also deutlich früher als bei älteren Systemen wie APACHE II und SAPS II, die Werte der ersten 24 Stunden benötigen. Für die Einrichtung insgesamt bildet der SAPS 3 die Grundlage standardisierter Mortalitätsraten (SMR), bei denen die beobachtete Mortalität der erwarteten Mortalität gegenübergestellt wird, adjustiert für Schweregrad der Erkrankung und Patientenmix (Casemix). Dadurch lassen sich Ergebnisse zwischen ITS-Einheiten mit unterschiedlicher Patientenzusammensetzung vergleichen.

Der Score wurde bewusst so konstruiert, dass die Beurteilung des Patienten von der Beurteilung der Einheit getrennt wird. Die drei Komponenten, Box I (Patientenmerkmale vor der ITS-Aufnahme), Box II (Umstände der ITS-Aufnahme) und Box III (physiologische Beeinträchtigung bei der Aufnahme), tragen unterschiedlich stark zur Erklärungskraft bei: Box I macht die Hälfte der Erklärungskraft des Modells aus, während Box II und Box III 22,5 bzw. 27,5 Prozent beisteuern [1].

Berechnung des SAPS 3

Der SAPS 3 ist die Summe von 20 gewichteten Variablen, die sich auf drei Blöcke verteilen. Der Score kann theoretisch von 0 bis 217 reichen, in der Entwicklungskohorte lag der Mittelwert jedoch bei 49,9 mit einem Median von 48 (38 bis 60) [1].

Die Krankenhausmortalität wird aus dem Score über eine logistische Transformation berechnet:

$$\text{logit} = -32{,}6659 + \ln(\text{SAPS 3} + 20{,}5958) \times 7{,}3068$$

$$P(\text{Tod}) = \frac{e^{\text{logit}}}{1 + e^{\text{logit}}}$$

Diese Gleichung ist die globale Referenzgleichung. In der Originalpublikation wurden zusätzlich regional angepasste Gleichungen für geografische Gebiete wie Nordeuropa, Mitteleuropa, Süd- und Mittelamerika und weitere berechnet, da sowohl der Achsenabschnitt (Intercept) als auch die Steigung der Beziehung zwischen Score und Mortalität zwischen den Regionen variierten [1]. Der Rechner verwendet die globale Gleichung.

Die Entwicklungskohorte umfasste 16.784 Patienten, die auf 303 ITS-Einheiten in 35 Ländern aufgenommen wurden, mit Datenerhebung zwischen dem 14. Oktober und dem 15. Dezember 2002 [1]. Einschlusskriterium war die erste ITS-Aufnahme von Patienten im Alter von 16 Jahren oder älter. Die Daten wurden prospektiv innerhalb einer Stunde vor oder nach der ITS-Aufnahme erhoben. Die Variablen wurden durch eine Kombination aus univariater Assoziation mit der Mortalität, Regressionsmodellen und klinischem Expertenwissen ausgewählt, und das Modell wurde mit fünffacher Kreuzvalidierung sowie Bootstrapping sowohl auf Patienten- als auch auf Einheitenebene validiert. Eine logistische Multilevel-Regression wurde eingesetzt, um zu berücksichtigen, dass Patienten innerhalb von ITS-Einheiten geclustert sind, ein Verfahren, das den SAPS 3 von früheren Modellen unterscheidet, die unabhängige Beobachtungen voraussetzten.

Interpretation in der Praxis

Der SAPS 3 liefert eine kontinuierliche Wahrscheinlichkeit für die Krankenhausmortalität, und der Score selbst ist im therapeutischen Sinn kein Entscheidungsinstrument, sondern ein Risikomarker. Für die Interpretation können folgende Richtwerte herangezogen werden:

Diese Bereiche sind nicht als Entscheidungsschwellen in randomisierten Studien validiert, sondern stellen einen praktischen Interpretationsrahmen dar, der auf der in Validierungsstudien beobachteten Kalibrierung beruht. Eine Entscheidungsanalyse von einer brasilianischen chirurgischen ITS zeigte, dass SAPS 3, APACHE II und SOFA alle einen positiven Nettonutzen für die klinische Entscheidungsfindung hatten, wenn die vorhergesagte Mortalität zwischen 10 und 40 Prozent lag, nicht jedoch außerhalb dieses Intervalls [2].

Für die Beurteilung einer Einheit wird eine standardisierte Mortalitätsrate (SMR) als Quotient aus der beobachteten Zahl der Todesfälle und der Summe der individuellen vorhergesagten Wahrscheinlichkeiten berechnet. Eine SMR nahe 1,0 deutet darauf hin, dass die Ergebnisse der Einheit dem Erwarteten entsprechen, während Werte deutlich über oder unter 1,0 Anlass für eine Analyse der Behandlungsprozesse geben.

Validierung und Leistungsfähigkeit

In der Entwicklungskohorte zeigte der SAPS 3 eine gute Diskrimination mit einer Fläche unter der ROC-Kurve (AUROC) von 0,848, ohne größere Unterschiede zwischen den Patiententypen (chirurgisch, Trauma, Infektion) [1]. Die Kalibrierung war zufriedenstellend mit Hosmer-Lemeshow Ĥ = 10,56 (p = 0,39) und Ĉ = 14,29 (p = 0,16). Die geografische Streuung war jedoch erkennbar: Die beste Vorhersage fand sich in Nordeuropa (Verhältnis von beobachteter zu erwarteter Mortalität 0,96) und die schlechteste in Süd- und Mittelamerika (1,30) [1].

Belgische externe Validierung. Ledoux et al. validierten den SAPS 3 an 802 Patienten einer allgemeinen ITS in Lüttich (Liège) [3]. Die Diskrimination war gut mit einer AUROC von 0,854 für den SAPS 3, verglichen mit 0,850 für den SAPS II und 0,823 für den APACHE II. Die globale SAPS 3-Gleichung war jedoch schlecht kalibriert (p = 0,035), während die für Mitteleuropa angepasste Gleichung eine gute Kalibrierung aufwies. Der SAPS II neigte in derselben Kohorte dazu, die Mortalität zu überschätzen.

Spanische externe Validierung. López-Caler et al. untersuchten 2.171 Patienten auf spanischen ITS-Einheiten von 2006 bis 2011 [4]. Die Diskrimination war gut (AUROC 0,845), die Kalibrierung war jedoch sowohl für die geografisch angepasste Gleichung (H = 31,71, p < 0,05) als auch für die globale Gleichung (H = 20,05, p < 0,05) unzureichend. Der SAPS 3 überschätzte in beiden Fällen die Mortalität, was widerspiegelt, dass die spanische ITS-Mortalität bei vergleichbarem Schweregrad niedriger war als in der ursprünglichen Kohorte.

Chirurgische ITS in Brasilien. Falcão et al. validierten den SAPS 3 an 3.008 postoperativen Patienten einer chirurgischen ITS in Campinas von 2013 bis 2016 [2]. Die AUROC für die Krankenhausmortalität betrug 0,790 für den SAPS 3, verglichen mit 0,772 für den APACHE II und 0,742 für den SOFA. Der Unterschied zwischen SAPS 3 und SOFA war statistisch signifikant, nicht jedoch der zwischen SAPS 3 und APACHE II. Die Kalibrierung war in den Risikoextremen schwach, mit Überschätzung bei niedrigem und Unterschätzung bei hohem Risiko.

Hämatologische Krebserkrankungen. Gil-Tamayo et al. untersuchten 273 ITS-Aufnahmen von Patienten mit hämatologischer Malignität in Kolumbien [5]. Die Diskrimination war niedrig (AUROC 0,56) und die Kalibrierung unzureichend, mit Unterschätzung in Niedrigrisikogruppen und Überschätzung in Hochrisikogruppen. Die Ergebnisse galten sowohl für die globale als auch für die südamerikanische Gleichung.

Zusammenfassend behält der SAPS 3 in den meisten allgemeinen ITS-Populationen eine gute Diskrimination mit AUROC-Werten um 0,79 bis 0,85, die Kalibrierung verschlechtert sich jedoch bei externer Validierung durchgehend, insbesondere wenn die globale Gleichung in Populationen eingesetzt wird, die sich im Casemix oder im Mortalitätsniveau von der Entwicklungskohorte unterscheiden. Die regional angepassten Gleichungen verbessern die Kalibrierung in einigen, aber nicht in allen Kohorten.

Einschränkungen

Der SAPS 3 gilt für erwachsene Patienten bei der ersten ITS-Aufnahme. Er ist nicht validiert für Kinder, für Wiederaufnahmen auf die ITS während desselben Krankenhausaufenthalts oder für spezifische Subgruppen wie hämatologische Malignome, bei denen die Diskrimination auf ein klinisch nicht nutzbares Niveau sinkt [5].

Das Modell verwendet die schlechtesten Werte aus der Stunde um die Aufnahme, im Gegensatz zu APACHE II und SAPS II, die die ersten 24 Stunden verwenden. Das bedeutet, dass der SAPS 3 schneller berechnet werden kann, aber auch, dass vorübergehende Extremwerte in einer instabilen Aufnahmesituation den Score in die Höhe treiben können, in einer Weise, die den Zustand des Patienten nach der Stabilisierung nicht widerspiegelt.

Die globale Referenzgleichung überschätzt die Mortalität in Populationen, deren tatsächliche Mortalität niedriger ist als die der Entwicklungskohorte, wie in den spanischen und belgischen Validierungen gezeigt wurde [3, 4]. Wird die globale Gleichung für SMR-Berechnungen in einer Einheit mit niedriger Mortalität verwendet, liegt die SMR unter 1,0 und vermittelt damit ein fälschlich günstiges Bild der Ergebnisse der Einheit. In der klinischen Praxis sollte daher, wenn vorhanden, die regional angepasste Gleichung bevorzugt werden, und SMR-Ergebnisse sollten mit Vorsicht interpretiert werden, wenn der Casemix der Einheit von der Referenzpopulation abweicht.

Die Variable Hauptgrund der ITS-Aufnahme ist im Rechner auf eine einzige, ungünstigste Kategorie vereinfacht. Im Originalmodell können mehrere Gründe angegeben werden, und der Score wird durch die Kombination beeinflusst. Ein Patient mit septischem Schock und gleichzeitigem akutem Abdomen erhält daher eine andere Gewichtung, als wenn nur einer der beiden Gründe angegeben wird, was die vorhergesagte Mortalität beeinflussen kann.

Der SAPS 3 ist kein therapeutisches Entscheidungsinstrument. Der Score beschreibt die Wahrscheinlichkeit eines Ergebnisses, nicht, welche Behandlung indiziert ist. Einen hohen Score als Begründung dafür zu verwenden, bei einem Patienten mit reversibler Ursache des Organversagens auf lebensrettende Behandlung zu verzichten, ist eine fehlerhafte Anwendung. Der Score kann jedoch Gespräche mit Angehörigen über Prognose und Behandlungsausrichtung unterstützen, insbesondere im Bereich von 10 bis 40 Prozent vorhergesagter Mortalität, in dem die Entscheidungsanalyse einen positiven Nettonutzen zeigt [2].

Praktische Hinweise zur Anwendung

Der SAPS 3 beschreibt den Zustand zum Zeitpunkt der Aufnahme. Er ist als Aufnahmescore konzipiert und nicht dafür gedacht, den Verlauf auf der ITS zu verfolgen oder die Wirkung von Therapien zu beurteilen; dafür eignen sich Verlaufsscores wie der SOFA besser.

Die vorhergesagte Wahrscheinlichkeit gilt für eine Population ähnlicher Patienten und nicht als Schicksal des Einzelnen. Bei einer vorhergesagten Mortalität von beispielsweise 30 % überleben statistisch etwa sieben von zehn vergleichbaren Patienten, und die Unsicherheit der individuellen Schätzung ist erheblich. Prognosemodelle verlieren zudem mit der Zeit an Kalibrierungsgüte, wenn sich Therapien und Patientenpopulationen verändern, sodass ein Modell aus dem Jahr 2002 heute tendenziell zu hohe Mortalitäten vorhersagen kann. Für Qualitätsvergleiche sollte die SMR deshalb stets mit Konfidenzintervall und mit Kenntnis der Kalibrierung der verwendeten Gleichung interpretiert werden.

Quellen

1. Moreno RP, Metnitz PGH, Almeida E et al. SAPS 3, From evaluation of the patient to evaluation of the intensive care unit. Part 2: Development of a prognostic model for hospital mortality at ICU admission. Intensive Care Med 2005. PMID: 16132892
2. Falcão ALE, Barros AGA, Bezerra AAM et al. The prognostic accuracy evaluation of SAPS 3, SOFA and APACHE II scores for mortality prediction in the surgical ICU: an external validation study and decision-making analysis. Ann Intensive Care 2019. PMID: 30701392
3. Ledoux D, Canivet JL, Preiser JC et al. SAPS 3 admission score: an external validation in a general intensive care population. Intensive Care Med 2008. PMID: 18592214
4. López-Caler C, García-Delgado M, Carpio-Sanz J et al. External validation of the Simplified Acute Physiology Score (SAPS) 3 in Spain. Med Intensiva 2014. PMID: 24053903
5. Gil-Tamayo S, Díaz-Brochero C, Solano J et al. Validation of SAPS 3 for predicting in-hospital mortality in patients with haematological malignancy requiring ICU management. Leuk Lymphoma 2025. PMID: 39623802