DE102004056092A1

DE102004056092A1 - Rechnergestütztes Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Todeswahrscheinlichkeit von (Intensiv-)Patienten

Info

Publication number: DE102004056092A1
Application number: DE102004056092A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. Stachon; Reiner Dr. Kempf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-21
Filing date: 2004-11-21
Publication date: 2006-06-01

Abstract

Die bisherigen Verfahren zur Ermittlung eines Risikoscores in der Intensivmedizin erfordern die Erhebung zahlreicher klinischer Daten und sind daher personal-, zeit- und kostenintensiv. Durch manuelle Datenübertragung kann das Ergebnis außerdem durch Übertragungsfehler beeinträchtigt werden. Das neue Verfahren soll ohne großen Aufwand Ergebnisse liefern, die frei von Übertragungsfehlern sind. DOLLAR A Zur Ermittlung des Risikoscores sind nur standardisierte und qualitätskontrollierte Messgrößen erforderlich, die bis auf einen Parameter ohnehin im Rahmen der Routineversorgung von Intensivpatienten gemessen werden. Die Anordnung einer Vorrichtung zur chemisch-physikalischen Analyse von Blutproben, einer Vorrichtung, die eine darauf basierende Datenausgabe erzeugt, und eines Computers, der aus den Daten den Risikoscore errechnet, schließt die Möglichkeit einer manuellen, eventuell fehlerhaften Eingabe aus und liefert schnelle Ergebnisse. DOLLAR A Verfahren und Anordnung eignen sich zur Feststellung des Patientenzustandes, zur Verlaufsbeurteilung am Einzelpatienten, zur Evaluierung von Therapieverfahren und zur Qualitätskontroll/-sicherung.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit eines Patienten zu sterben, insbesondere die Todeswahrscheinlichkeit von Intensivpatienten zum Zeitpunkt der Aufnahme auf die Intensivstation.

Stand der Technik/Hintergrund der Erfindung

Zum Stand der Technik zu berücksichtigende Erfindungen sind insbesondere Patent DE 689 26 877 und DE 694 28 371 , bei denen die Todeswahrscheinlichkeit ausschließlich in Bezug auf kardiovaskuläre Krankheiten berücksichtigt wird. Bei diesen Erfindungen ist neben der Erfassung von EKG-Daten die weitere Erfassung von Daten erforderlich.

Bei dem Patent DE 696 10 926.3 wird die Prognose aus einer Vielzahl von verschiedenartigen vorliegenden Daten mittels computersystematischer Auswertung errechnet. Voraussetzung dieses Verfahrens ist das Vorliegen einer großen Anzahl von Daten verschiedener Patienten, sowie ein sehr umfangreiches Auswertungsverfahren. Das Verfahren ist nicht beschränkt auf bestimmte Parameter oder eine bestimmte Art von Patientendaten.

Obwohl in Deutschland nur 3–4% der Krankenhausbetten der Versorgung kritisch kranker Patienten auf der Intensivstation zuzuordnen sind, beansprucht die Intensivmedizin etwa 20% des Krankenhausbudgets. Die Analyse der Ergebnis-, Prozess- und Strukturqualität ist daher insbesondere im Rahmen immer enger werdender Budgets für die Gestaltung einer effizienten Intensivmedizin von herausragender Bedeutung. Grundvoraussetzung für den effzienten Einsatz von Mitteln ist somit die über Krankenhausgrenzen hinausgehende Vergleichbarkeit von Krankheitsschweregraden, um hier allgemeine Standards entwickeln zu können.

Für die Erfassung und Quantifizierung der Erkrankungsschwere von Intensivpatienten werden seit vielen Jahren Scoringsysteme wie APACHE I–III (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation Score), SAPS II (Simplified Acute Physiology Score) oder TISS (Therapeutic Intervention Scoring System) verwendet.

Scoresysteme werden in der Intensivmedizin angewendet zur

• Klassifizierung der Verletzungsschwere,
• Verlaufsbeurteilung am Einzelpatienten,
• Evaluierung von Therapieverfahren,
• und Qualitätskontrolle und -sicherung.

In die oben genannten Scoringsysteme gehen zahlreiche klinische Daten, wie beispielsweise die Körpertemperatur, Herzfrequenz, Grad der Bewusstlosigkeit des Patienten, Urinausscheidung etc. ein. Die Datenerhebung zur Berechnung der Scores ist somit sehr personal- und mithin kostenintensiv und von der subjektiven Erfahrung des Untersuchers abhängig. Sie unterliegen zum großen Teil dem direkten Einfluss von zuvor durchgeführten Therapiemaßnahmen (z.B. Grad der Bewusstlosigkeit durch Sedativa/Beruhigungsmittel). Nach Datenerhebung müssen die Messwerte zur Berechnung des Scores in einen Computer eingegeben werden, was erneut personal- und kostenintensiv ist und auch die Möglichkeit von Übertragungsfehlern einschließt. Das aufwendige Verfahren zur Erhebung der erforderlichen Daten hat zur Folge, dass die Letalität nur mit erheblichem Zeitaufwand ermittelt werden kann und somit in der Intensivsituation kurz nach Einlieferung eines Patienten nicht zur Verfügung steht.

Problem, dass mit der Erfindung gelöst werden soll/Kritik am Stand der Technik und Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll

Erfinderaufgabe war es daher, einen Risikoscore für Intensivpatienten zu entwickeln, der kostengünstig, wenig Personal fordernd, mit wenig Zeitaufwand durchführbar, unabhängig vom Untersucher (unabhängig von subjektiven Einschätzungen), unter Ausschluss von Übertragungsfehlern zu erheben ist und weitgehend unabhängig von vorhergehenden Therapiemaßnahmen berechnet werden kann.

Darstellung der Erfindung/Lösung der Aufgabe/Erfindungsdarlegung

Diese Aufgabe wurde erfindergemäß in folgender Weise gelöst:
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit des drohenden Todes eines Patienten entwickelt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass

a) eine Vorrichtung zur (laboriumsmedizinischen) chemisch physikalischen Analyse von Blutproben verwendet wird, die so angepasst ist, dass zu mindest die Werte S-Natrium, S-Kalium, Erythroblasten im Blut, S-Kreatinin, S-Harnstoff, B-Hämoglobin, B-Leukozyten, B-Thrombozyten, S-GPT, P-TPZ, S-CK, S-CKMB, S-Cholesterin, S-Triglyzeride, S-CRP ermittelt werden und
b) eine Vorrichtung verwendet wird, die eine auf dieser Analyse basierende Datenausgabe erzeugt, und
c) ein Computer verwendet wird, der so angepasst ist, dass er die Datenausgabe aufnimmt und so programmiert ist, dass er einen numerischen Wahrscheinlichkeitswert, basierend auf der Datenausgabe berechnet, wobei dafür aa) multiple logistische Regression oder bb) multiple lineare Regression oder cc) neuronale Netze verwendet werden, wobei die relevanten Werte aus einer Referenzpopulation abgeleitet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hervor.

Erläuterung der Figuren
1 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2 ist eine bevorzugte Ausführungsform, eine logistische Regressionsformel
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird wie folgt beschrieben: Sie umfasst eine Analysevorrichtung (1) zur automatisierten oder mechanisierten Analyse der Patientenblutproben sowie eine Vorrichtung zur auf dieser Analyse basierenden Datenausgabe und einen Computer (3), der die Datenausgabe aufnimmt, der so programmiert ist, dass er einen numerischen Wahrscheinlichkeitswert mittels multipler logistischer Regression oder multipler linearer Regression oder neuronaler Netze bestimmt.
Weitere binäre Daten (2) in Form von Patientendaten wie z. B. Alter und Geschlecht können mittels einer Vorrichtung zur Dateneingabe (4) an den Computer vermittelt und von diesem zusammen mit der Datenausgabe der Analysevorrichtung verwertet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform wird die Wahrscheinlichkeit mittels der logistischen Regressionsformel P = (eY)/(1 + eY)ermittelt, worin y = b_o + Σb_ix_i, worin P die Wahrscheinlichkeit mit einem Bereich von 0,0 bis 1,0 ist. wobei 1 eine Todeswahrscheinlichkeit von 100 % bedeutet und z. B. 0,12 eine Todeswahrscheinlichkeit von 12 % bedeutet, e die Basis des natürlichen Logarithmus ist, b_o eine Konstante ist, b_i ein Regressionskoeffizient oder ein Gewicht für eine entsprechende klinische Variable ist und x_i ein Parameter ist, der Werte annimmt, die den Zustand einer entsprechenden klinischen Variable widerspiegeln. Werte für die Koeffizienten b_o, und b_i aus einer Referenzpopulation abgeleitet werden, so dass P die Wahrscheinlichkeit des drohenden Todes für einen (Intensiv-)Patienten darstellt und die so abgeleiteten Werte für b_o, und b_i in dem Computer verwendet werden.
In seiner weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Computer so angepasst, dass er auch weitere Dateneingaben bezüglich grundlegender klinischer Daten aufnimmt, insbesondere das Alter des Patienten und die Dateneingabe zusammen mit der Datenausgabe verwendet, um den Wahrscheinlichkeitswert zu berechnen.
Die Datenausgabe der mittels der Vorrichtung zur Analyse von Patientenblutproben ermittelten Daten kann derart erfolgen, dass sie nicht an einen externen Rechner erfolgt sondern eine interne Weiterverarbeitung der Daten erfolgt.
Die Datenausgabe kann in einer weiteren Ausführungsform mittels Internet an einen Zentralrechner erfolgen, dort ausgewertet werden und mittels Internetverbindung an eine Datenausgabe oder eine Datenspeicherung zurück übertragen werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen die Bestimmung der Letalität (Wahrscheinlichkeit an einer Krankheit zu sterben, wobei unter Krankheit ein allgemeiner Krankheitszustand zu verstehen ist und nicht eine separat definierte Krankheit) allein durch Auswertung der Blutprobe und Eingabe des Alters und des Geschlechts des Patienten.
Der daraus resultierende Wert ist wesentlich zuverlässiger als die bislang bekannten Prognosearten.
Für die Konstruktion des Labor-Risikoscores werden ausschließlich laboratoriumsmedizinische Messgrößen, z. B. und zumindest S-Natrium, S-Kalium, Erythroblasten im Blut. S-Kreatinin, S-Harnstoff, B-Hämoglobin, B-Leukozyten, B-Thrombozyten, S-GPT, P-TPZ, S-CK, S-CKMB, S-Cholesterin, S-Triglyzeride, S-CRP sowie weitere unmittelbar EDV-verfügbare klinische Daten wie z. B. Alter und Geschlecht der Patienten verwendet.
Das Verfahren stellt sich in der Praxis als besonders relevant dar, da auf Laborinformationssysteme zurückgegriffen werden kann, die zur Erfassung von Patientendaten zur Verfügung stehen. Das Verfahren zur Letalitätsfeststellung kann bei Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne weiteres Zugreifen von außen vorgenommen werden.
Gegenüber den bisher etablierten Risikoscores liegen die Vorteile eines lediglich auf Routine-Labormessgrößen basierenden Risikoscores auf der Hand:

1. Die Messgrößen sind kostengünstig (kein Parameter kostet mehr als 1 Euro, Stand 11/2004)
2. Bis auf die Erythroblasten im Blut werden alle Parameter im Rahmen der Routineversorgung von Intensivpatienten gemessen. Es entstehen durch die Datenerhebung nur minimale zusätzliche Kosten.
3. Der zusätzliche Personalbedarf tendiert gegen null. Die Messgrößen werden im Rahmen der Routine-Versorgung des Patienten bestimmt. Der Zahlenwert des Labor-Risikoscores wird entsprechend des beschriebenen Verfahrens ermittelt. Eine zusätzliche manuelle Dateneingabe entfällt. Ebenfalls entfällt die Möglichkeit einer fehlerhaften Dateneingabe.
4. Die Letalität eines Patienten kann in kurzer Zeit (je nach Geschwindigkeit der laboriumsmedizinischen Auswertung, in derzeit ca. einer halben Stunde) ermittelt werden, so dass die Daten dem behandelnden Arzt als Grundlage für seine Therapieentscheidung in der Intensivsituation vorliegen.
5. Sämtliche Labormessgrößen sind in ihrer Methodik standardisiert und qualitätskontrolliert. Eine subjektive Komponente entfällt. Dadurch sind die Daten zwischen Krankenhäusern direkt vergleichbar.
6. Therapiemaßnahmen beeinflussen den Labor-Risikoscore vor allem in sofern, als dass sie eine Verbesserung des Gesundheitszustands des Patienten widerspiegeln (z.B. Abfall des S-CRP bei erfolgreicher Infektionstherapie).

Anwendung
Es gibt mehrere Anwendungen der Erfindung:
Den Medizinern wird (1.) in der Intensivsituation bei der Aufnahme eines Patienten eine Hilfestellung durch Ermittlung des individuellen Wertes des Patienten gegeben, der eine Aussage über den Zustand des Patienten trifft und zur Abschätzung der Versorgung des individuellen Patienten dient.
Des weiteren (2.) dient der Wert der Wert der Verlaufsbeurteilung am Einzelpatienten, (3.) der Evaluierung von Therapieverfahren und (4.) der Qualitätskontrolle und -sicherung.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit des drohenden Todes eines (Intensiv-)Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine Vorrichtung zur (laboriumsmedizinischen) chemisch physikalischen Analyse von Blutproben verwendet wird, die so angepasst ist, dass zu mindest die Werte S-Natrium, S-Kalium, Erythroblasten im Blut, S-Kreatinin, S-Harnstoff, B-Hämoglobin, B-Leukozyten, B-Thrombozyten, S-GPT, P-TPZ, S-CK, S-CKMB, S-Cholesterin, S-Triglyzeride und S-CRP ermittelt werden und b) eine Vorrichtung verwendet wird, die eine auf dieser Analyse basierende Datenausgabe erzeugt, und c) ein Computer verwendet wird, der so angepasst ist, dass er die Datenausgabe aufnimmt und so programmiert ist, dass er einen numerischen Wahrscheinlichkeitswert, basierend auf der Datenausgabe berechnet, wobei dafür aa) multiple logistische Regression oder bb) multiple lineare Regression oder cc) neuronale Netze verwendet werden, wobei die relevanten Werte aus einer Referenzpopulation abgeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit die Regressionsformel P = (eY)/(1 + eY) verwendet wird, worin y = b_o + Σb_ix_i, worin P die Wahrscheinlichkeit mit einem Bereich von 0,0 bis 1,0 ist, wobei 1 eine Todeswahrscheinlichkeit von 100 % bedeutet und z. B. 0.12 eine Todeswahrscheinlichkeit von 12 % bedeutet, e die Basis des natürlichen Logarithmus ist, b_o eine Konstante ist, b_i ein Regressionskoeffizient oder ein Gewicht für eine entsprechende klinische Variable ist und x_i ein Parameter ist, der Werte annimmt, die den Zustand einer entsprechenden klinischen Variable widerspiegeln, Werte für die Koeffizienten b_o und b_i aus einer Referenzpopulation abgeleitet werden, so dass P die Wahrscheinlichkeit des drohenden Todes für einen (Intensiv-)Patienten darstellt und die so abgeleiteten Werte für b_o und b_i in dem Computer verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Computer so angepasst ist, dass er auch weitere Daten zu Patienten aufnimmt und die Dateneingaben zusammen mit den Datenausgaben verwendet, um den numerischen Wert, der die Wahrscheinlichkeit darstellt, zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die weitere Dateneingabe das Alter des Patienten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Datenausgabe nicht an einen externen Rechner erfolgt, sondern eine interne Weiterverarbeitung der Daten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Datenausgabe mittels Internet an einen Zentralrechner erfolgt, dort die Datenauswertung erfolgt und mittels Internetverbindung Rückübertragung an die Datenausgabe oder eine Datenspeicherung erfolgt.