ASTRAL-Score für den ischämischen Schlaganfall

Klinischer Hintergrund

Die Vorhersage des funktionellen Outcomes nach akutem ischämischem Schlaganfall ist für mehrere klinische Entscheidungen zentral: Information von Patient und Angehörigen, Wahl der Behandlungsintensität, Planung der Rehabilitation und Ressourcenallokation. Selbst erfahrene Schlaganfallkliniker neigen jedoch dazu, die Prognose beim einzelnen Patienten zu über- oder zu unterschätzen. Der ASTRAL-Score wurde entwickelt, um eine einfache, in der Notaufnahme verfügbare Prognoseabschätzung zu bieten, die ausschließlich auf Variablen beruht, die innerhalb der ersten Stunden nach Ankunft vorliegen, ohne dass eine aufwendige Bildgebung oder Laboruntersuchungen außer der Akutglukose erforderlich sind.

Berechnung des ASTRAL

ASTRAL ist ein ganzzahlbasierter Score, der sechs bei der Akutaufnahme verfügbare Variablen summiert:

$$\text{ASTRAL} = \text{Alter} + \text{NIHSS}_{\text{Ankunft}} + 2,(\text{Zeit Beginn bis Ankunft} > 3,\text{h}) + 2,(\text{Gesichtsfeldausfall}) + 1,(\text{Glukoseabweichung}) + 3,(\text{Bewusstseinsminderung})$$

Die Variablen sind:

• Alter in vollen Jahren, wird direkt addiert.
• NIH-Stroke-Scale-Score bei Ankunft, wird direkt addiert.
• Zeit vom Symptombeginn (oder vom letzten als gesund bekannten Zeitpunkt) bis zur Ankunft: bei mehr als 3 Stunden werden 2 Punkte addiert.
• Gesichtsfeldausfall bei Ankunft: falls vorliegend, werden 2 Punkte addiert.
• Akutglukose >131 mg/dL (7,3 mmol/L) oder <66 mg/dL (3,7 mmol/L): falls vorliegend, wird 1 Punkt addiert.
• Bewusstseinsminderung bei Ankunft: falls vorliegend, werden 3 Punkte addiert.

Der Score wurde aus dem Acute Stroke Registry and Analysis of Lausanne (ASTRAL) abgeleitet, einem prospektiven Schlaganfallregister in Lausanne, Schweiz. Die Kohorte umfasste 1 645 zuvor funktionell unabhängige Patienten mit akutem ischämischem Schlaganfall, die innerhalb von 24 Stunden nach Symptombeginn aufgenommen wurden. Das Endpunktmaß war ein schlechtes funktionelles Outcome nach 3 Monaten, definiert als modified Rankin Scale (mRS) >2. Die multivariate logistische Regression identifizierte sechs unabhängige Prädiktoren; deren β-Koeffizienten wurden mit 4 multipliziert und zur nächsten ganzen Zahl gerundet, um die Punktgewichte zu generieren [1].

Die interne Validierung erfolgte mittels zweifacher Kreuzvalidierung. Der Score war in der Ableitungskohorte gut kalibriert (p = 0,43 für Goodness-of-Fit) [1].

Interpretation in der Praxis

ASTRAL liefert eine kontinuierliche Wahrscheinlichkeit für ein schlechtes Outcome (mRS >2 nach 3 Monaten), die mit dem Score ansteigt. Ein ASTRAL-Score von 31 entspricht etwa einer 50-prozentigen Wahrscheinlichkeit für ein schlechtes Outcome [1]. Niedrige Werte, insbesondere unter 20, sind mit einem niedrigen Risiko für ein schlechtes Outcome verbunden, während Werte über 30 einen allmählich steilen Risikoanstieg kennzeichnen.

Der Score sollte als Unterstützung der klinischen Beurteilung interpretiert werden, nicht als ein die Entscheidung ersetzendes Instrument. Bei niedrigem Score kann er eine günstige Prognose unterstreichen und für eine weniger intensive Überwachungsstufe sprechen. Bei hohem Score sollte er zu einer frühen Planung der Rehabilitation, zu einem Gespräch mit Angehörigen über den zu erwartenden Verlauf und zur Erwägung der Versorgungsstufe leiten. Der Score sagt nichts über die Ätiologie aus oder darüber, ob spezifische Akutbehandlungen indiziert sind; solche Entscheidungen werden unabhängig von der Prognoseabschätzung getroffen.

Validierung und Leistung

ASTRAL wurde in mehreren unabhängigen Kohorten mit unterschiedlichen Ergebnissen extern validiert.

In der ursprünglichen Publikation wurde der Score in zwei unabhängigen Registern validiert: dem Athens Stroke Registry (n = 1 659) mit einer AUC von 0,937 und dem Vienna Stroke Registry (n = 653) mit einer AUC von 0,771. Gepoolt lag die AUC bei 0,902. Die Kalibrierung war auch in den Validierungskohorten gut (p = 0,22 bzw. 0,49) [1].

In einer großen externen Validierung innerhalb des Safe Implementation of Thrombolysis in Stroke, International Stroke Thrombolysis Register (SITS-ISTR) mit 36 131 thrombolysebehandelten Patienten sank die AUC auf 0,790 (95-%-KI 0,786 bis 0,795). Alle ASTRAL-Variablen außer dem Gesichtsfeldausfall waren in dieser Kohorte in der multivariaten Analyse signifikant mit dem Outcome assoziiert [2].

In einer deutschen Kohorte (SICFAIL, Universitätsklinikum Würzburg, n = 412) mit überwiegend leichten Schlaganfällen (median NIHSS 3, Interquartilsabstand 1 bis 5) wurde eine AUC von 0,76 (95-%-KI 0,71 bis 0,81) gemessen. Dies ist niedriger als in der Ableitungskohorte und spiegelt wahrscheinlich wider, dass der Score bei niedrigem Schlaganfallschweregrad und geringerer Varianz des Outcomes weniger diskriminiert [3].

In einer asiatischen Population (Taiwan Stroke Registry, n = 962 im Testset) erreichte ASTRAL eine AUC von 0,840, vergleichbar mit einem einfacheren Modell auf Basis von Alter und NIHSS (AUC 0,841) sowie dem PLAN-Score (AUC 0,837). Das Hinzufügen von maschinellem Lernen auf Basis unstrukturierter klinischer Texte verbesserte die AUC auf 0,860 [4].

Eine chinesische Studie mit 439 Patienten mit Verschluss großer Gefäße (AIS-LVO) berichtete für ASTRAL eine AUC von 0,83, vergleichbar mit dem iScore (0,85) und besser als DRAGON (0,82) und THRIVE (0,80) [5].

ASTRAL hat sich auch für längere Zeithorizonte als prädiktiv erwiesen: Im Athens Stroke Registry sagte der Score das funktionelle 5-Jahres-Outcome mit einer AUC von 0,89 (95-%-KI 0,88 bis 0,91) und die 5-Jahres-Mortalität mit einer AUC von 0,81 (95-%-KI 0,78 bis 0,83) voraus [6].

Zusammenfassend schneidet ASTRAL in den meisten Kohorten gut ab, mit einer AUC im Bereich von 0,76 bis 0,94, doch die Diskrimination sinkt deutlich in Kohorten mit leichteren Schlaganfällen und in großen Thrombolyseregistern, in denen sich die Patientenauswahl von der Ableitungspopulation unterscheidet.

Limitationen

ASTRAL wurde für Patienten abgeleitet, die vor dem Schlaganfall funktionell unabhängig waren und innerhalb von 24 Stunden nach Symptombeginn aufgenommen wurden. Der Score gilt nicht für Patienten mit In-Hospital-Schlaganfall, mit vorbestehender signifikanter Funktionseinschränkung oder außerhalb des akuten Stadiums.

Einige spezifische Limitationen:

• Leichter Schlaganfall: In Kohorten mit niedrigem median NIHSS sinkt die Diskrimination merklich, wahrscheinlich weil die Outcome-Varianz abnimmt und mehrere Variablen weniger informativ werden [3].
• Thrombolysebehandelte Patienten: Im SITS-ISTR war der Gesichtsfeldausfall nicht mehr signifikant mit dem Outcome assoziiert, und die allgemeine Diskrimination war niedriger als in der Ableitung [2]. Dies könnte widerspiegeln, dass Thrombolyse und endovaskuläre Behandlung die Prognose auf eine Weise verändern, die der Score nicht erfasst.
• Verschluss großer Gefäße: Der Score berücksichtigt weder die Verschlusslokalisation noch die Möglichkeit einer endovaskulären Behandlung, Faktoren, die die Prognose beim AIS-LVO stark beeinflussen [5].
• Rekanalisierung: ASTRAL schätzt die Prognose bei Ankunft ab, vor einer eventuellen Rekanalisierung. Eine erfolgreiche Rekanalisierung kann die Prognose dramatisch verbessern, und der Score überschätzt das Risiko, wenn der Behandlungseffekt gut ist.
• Die Glukosegrenzen sind fest und müssen bei Diabetes mit chronisch erhöhten Werten möglicherweise angepasst werden, wo die Grenze >131 mg/dL schwer zu interpretieren sein kann.
• Der Score wurde nicht für Kinder, Schwangere oder Patienten mit hämorrhagischem Schlaganfall entwickelt oder bei ihnen validiert.

Quellen

1. Ntaios G u. a. An integer-based score to predict functional outcome in acute ischemic stroke: the ASTRAL score. Neurology 2012. PMID: 22649218
2. Cooray C u. a. External Validation of the ASTRAL and DRAGON Scores for Prediction of Functional Outcome in Stroke. Stroke 2016. PMID: 27174528
3. Montellano FA u. a. Biomarkers to improve functional outcome prediction after ischemic stroke: Results from the SICFAIL, STRAWINSKI, and PREDICT studies. European Stroke Journal 2024. PMID: 38711254
4. Sung SF u. a. Early Prediction of Functional Outcomes After Acute Ischemic Stroke Using Unstructured Clinical Text: Retrospective Cohort Study. JMIR Medical Informatics 2022. PMID: 35175201
5. Liu P u. a. External validation of the iScore, ASTRAL score, DRAGON score, and THRIVE score and development of a nomogram to predict outcome in patients with large vessel occlusion-acute ischemic stroke. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases 2024. PMID: 39127181
6. Papavasileiou V u. a. ASTRAL score predicts 5-year dependence and mortality in acute ischemic stroke. Stroke 2013. PMID: 23559264