Simplified Acute Physiology Score (SAPS II)

Klinische Grundlagen

Der SAPS II erfüllt eine Funktion, die nur wenige andere Instrumente bieten: eine diagnoseunabhängige Einschätzung von Krankheitsschwere und Mortalitätsrisiko in einer gemischten Intensivstationspopulation. Der Score ermöglicht Ergebnisvergleiche zwischen Stationen, im zeitlichen Verlauf und zwischen Patientengruppen mit unterschiedlichen Primärdiagnosen. Ohne ein risikoadjustiertes Modell spiegelt die rohe Mortalität eher die Patientenzusammensetzung als die Behandlungsqualität wider. Der klinische Alltag stellt jedoch zwei Anforderungen, die das Instrument nicht vollständig erfüllt: dass der Score zur Beurteilung der Prognose einzelner Patientinnen und Patienten verwendet werden kann und dass er auch in Populationen gilt, die sich von der ursprünglichen Kohorte unterscheiden. Beide Anforderungen sind bekannte Schwächen.

Berechnung des Simplified Acute Physiology Score

Der SAPS II ist die Summe von 15 gewichteten Variablen: Alter, Herzfrequenz, systolischer Blutdruck, Temperatur, PaO₂/FiO₂, Urinausscheidung, Serumharnstoff, Leukozytenzahl, Kalium, Natrium, Bikarbonat, Bilirubin, Glasgow Coma Scale, chronische Erkrankung und Aufnahmeart. Jede Variable wird anhand des jeweils schlechtesten Einzelwerts während der ersten 24 Stunden auf der Intensivstation bewertet. Der Score wird in eine geschätzte Krankenhausmortalität umgerechnet:

$$\text{logit} = -7{,}7631 + 0{,}0737 \times \text{Punkte} + 0{,}9971 \times \ln(\text{Punkte} + 1)$$

$$\text{Mortalität} = \frac{e^{\text{logit}}}{1 + e^{\text{logit}}}$$

Das Modell wurde aus einer europäischen und nordamerikanischen Multizenterkohorte mit 13.152 konsekutiven Aufnahmen erwachsener Patientinnen und Patienten auf 137 Intensivstationen in 12 Ländern abgeleitet [1]. Patientinnen und Patienten unter 18 Jahren, Verbrennungspatienten, Koronarpatienten (Überwachungsstation für Herzerkrankungen) und herzchirurgische Patienten wurden ausgeschlossen. Die Kohorte wurde zufällig in einen Ableitungsteil (65 %) und einen Validierungsteil (35 %) aufgeteilt. Der Endpunkt war der Vitalstatus bei Entlassung aus dem Krankenhaus.

Interpretation in der Praxis

Der SAPS II liefert eine kontinuierliche Wahrscheinlichkeit für die Krankenhausmortalität, keine Kategorisierung. Der vom Rechner ausgegebene Wert ist als Risikoprozentsatz zu verstehen und nicht als Entscheidungshilfe, um die Therapie bei einzelnen Patientinnen und Patienten zu begrenzen oder zu eskalieren. Das Hauptanwendungsgebiet des Instruments liegt auf Stationsebene: Es wird die durchschnittlich erwartete Mortalität für eine Gruppe berechnet und mit der beobachteten verglichen, woraus sich die standardisierte Mortalitätsrate (SMR) ergibt. Eine SMR unter 1 weist auf bessere Ergebnisse als erwartet hin, eine SMR über 1 auf schlechtere.

Bei einzelnen Patientinnen und Patienten kann der Score zur groben Risikokommunikation und zur Stratifizierung in der Forschung dienen, er sollte jedoch nicht allein für Behandlungsentscheidungen oder zur Begründung eines Verzichts auf Intensivtherapie herangezogen werden.

Validierung und Leistungsfähigkeit

In der ursprünglichen Ableitungsstudie war die Diskrimination stark, mit einer AUC (Fläche unter der ROC-Kurve) von 0,88 in der Ableitungskohorte und 0,86 in der Validierungskohorte [1]. Die Kalibrierung war in beiden Teilen gut (Hosmer-Lemeshow P = 0,883 bzw. 0,104).

Bei externer Validierung blieb die Diskrimination in der Regel gut erhalten, während die Kalibrierung unbefriedigend war. In einer südenglischen Multizenterstudie mit 16.646 Patientinnen und Patienten auf 17 Intensivstationen lag die AUC des SAPS II bei 0,852, die Hosmer-Lemeshow-C-Statistik betrug jedoch 287,5, was auf erhebliche Kalibrierungsmängel hinweist [2]. In einer kroatischen Multizenterstudie mit 2.756 Patientinnen und Patienten an sechs Krankenhäusern betrug die AUC 0,85 (95-%-KI 0,840-0,866), die Kalibrierung war jedoch signifikant schlechter (Hosmer-Lemeshow H χ² = 584,4, P < 0,001; C χ² = 313,0, P < 0,001), und das Modell überschätzte die Mortalität [3]. Die SMR betrug 0,89 (95-%-KI 0,78-0,98).

Eine französische Aktualisierung mit 77.490 Patientinnen und Patienten auf 106 Intensivstationen bestätigte dieses Muster: Der ursprüngliche SAPS II hatte eine AUC von 0,858, überschätzte die Mortalität jedoch deutlich, mit einer SMR von 0,841 (95-%-KI 0,823-0,859) [4]. Zur Wiederherstellung der Kalibrierung war eine Anpassung (Customisierung) der Logit-Koeffizienten erforderlich, die die SMR auf 1,009 anhob, sowie ein erweitertes Modell mit sechs zusätzlichen Variablen, das eine SMR von 1,007 und eine AUC von 0,879 ergab.

In spezifischen Subpopulationen variierte die Leistungsfähigkeit. Bei 1.257 kritisch kranken Krebspatientinnen und -patienten auf einer brasilianischen onkologischen Intensivstation zeigte der SAPS II die beste Diskrimination unter den allgemeinen Scores (AUROC 0,815 bei internistischen und notfallchirurgischen Patientinnen und Patienten), doch alle Modelle unterschätzten die Mortalität und wiesen eine unbefriedigende Kalibrierung auf [5].

Eine Vergleichsstudie an 1.851 chirurgischen Intensivpatientinnen und -patienten ergab, dass SAPS II, SAPS 3 und APACHE II in der Diskrimination ähnlich abschnitten (AUC 0,78-0,89), während die Kalibrierung bei allen nicht angepassten Modellen unbefriedigend war [6].

Einschränkungen

Der SAPS II gilt ausschließlich für erwachsene Patientinnen und Patienten auf gemischten internistischen und chirurgischen Intensivstationen. Die folgenden Patientengruppen wurden in der Ableitungskohorte ausgeschlossen und werden vom Modell nicht abgedeckt: Patientinnen und Patienten unter 18 Jahren, Verbrennungspatienten, Koronarpatienten (Überwachungsstation für Herzerkrankungen) und herzchirurgische Patienten [1]. Bei Patientinnen und Patienten mit Krebserkrankung unterschätzt das Modell nachweislich die Mortalität [5], und Patientinnen und Patienten mit hämatologischer Malignität oder metastasierendem Krebs werden in der Variablen für chronische Erkrankung nur grob bewertet.

Das Modell ist über 30 Jahre alt und spiegelt die Intensivmedizin der frühen 1990er-Jahre wider. Seitdem haben sich Behandlungsroutinen, Patientendemografie und Organisation der Intensivmedizin verändert, was die Hauptursache der systematischen Kalibrierungsmängel bei externer Validierung ist [3, 4]. Mindestens drei wiederkehrende Fehlerquellen sind beschrieben:

• Anwendung auf individueller Ebene. Der Score bezieht sich auf Gruppenstatistiken, nicht auf einzelne Patientinnen und Patienten. Eine berechnete Mortalität von 30 % bedeutet nicht, dass genau diese Patientin oder dieser Patient ein Risiko von 30 % hat; sie bedeutet, dass Patientinnen und Patienten mit ähnlichem Score diese Mortalität in der Ableitungskohorte vor drei Jahrzehnten aufwiesen.
• Fehlende Anpassung. Beim Benchmarking sollte das Modell an die lokale Population angepasst (customisiert) werden, bevor die SMR interpretiert wird [2, 4]. Eine nicht angepasste SMR ist systematisch irreführend.
• Interpretation von PaO₂/FiO₂. Diese Variable wird nur bei maschinell beatmeten Patientinnen und Patienten oder unter CPAP bewertet. Bei nicht beatmeten Patientinnen und Patienten soll sie nicht bewertet werden.

Der SAPS 3, der 2005 veröffentlicht wurde [7], wurde als moderneres Alternativmodell entwickelt und schnitt in Vergleichsstudien in der Diskrimination ähnlich ab, zeigte ohne Anpassung jedoch ebenfalls keine zufriedenstellende Kalibrierung [6].

Einsatz in der Praxis und im Qualitäts-Benchmarking

Der SAPS II wird in der Intensivmedizin für Benchmarking und Qualitätssicherung verwendet, doch viele Intensivregister sind schrittweise zu neueren oder angepassten Modellen übergegangen. Intensivregister haben traditionell die auf dem SAPS II basierende SMR ausgewiesen. Bei lokalen Vergleichen und im zeitlichen Verlauf sollte man sich jedoch bewusst sein, dass die Kalibrierungsmängel des Originalmodells zu einer systematisch zu niedrigen beobachteten Mortalität im Verhältnis zur erwarteten führen können, was als überdurchschnittlich gute Versorgung fehlgedeutet werden kann. Lokal angepasste Logit-Koeffizienten oder der Übergang zum SAPS 3 können für robustere Vergleiche vorzuziehen sein.

Quellen

1. Le Gall JR, Lemeshow S, Saulnier F. A new Simplified Acute Physiology Score (SAPS II) based on a European/North American multicenter study. JAMA 1993. PMID: 8254858
2. Beck DH, Smith GB, Pappachan JV, Millar B. External validation of the SAPS II, APACHE II and APACHE III prognostic models in South England: a multicentre study. Intensive Care Med 2003. PMID: 12536271
3. Deša K, Perić M, Husedžinović I m.fl. Prognostic performance of the Simplified Acute Physiology Score II in major Croatian hospitals: a prospective multicenter study. Croat Med J 2012. PMID: 23100206
4. Le Gall JR, Neumann A, Hemery F m.fl. Mortality prediction using SAPS II: an update for French intensive care units. Crit Care 2005. PMID: 16280063
5. Soares M, Fontes F, Dantas J m.fl. Performance of six severity-of-illness scores in cancer patients requiring admission to the intensive care unit: a prospective observational study. Crit Care 2004. PMID: 15312218
6. Sakr Y, Krauss C, Amaral AC m.fl. Comparison of the performance of SAPS II, SAPS 3, APACHE II, and their customized prognostic models in a surgical intensive care unit. Br J Anaesth 2008. PMID: 18845649
7. Moreno RP, Metnitz PG, Almeida E m.fl. 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