APACHE-II-Score

Klinischer Hintergrund

Der APACHE-II-Score ist ein System zur Einstufung des Schweregrades bei Intensivpatienten, das entwickelt wurde, um das Ausmaß der physiologischen Störung bei Aufnahme auf eine Intensivstation zusammenzufassen und das Risiko der Krankenhaussterblichkeit abzuschätzen. Der Score hat drei wesentliche Anwendungsbereiche: den Vergleich der Versorgungsqualität zwischen Intensivstationen über die Zeit (Benchmarking), die Stratifizierung von Patienten in klinischen Studien und die Bereitstellung einer individuellen Mortalitätsschätzung als Entscheidungshilfe bei Triage und Ressourcenverteilung [1,4]. Er stellt nach wie vor einen internationalen Referenzstandard dar, obwohl neuere Versionen (APACHE III, APACHE IV, SAPS 3) entwickelt wurden, teils weil er frei verfügbar ist und nur routinemäßig erhobene physiologische Variablen erfordert [4].

Berechnung des APACHE II

Der APACHE-II-Score wird als Summe von drei Komponenten berechnet:

$$\text{APACHE II} = \text{APS} + \text{Alterspunkte} + \text{Punkte für chronische Erkrankung}$$

wobei der APS (akuter Physiologie-Score) die Summe der Punkte für 12 physiologische Variablen ist: Körpertemperatur (zentral), mittlerer arterieller Druck, Herzfrequenz, Atemfrequenz, Oxygenierung, arterieller pH-Wert, Serum-Natrium, Serum-Kalium, Serum-Kreatinin, Hämatokrit, Leukozytenzahl sowie Glasgow Coma Scale. Jede Variable wird von 0 bis 4 bewertet, abhängig vom Ausmaß der Abweichung vom Normalbereich, wobei 0 normal und 4 ausgeprägt abweichend ist. Bei akutem Nierenversagen werden die Kreatinin-Punkte verdoppelt.

Die Oxygenierungsvariable wird auf zwei Arten behandelt: Bei $\text{FiO}_2 \geq 0{,}5$ wird die alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz (A-aDO2) auf Basis von PaO2 und PaCO2 verwendet, andernfalls wird PaO2 direkt herangezogen.

Die Alterspunkte reichen von 0 (<44 Jahre) bis 6 (≥75 Jahre). Die Punkte für chronische Erkrankung und Operationsstatus betragen 0, wenn keine chronische Erkrankung vorliegt, 2 bei elektiver postoperativer Versorgung mit chronischer Erkrankung und 5 bei nicht operierter chronischer Erkrankung mit ausgeprägtem Organversagen oder Immunsuppression oder bei akuter postoperativer Versorgung eines Patienten mit chronischer Erkrankung. Der Gesamtscore reicht von 0 bis 71.

Die Ableitungskohorte bestand aus 5 815 Intensivaufenthalten aus 13 Krankenhäusern in den USA, wobei ein steigender Score eng mit dem Risiko der Krankenhaussterblichkeit korrelierte [1].

Interpretation in der Praxis

Der APACHE-II-Score ist kein binäres Entscheidungsinstrument, sondern ein kontinuierlicher Risikomarker, bei dem ein höherer Score eine höhere erwartete Mortalität bedeutet. In der klinischen Praxis wird er zur Risikostratifizierung von Patienten und als Grundlage für die Mortalitätsschätzung verwendet, meist über logistische Gleichungen, die den Gesamtscore in ein prozentuales Risiko der Krankenhaussterblichkeit umrechnen. Der Score ist aus dem schlechtesten gemessenen Wert jeder Variablen innerhalb der ersten 24 Stunden auf der Intensivstation zu berechnen.

Diese Bänder dienen der Orientierung; die tatsächliche Mortalitätsschätzung variiert mit Diagnose und Patientenpopulation. Bei COVID-19 auf der Intensivstation ermittelte ein Youden-Index einen optimalen Trennwert von 12 Punkten (bei Ressourcenknappheit) bzw. 16 Punkten (bei ausreichenden Ressourcen), wobei Patienten oberhalb des Trennwerts eine signifikant höhere Mortalität aufwiesen [4].

Validierung und Leistungsfähigkeit

In der polnischen Einzelkohortenstudie von Czajka et al. wurde der APACHE II an 303 konsekutiven Intensivpatienten einer gemischt internistisch-chirurgischen 10-Betten-Station im Jahr 2016 validiert [2]. Die Diskrimination für die Krankenhaussterblichkeit war gut mit einer AUC von 0,78 (95 %-KI 0,73–0,83), und die Kalibrierung war zufriedenstellend (Hosmer-Lemeshow p > 0,05). Die beobachtete Krankenhaussterblichkeit betrug 35,6 Prozent gegenüber einem vorhergesagten Anteil von 25,8 Prozent, entsprechend einem Verhältnis von beobachtet zu vorhergesagt von 1,12. Der APACHE II schnitt bei internistischen Patienten (AUC 0,67) schlechter ab als bei chirurgischen Patienten (AUC 0,81) [2].

Bei COVID-19 wurde der APACHE II an 428 Patienten in Portugal während der Pandemie validiert [4]. Die Diskrimination war gut mit einer AUROC von 0,763 bei Ressourcenknappheit bzw. 0,761 bei ausreichenden Ressourcen, mit guter Kalibrierung in beiden Zeiträumen (Hosmer-Lemeshow p > 0,05). Der mittlere Score betrug 12,13 und die beobachtete Intensivmortalität 20,6 Prozent.

Die systematische Übersichtsarbeit von Haniffa et al. untersuchte 50 Studien und 114 Modellevaluierungen prognostischer Scores auf Intensivstationen in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen [3]. Der APACHE II wurde in 36 Studien evaluiert. Die Diskrimination wurde in 91 Prozent der Evaluierungen berichtet, die Kalibrierung in 72 Prozent. Eine gute Diskrimination wurde in 89 Prozent und eine gute Kalibrierung in 58 Prozent der Fälle berichtet. Nur 10 Evaluierungen mit exzellenter Diskrimination wiesen auch eine gute Kalibrierung auf. Die Leistungsfähigkeit war in diesen Populationen somit höchstens mäßig, insbesondere hinsichtlich der Kalibrierung, und die Generalisierbarkeit wurde durch variable Einschlusskriterien, mangelhaften Umgang mit fehlenden Daten und ein abweichendes Diagnosespektrum eingeschränkt [3].

Limitationen

Der APACHE II wurde für Gruppen-Benchmarking und -Stratifizierung entwickelt, nicht für individuelle Behandlungsentscheidungen. Er schätzt das Risiko auf Gruppenebene und darf nicht allein darüber entscheiden, ob ein einzelner Patient intensivmedizinisch behandelt wird oder nicht [2].

Die wichtigsten Limitationen:

• Übertragbarkeit auf Populationen. Das Modell wurde an einer US-amerikanischen Kohorte aus den 1980er-Jahren abgeleitet. Die Mortalität auf Intensivstationen ist seitdem gesunken, und der APACHE II überschätzt das Risiko daher häufig, insbesondere in Populationen mit niedrigerer Sterblichkeit oder abweichendem Diagnoseprofil [3]. In Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen ist die Kalibrierung meist unzureichend [3].

• Fehlende Daten. In der Ableitungsstudie fehlten in 13 Prozent der Fälle Variablen [2]. Wenn fehlende physiologische Variablen als normal imputiert werden, sinkt der Score und die Mortalität wird unterschätzt. Nur 34 Prozent der APACHE-II-Evaluierungen in der Übersichtsarbeit von Haniffa et al. berichteten, wie mit fehlenden Daten umgegangen wurde [3].

• Sedierung und Glasgow Coma Scale. Die Bestimmung der GCS bei sedierten Patienten ist eine bekannte Fehlerquelle, die zu inkonsistenten Punktwerten führen kann. In Abwesenheit eines Werts vor der Sedierung kann die GCS irreführend niedrig bewertet werden [2].

• Internistische versus chirurgische Patienten. Der APACHE II schneidet bei internistischen Patienten schlechter ab als bei chirurgischen, was widerspiegelt, dass das Modell teils für die postoperative Risikostratifizierung entwickelt wurde [2].

• Statische Messung. Der Score wird einmalig innerhalb der ersten 24 Stunden erhoben und erfasst keine Veränderungen des Krankheitsschweregrades im Verlauf des Intensivtages. Ein Patient kann sich nach der Berechnung des Scores erheblich verschlechtern.

• Neuere Versionen. Der APACHE IV, der zur Verbesserung der prädiktiven Leistungsfähigkeit entwickelt wurde, weist eine höhere Diskrimination (c-Statistik etwa 0,89) auf, überschätzt die Mortalität jedoch ebenfalls in Populationen außerhalb der Ableitungskohorte und erfordert lizenzierte Software [5].

Quellen

1. Knaus WA, Draper EA, Wagner DP, Zimmerman JE. APACHE II: a severity of disease classification system. Crit Care Med 1985;13(10):818–29. PMID: 3928249
2. Czajka S, Ziębińska K, Marczenko K m.fl. Validation of APACHE II, APACHE III and SAPS II scores in in-hospital and one year mortality prediction in a mixed intensive care unit in Poland: a cohort study. BMC Anesthesiol 2020;20:296. PMID: 33267777
3. Haniffa R, Isaam I, De Silva AP m.fl. Performance of critical care prognostic scoring systems in low and middle-income countries: a systematic review. Crit Care 2018;22:189. PMID: 29373996
4. Fernandes S, Sérvio R, Patrício P m.fl. Validation of the Acute Physiology and Chronic Health Evaluation (APACHE) II Score in COVID-19 Patients Admitted to the Intensive Care Unit in Times of Resource Scarcity. Cureus 2023;15(2):e34721. PMID: 36909097
5. Ling L, Ho CM, Ng PY m.fl. Characteristics and outcomes of patients admitted to adult intensive care units in Hong Kong: a population retrospective cohort study from 2008 to 2018. J Intensive Care 2021;9:513. PMID: 33407925