HOPE-Score (Hypothermia Outcome Prediction after ECLS)

Klinischer Hintergrund

Die Entscheidung, bei akzidentellem hypothermem Herzstillstand eine extrakorporale lebenserhaltende Therapie (ECLS) einzuleiten, ist ressourcenintensiv und logistisch aufwendig und erfordert die rasche Aktivierung eines Teams, oft auf der Grundlage spärlicher Daten bei Aufnahme. Traditionell wurde das Serumkalium bei Aufnahme als alleinige Triagevariable herangezogen, mit einem dichotomen Grenzwert, oberhalb dessen eine sinnvolle Wiedererwärmung als ausgeschlossen galt. Das Problem ist, dass das Serumkalium als einzelne Variable nur eine mäßige Diskriminationsfähigkeit besitzt und präanalytische Fehler, etwa eine Hämolyse, dazu führen können, dass ein Patient fälschlich als nicht rettbar eingestuft wird. Der HOPE-Score wurde entwickelt, um mehrere leicht verfügbare Variablen zu integrieren und so das Risiko zu verringern, dass eine einzelne Messung eine falsche Entscheidung zum Verzicht auf ECLS auslöst [1].

Der Score ist also kein Instrument, das das Überleben garantiert, sondern ein Hilfsmittel, mit dem sich sicherer identifizieren lässt, bei welchen Patienten eine Wiedererwärmung sinnvoll ist und bei welchen darauf verzichtet werden sollte. Er soll die klinische Beurteilung ergänzen, nicht ersetzen.

Berechnung des HOPE-Scores

Der HOPE-Score wird aus sechs bei Aufnahme verfügbaren Variablen berechnet: Geschlecht, Alter, Ursache der Hypothermie, Körpertemperatur, Serumkalium und Dauer der kardiopulmonalen Reanimation vor ECLS. Der Logit wird wie folgt berechnet:

$$\text{Logit} = 2{,}44 - 1{,}55 \times \text{männlich} - 1{,}95 \times \text{asphyxiebedingte Ursache} - 0{,}0191 \times \text{Alter} - 2{,}07 \times \log_2(\text{Serumkalium}) - 0{,}573 \times \log_2(\text{Reanimationsdauer}) + 0{,}937 \times \text{Körpertemperatur} - 0{,}0247 \times \text{Körpertemperatur}^2$$

Die vorhergesagte Überlebenswahrscheinlichkeit ergibt sich anschließend über die logistische Funktion:

$$P = \frac{e^{\text{Logit}}}{1 + e^{\text{Logit}}}$$

Dabei wird männlich mit 1 und weiblich mit 0 kodiert, eine asphyxiebedingte Ursache mit 1 und eine nicht asphyxiebedingte mit 0; das Serumkalium wird in mmol/L, die Reanimationsdauer in Minuten und die Körpertemperatur in °C angegeben. Der quadratische Term für die Körpertemperatur bewirkt, dass der Zusammenhang zwischen Temperatur und Überleben nichtlinear ist: Die Überlebenswahrscheinlichkeit sinkt sowohl bei sehr niedrigen als auch bei relativ hohen Temperaturen. Dies spiegelt wider, dass ein Herzstillstand bei sehr niedriger Temperatur auf eine tiefe Hypothermie mit guter Prognose hinweist, während ein Herzstillstand bei höherer Temperatur darauf hindeutet, dass die Hypothermie nicht die Hauptursache des Stillstands ist.

Das Modell wurde aus einer retrospektiven Kohorte von 286 Patienten im hypothermen Herzstillstand abgeleitet, die mit ECLS wiedererwärmt wurden; 237 davon wurden durch eine systematische Literaturrecherche in 18 Studien und 49 aus Krankenhausdaten identifiziert [1]. Alle wurden konsekutiv eingeschlossen, um einen Publikationsbias zu minimieren. Zielgröße war das Überleben bis zur Krankenhausentlassung. Insgesamt überlebten 106 von 286 Patienten (37 %, 95%-KI 32 bis 43 %), davon 84 % mit gutem neurologischem Outcome [1].

Interpretation in der Praxis

Die klinisch vorgeschlagene Schwelle für die Einleitung einer ECLS-Wiedererwärmung ist eine vorhergesagte Überlebenswahrscheinlichkeit von mindestens 10 % [1, 2]. Diese Schwelle wurde so gewählt, dass die Sensitivität maximiert wird: Der Score soll in erster Linie verhindern, dass ein Patient, der überleben könnte, von der Wiedererwärmung ausgeschlossen wird.

Eine wichtige Ergänzung betrifft Kinder. Bei Werten nahe 10 %, insbesondere bei jüngeren Kindern, wird eine Expertenberatung empfohlen, anstatt sich allein auf den Score zu verlassen [3]. Kinder können eine längere Reanimationsdauer und eine tiefere Hypothermie besser tolerieren als Erwachsene, und es wurde berichtet, dass sie auch bei Scorewerten knapp unterhalb der Schwelle mit gutem Outcome überlebt haben.

Validierung und Leistungsfähigkeit

In der Ableitungskohorte erreichte HOPE eine AUC von 0,895 (95%-KI 0,859 bis 0,931), verglichen mit 0,774 (95%-KI 0,720 bis 0,828) bei einer Triage allein anhand des Serumkaliums [1].

Die erste externe Validierung umfasste 122 konsekutive Patienten aus mehreren Zentren [2]. Die Überlebensrate betrug 42 % (51 von 122) und lag damit nahe an der mittleren vorhergesagten Überlebenswahrscheinlichkeit von 38 %. Der Hosmer-Lemeshow-Test war nicht signifikant (p = 0,08), was auf eine gute Kalibrierung hindeutet. Die AUC betrug 0,825 (95%-KI 0,753 bis 0,897), was auch in einer unabhängigen Kohorte eine gute Diskrimination bestätigt. Der negative prädiktive Wert für einen HOPE-Score unter 10 % lag bei 97 % [2].

Eine separate Studie bewertete HOPE an 70 Patienten aus Fallberichten der Literatur, also an nicht konsekutiven Patienten [3]. Hier lag die Überlebensrate bei 89 % (62 von 70), was einen starken Publikationsbias widerspiegelt: Fälle mit gutem Outcome werden häufiger publiziert. Die AUC betrug 0,78 (95%-KI 0,59 bis 0,97), etwas niedriger als in der Validierungskohorte, jedoch mit breiten Konfidenzintervallen aufgrund der kleinen Stichprobe. Die Kalibrierung war schlecht, mit einer mittleren vorhergesagten Überlebensrate von 54 % gegenüber beobachteten 89 %, was erwartungsgemäß durch den Selektionsbias erklärt wird. Dennoch hätte die 10%-Schwelle in 91 % der Fälle zu einer korrekten Entscheidung geführt, mit nur einem falsch negativen Ergebnis [3].

Ein systematischer Review mit Metaanalyse von 23 Beobachtungsstudien mit insgesamt 464 Patienten berechnete den HOPE-Score für 134 Patienten mit individuellen Daten [4]. Der Median der vorhergesagten Überlebenswahrscheinlichkeit lag bei 58,5 % bei Überlebenden und bei 6,0 % bei Nichtüberlebenden (p < 0,001), was bestätigt, dass der Score die Gruppen auch in einer breiten Patientenpopulation trennt. Der Review ergab außerdem, dass das Überleben mit ECMO höher war als mit CPB (44 % bzw. 31 %, RR 1,41), dass Frauen häufiger überlebten als Männer (RR 1,76) und dass eine nicht asphyxiebedingte Hypothermie eine deutlich bessere Prognose hatte als eine asphyxiebedingte (RR 2,45) [4].

Eine Studie an 12 Überlebenden mit extremen Werten der HOPE-Variablen ergab, dass alle 11 Patienten, bei denen der Score berechnet werden konnte, eine vorhergesagte Überlebenswahrscheinlichkeit von mindestens 10 % hatten, darunter ein 95-jähriger Mann mit einer geschätzten Überlebenswahrscheinlichkeit von 36 % und ein Patient mit einer Körpertemperatur von 12,6 °C und einer geschätzten Überlebenswahrscheinlichkeit von 50 % [5]. Dies bestätigt, dass HOPE auch bei Patienten robust bleibt, die klinisch als Extremfälle wahrgenommen werden können.

Einschränkungen

Der HOPE-Score wurde aus Daten von Patienten entwickelt, die bereits eine ECLS-Wiedererwärmung erhalten hatten. Er sagt also das Überleben unter der Voraussetzung voraus, dass eine Wiedererwärmung durchgeführt wird, und kann nicht verwendet werden, um zu beurteilen, ob ein Patient im hypothermen Herzstillstand überhaupt die ECLS erreicht. Der Score darf nicht als alleiniger Entscheidungsfaktor für die Eignung dienen, sondern als Unterstützung der Triageentscheidung [1, 2].

Der Score gilt für akzidentelle Hypothermie mit Herzstillstand. Er ist nicht validiert für therapeutisch induzierte Hypothermie oder für einen hypothermen Herzstillstand infolge einer anderen terminalen Erkrankung. Patienten mit einer Körpertemperatur über etwa 32 °C bei Herzstillstand sollten nicht eingeschlossen werden, da ein Herzstillstand bei dieser Temperatur selten durch Hypothermie verursacht wird [3].

Die Einteilung der Ursache der Hypothermie in asphyxiebedingt und nicht asphyxiebedingt kann in der Praxis schwierig sein, insbesondere beim Ertrinken in kaltem Wasser, wo der Patient tief hypotherm geworden sein kann, während die Atemwege noch über der Wasseroberfläche lagen, bevor Bewusstlosigkeit und Ertrinken eintreten. Eine sorgfältige Anamnese zum Unfallhergang ist entscheidend für die korrekte Kodierung [5].

Das Serumkalium als einzelne Variable ist anfällig für präanalytische Fehler, und der HOPE-Score verringert dieses Risiko, eliminiert es aber nicht. Bei Zweifeln am Kaliumwert sollte er kontrolliert werden, bevor eine definitive Entscheidung getroffen wird [5].

Ein Alter über 70 Jahre, das bei normothermem refraktärem Herzstillstand üblicherweise eine Kontraindikation für ECPR darstellt, ist bei hypothermem Herzstillstand kein absolutes Hindernis für ECLS. Ebenso gibt es keine etablierte untere Temperaturgrenze und keine obere Grenze für die Reanimationsdauer, die eine Wiedererwärmung bei Hypothermie kontraindiziert [5]. Die klinische Erfahrung mit hypothermem Herzstillstand ist im Allgemeinen begrenzt, und es gibt Hinweise darauf, dass Ärztinnen und Ärzte die Überlebenschancen bei hypothermem Herzstillstand im Vergleich zum normothermen systematisch unterschätzen [5].

Quellen

1. Pasquier M, Hugli O, Paal P, et al. Hypothermia outcome prediction after extracorporeal life support for hypothermic cardiac arrest patients: The HOPE score. Resuscitation. 2018;126:58-64. PMID: 29481910
2. Pasquier M, Rousson V, Darocha T, et al. Hypothermia outcome prediction after extracorporeal life support for hypothermic cardiac arrest patients: An external validation of the HOPE score. Resuscitation. 2019;139:321-328. PMID: 30940473
3. Grin N, Rousson V, Darocha T, et al. Hypothermia Outcome Prediction after Extracorporeal Life Support for Hypothermic Cardiac Arrest Patients: Assessing the Performance of the HOPE Score in Case Reports from the Literature. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(22):11896. PMID: 34831650
4. Bjertnæs LJ, Hindberg K, Næsheim TO, et al. Rewarming From Hypothermic Cardiac Arrest Applying Extracorporeal Life Support: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Med (Lausanne). 2021;8:641633. PMID: 34055829
5. Darocha T, Hugli O, Kosiński S, et al. Clinician miscalibration of survival estimate in hypothermic cardiac arrest: HOPE-estimated survival probabilities in extreme cases. Resusc Plus. 2021;7:100139. PMID: 34223395