OBJETIVO: Avaliar a aplicabilidade de três índices prognósticos - APACHE II, SAPS II e Unicamp II, em um subgrupo de pacientes críticos, portadores de insuficiência cardíaca (IC). MÉTODOS: Foram estudados 90 pacientes, sendo 12 do sexo feminino e 78, do sexo masculino, com idade média de 56 (18-83) anos. Os pacientes encontravam-se em classe funcional IV (NYHA) ou choque cardiogênico secundário às cardiomiopatias: dilatada (44%), chagásica (25,5%), isquêmica (18%), hipertensiva (1,1%), hipertrófica (1,1%), alcoólica (1,1%), e secundário às valvopatias já submetidas à correção cirúrgica (7,7%). Para descrever o perfil da amostra, segundo as diversas variáveis em estudo, foram feitas tabelas de freqüência das variáveis categóricas e estatísticas descritivas das variáveis contínuas. Para analisar a relação entre os valores dos índices prognósticos e a evolução para o óbito, foi realizada a análise da curva ROC, calculadas as estatísticas de bondade do ajuste de Hosmer e Lemeshow, assim como a SMR (Standardized Mortality Ratio). RESULTADOS: A análise estatística mostrou baixa sensibilidade, especificidade e acurácia dos três índices prognósticos para os pacientes com IC, tendo sido subestimada a mortalidade nesse grupo. Na IC refratária, a ocorrência de tromboembolismo pulmonar (TEP) foi um fator importante em relação à mortalidade. CONCLUSÃO: Os três índices prognósticos estudados não foram adequados para avaliação dos cardiopatas internados na Unidades de Terapia Intensiva (UTI). Nos pacientes com IC, o fator TEP foi importante para a descompensação aguda da IC e para a alta mortalidade do grupo. Índices prognósticos para cardiopatas com IC refratária deverão ser propostos, e a discussão sobre anticoagulação nestes pacientes deve ser ampliada.
Insuficiência cardíaca grave em unidade de terapia intensiva. Existe um índice prognóstico ideal?
Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da FMUSP e Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP - São Paulo, SP - Campinas, SP
Vários sistemas de índices prognósticos têm sido desenvolvidos para avaliar a gravidade dos pacientes e estimar a mortalidade em Unidades de Terapia Intensiva (UTI). Sua aplicação procura identificar os pacientes com maior potencial de recuperação e que, portanto, beneficiar-se-ão dos cuidados da UTI, facilitando a seleção daqueles que atenderão critérios de internação e alta. Além disso, permite a comparação do desempenho de diferentes serviços.
Dentre os sistemas propostos, o mais utilizado atualmente em diversos países é o APACHE (
Existem outros diferentes sistemas disponíveis, que têm aplicação para subgrupos específicos, como trauma6, instabilidade hemodinâmica7, isquemia miocárdica8, pós-operatório de cirurgia cardíaca9, disfunção orgânica múltipla (SOFA)10 e sepse11, embora, no momento, poucos estudos estejam sendo desenvolvidos com o subgrupo de cardiopatas com insuficiência cardíaca (IC).
Considerando que em nosso serviço existe um grande número de internações de pacientes cardiopatas com insuficiência cardíaca grave, refratária a terapêutica clássica, objetivamos avaliar a aplicabilidade de três índices prognósticos (APACHE II, SAPS II, Unicamp II) neste subgrupo, que apresenta características clínicas especiais não previstas na pontuação dos índices.
Foram estudados, após primeiro atendimento em unidade de emergência, 90 pacientes com diagnóstico de insuficiência cardíaca.
Os critérios de exclusão foram: os pacientes com idade inferior a 18 anos, os que permaneceram menos de 24 horas na UTI, aqueles no período de pós-operatório de cirurgia cardíaca, e os portadores de lesões estruturais cardíacas passíveis de correção cirúrgica, insuficiência coronariana aguda e outras patologias cardíacas agudas.
A coleta de dados, realizada por um médico da equipe da UTI, incluiu a obtenção de informações da história clínica, dos piores dados clínicos e laboratoriais das primeiras 24 horas de internação na UTI, além do resultado de exames como ecodopplercardiograma e eletrocardiograma. A presença de tromboembolismo pulmonar foi confirmada pela cintilografia ventilação-perfusão e/ou necropsia. Foi registrada a evolução para o óbito ou alta, computando-se sua data. A partir destes dados, foram aplicados os sistemas de pontuação do APACHE II, SAPS II e Unicamp II, de acordo com protocolos previamente estabelecidos na literatura2,3,4. Os riscos de mortalidade individual apontados pelos três índices prognósticos foram obtidos a partir de equação do tipo Pr(y=1/logit)= elogit/1 + elogit onde e = 2,7182818, que converte as pontuações em risco de óbito.
Considerando que os índices prognósticos APACHE II e SAPS II têm sua utilização mais divulgada, apresentamos, a seguir, detalhes do índice Unicamp II.
O modelo Unicamp foi desenvolvido na UTI do Hospital das Clínicas da Unicamp4, empregando as mesmas técnicas computacionais de função discriminatória linear por passos e análise de regressão logística que já haviam sido descritas por Lemenshow e cols., e busca identificar os fatores mais expressivos na mortalidade da terapia intensiva.
A equação Unicamp II4 se baseou na análise de 819 pacientes, admitidos na UTI do Hospital das Clínicas da Unicamp, entre março de 1988 e setembro de 1989. Ela se baseia, fundamentalmente, na pontuação do APACHE II, acrescida de outras variáveis, como o uso ou não do respirador (por mais de 24 horas), presença ou não de insuficiência renal (considerada creatinina sérica maior ou igual a 1,6 mg/dl) e se trata-se de uma internação emergencial ou eletiva.O sistema não utiliza qualquer coeficiente relacionado a doenças de base, o que facilita a aplicação à beira do leito, mesmo por pessoal paramédico. A equação Unicamp II foi validada em publicação recente4.
Risco calculado de óbito = 1/1[1+ EXP(-Y)]
Onde y = - 3,7594
+ 0,1162 x pontuação do APACHE II
+ 0,7178 se ventilação mecânica
+ 0,7318 se insuficiência renal
+ 0,8367 se emergência/urgência
O presente estudo foi realizado em UTI cardiológica do Instituto do Coração de São Paulo (InCor). Os dados foram coletados na UTI durante um período de dois anos, após primeiro atendimento em unidade de emergência. Foram selecionados 90 pacientes com diagnóstico de insuficiência cardíaca, sendo 12 do sexo feminino e 78 do sexo masculino, com média de idade de 56 (18-83) anos.
Dos 90 pacientes, 33 encontravam-se em classe funcional IV (NYHA) e 57 em choque cardiogênico secundário à: 1) cardiomiopatia dilatada idiopática: 40 (44%); 2) doença de Chagas: 23 (25,5%); 3) cardiomiopatia alcoólica: 1 (1,1%); 4) cardiomiopatia isquêmica: 17 (18,9%); 5) Cardiomiopatia hipertensiva: 1 (1,1%); 6) cardiomiopatia hipertrófica: 1 ( 1,1%); 7) valvopatia: 7 (7,7%).
Para descrever o perfil da amostra, segundo as diversas variáveis em estudo, foram feitas tabelas de freqüência das variáveis categóricas (sexo, diagnósticos, ritmo cardíaco) e estatísticas descritivas das variáveis contínuas (idade, fração de ejeção do ventrículo esquerdo - FEVE, dias de internação, sódio sérico e tempo de doença).
Para comparar as variáveis categóricas entre os grupos, foi utilizado o teste qui-quadrado ou, quando necessário (valores esperados menores que 5), o teste exato de Fisher. Para comparar as variáveis contínuas entre os grupos, foi utilizado o teste de Mann-Whitney, devido à falta de distribuição normal ou assimetria dos dados.
Foram também calculadas as estatísticas de bondade do ajuste de Hosmer e Lemeshow5 para cada índice prognóstico, para descrever a exatidão dos diferentes modelos. Foram comparadas as freqüências de óbitos e altas, estimados e observados em dez faixas, com intervalos de dez por cento de óbito calculados (estatística
O poder discriminatório de cada índice foi avaliado pela ASC (área sob a curva) da ROC (
A SMR (
O nível de significância adotado para os testes estatísticos foi de 5% (p < 0.05). A
As análises descritivas das variáveis utilizadas e a comparação entre os grupos de sobreviventes e óbitos são apresentadas nas
Foi observada maior mortalidade nos pacientes com idades abaixo de 30 ou acima de 70 anos (
Outros fatores, como o sexo (p = 0,75), tipo de cardiopatia (p = 0,32), fração de ejeção do ventrículo esquerdo (p = 0,95) e dias de internação (p=0,097), não foram diferentes entre o grupo de óbitos e sobreviventes, portanto, não são considerados fatores adicionais de risco (
Os fatores, como o tempo de doença (p < 0,001) e a natremia (p = 0,097) foram analisados e houve diferença estatística, denotando maior mortalidade naqueles com tempo de doença maior que dois anos e com sódio sérico menor que 129 mEq/l. Outro fator, como ritmo cardíaco no momento da internação (p=0,595), não foi diferente entre o grupo de óbitos e sobreviventes, portanto, não foi considerado fator adicional de risco (
Chama a atenção a alta incidência de embolia pulmonar. Doze dos noventa pacientes (13,3%) tiveram o diagnóstico, confirmado por exame de imagem ou por necropsia, equivalente a 21% de todos os pacientes que faleceram (
Os índices usados tiveram baixa sensibilidade e especificidade para apurar o risco de óbito.
A estatística teste de bondade (
Os dados das curvas ROC são apresentados na
A
Desde 1981, vários índices de gravidade vêm sendo propostos para pacientes admitidos em Unidades de Terapia Intensiva (UTI)1. Inicialmente, dadas as limitações de leitos em UTIs, o objetivo era o de selecionar aqueles com maior potencial de recuperação. Posteriormente, os índices prognósticos foram utilizados para avaliar o desempenho de diferentes serviços, a partir do estabelecimento de equivalência de recursos disponíveis e o perfil dos pacientes nos referidos serviços. Finalmente, os índices prognósticos têm sido utilizados para estratificar pacientes no sentido de avaliar a eficácia de novos tratamentos.
Em 1967, algumas classificações, relacionadas com a gravidade de pacientes com infarto agudo do miocárdio, começaram a ser descritas, como a classificação de KILLIP13 e, posteriormente, a classificação hemodinâmica do infarto agudo do miocárdio14. Para outras patologias, como por exemplo, o trauma crânio-encefálico, a escala de coma de Glasgow15 é amplamente utilizada. O primeiro índice prognóstico proposto para pacientes internados em terapia intensiva foi o APACHE (
Os três modelos estudados utilizam diferentes pesos para cada variável de interesse, como idade, desvios fisiológicos agudos, internação clínica ou cirúrgica e doença pregressa.
No modelo APACHE II, críticas têm sido dirigidas aos coeficientes diagnósticos destinados a subgrupos de pacientes, porque a classificação diagnóstica realizada no momento da internação nem sempre corresponde ao diagnóstico definitivo. Um segundo fator relevante é o fato destes coeficientes serem muito gerais, pois o número de diagnósticos disponíveis é muito limitado. O coeficiente deve ser escolhido nas primeiras 24 horas, mas o diagnóstico diferencial entre a IC Classe Funcional IV e o choque cardiogênico pode ser questionado. Este foi um dos motivos que levaram Le Gall e cols. a desenvolverem o modelo SAPS3, pois nesse modelo não existe a necessidade de se escolher um diagnóstico principal. O sistema Unicamp II também dispensa o diagnóstico de entrada4.
Em pacientes ambulatoriais, o
Vários sistemas de índices prognósticos procuraram avaliar a sobrevida, a longo prazo, dos pacientes com IC20-22. Nestes pacientes, a FEVE tem sido um importante parâmetro prognóstico. Contudo, não são conhecidos índices que considerem a descompensação aguda de doentes com IC grave refratária à terapêutica ambulatorial. Mesmo porque, nos casos de IC Classe Funcional IV ou choque cardiogênico, em nossa casuística, a FEVE está invariavelmente reduzida. Neste trabalho, todos os pacientes que foram submetidos à ecodopplercardiografia (n = 51) tinham uma FEVE inferior a 50%, sendo que, destes, 39% tinham uma FEVE inferior a 30%. Neste grupo de pacientes graves e instáveis, ao contrário de pacientes ambulatoriais ou internados, mas estáveis, a FEVE não consegue prognosticar o óbito visto que, tanto pacientes com FEVE inferior a 30% como pacientes com FEVE entre 30 e 50% tiveram a mesma elevada mortalidade de 75%. Não houve diferença estatística em relação à fração de ejeção (p = 0,949).
Em nossa casuística de 90 pacientes, 57 encontravam-se em choque cardiogênico e 33, em classe funcional IV, resultando em elevada mortalidade, de 61,4% e 66,6%, respectivamente, denotando extrema gravidade deste grupo. Esta elevada mortalidade ainda tem sido descrita em publicações recentes, apesar dos avanços da medicina 23.
Pacientes mais jovens e mais velhos apresentaram maior mortalidade (p = 0,049) que os pacientes na faixa etária entre trinta e setenta anos (
Quanto à elevada mortalidade em paciente com idade inferior a 30 anos, é um achado interessante que já fora descrito na literatura25-27, cuja explicação seria a maior gravidade das cardiopatias em crianças, tais como as doenças reumáticas ou cardiopatias congênitas, e sua menor tolerância à IC.
Dos 16 pacientes abaixo de 30 anos, 13 evoluíram para o óbito. Destes, quatro apresentavam cardiopatia reumática desde a infância, dois apresentavam cardiopatia chagásica. Sabe-se que em alguns casos de doença de Chagas pode haver uma progressão da fase aguda para uma cardiopatia crônica, cuja evolução grave pode levar à morte28. Um dos pacientes apresentava linfoma, como doença de base, há 15 anos. Outros dois apresentavam arritmia ventricular complexa e, por fim, dois óbitos foram decorrentes de TEP, ambos confirmados na necropsia.
Não foi observada diferença estatística na taxa de mortalidade quanto ao sexo (p = 0,753), assim como no estudo EPICA Niterói29 e entre as diferentes cardiomiopatias (p=0,324). Em relação à etiologia, observamos que apenas 18,8% eram portadores de cardiomiopatia isquêmica. Esta baixa incidência, se comparada com outras estatísticas, justifica-se por existir, no mesmo hospital, uma unidade coronariana separada da UTI, acrescido do fato de que, nas estatísticas internacionais, a incidência de doença de Chagas é quase nula. Houve tendência (p < 0.10) de maior mortalidade (84,21%) em pacientes com menor tempo de internação (menor ou igual a 5 dias), quando comparada com tempos de internação mais longos (56,25 a 60,87%) (
Como tanto a IC classe funcional IV quanto o choque cardiogênico têm importantes repercussões sistêmicas sobre órgãos e tecidos, os índices prognósticos que permitem uma avaliação global do paciente parecem ser ferramentas mais poderosas que uma avaliação limitada ao desempenho cardiovascular.
Neste trabalho foram aplicados três modelos de índices prognósticos (APACHE II, SAPS II, Unicamp II) propostos para avaliar pacientes críticos, e foi ponderada a sua aplicabilidade no subgrupo específico de cardiopatas admitidos na UTI.
Os resultados indicam que os três índices prognósticos estudados não avaliaram corretamente a evolução dos pacientes, subestimando a mortalidade dos cardiopatas graves. Assim a SMR de 3,33 para o modelo APACHE II, de 4,08, para o modelo SAPS II e de 1,62, para o modelo Unicamp II, revela uma mortalidade superior à mortalidade estimada por estes modelos (
Diversos fatores podem interferir na avaliação do APACHE II, tais como o tipo de atendimento recebido pelo paciente antes de ser admitido30 e o retardo na transferência para a UTI31. Principalmente em países em desenvolvimento, estes fatores não podem ser subestimados. Por isso, a inclusão de um modelo baseado em um banco de dados coletados em um hospital público universitário brasileiro. Seria importante levar em conta estes fatores que não dependem do desempenho da UTI, mas das deficiências inatas ao nosso sistema de saúde. Poderia ser argumentado se seria pertinente a aplicação de sistemas desenvolvidos em outro país, com sensíveis diferenças populacionais, nutricionais, de saúde e cujo atendimento pré-hospitalar é diferente do nosso. Por isso, foi incluído o modelo Unicamp4, que aplica uma equação gerada por regressão logística, baseada em dados coletados de pacientes provenientes do Sistema Único de Saúde, desenvolvida na Universidade Estadual de Campinas e posteriormente validada32. Semelhante aos resultados da literatura, obtidos com outros modelos de índices prognósticos aplicados a pacientes de UTI geral (
Em estudo multicêntrico, empregando o APACHE III, Bastos e cols.33 apresentaram SMRs muito variáveis em 13 hospitais brasileiros, com uma média de SMR = 1,67. As diferenças apontadas entre os diversos hospitais variaram de 1,01 a 2,30 e foram atribuídas a desigualdades de recursos tecnológicos em diferentes Unidades. À disponibilidade de tecnologia foi atribuída a variação da SMR no projeto APACHE III no Brasil. Entretanto, é discutível que esta seja a única, ou mesmo, a causa mais relevante.
De qualquer forma, mesmo os valores mais elevados de SMR, no estudo de Bastos e cols. 34, ficaram muito abaixo das SMRs encontradas neste grupo de cardiopatas graves, pelos modelos APACHE II e SAPS II.
O APACHE II também foi aplicado a uma população brasileira em 208 pacientes de UTI Geral4. A SMR do APACHE resultou em 1,31 e a SMR do modelo Unicamp II resultou em 0,85.
Dados tão discrepantes em relação aos pacientes de UTI Geral, mesmo em nosso meio, com um sistema desenvolvido no País, sugerem que algum fator específico. não previsto pelos índices prognósticos empregados, possa influenciar a mortalidade destes pacientes.
Assim, a sedação profunda, o bloqueio neuromuscular e a ventilação mecânica podem mascarar anormalidades35. Os dados dos desvios fisiológicos agudos (APS) podem expressar diferentes variáveis fisiológicas, dependendo não só da precocidade do tratamento com volume e drogas vasoativas, mas também do momento em que é instalada a ventilação mecânica. Além disso, a avaliação da escala de coma de Glasgow fica comprometida se o paciente já chega à UTI sedado e/ou sob entubação orotraqueal.
Embora a presença de arritmias 35,36, a hiponatremia 37,38, o tamanho das cavidades ventriculares39,40 e o nível de catecolaminas séricas41 sejam fatores comprovadamente importantes na evolução a longo prazo do cardiopata, estas variáveis também podem influenciar a fase aguda de descompensação. Nesta casuística, observamos que a hiponatremia, com sódio sérico inferior a 129 mEq/l, dobra a mortalidade dos pacientes, em relação aos pacientes com dosagem de sódio normal (
E em relação ao tempo de IC prévia, dos pacientes analisados, observamos que o tempo foi um fator prognóstico (p = <0,001).
Porém, o mais importante, a nosso ver, é o fato de que os índices prognósticos se baseiam nos dados coletados nas primeiras 24 horas de internação na UTI. Setenta e um dos noventa pacientes (79%) permaneceram internados por mais de cinco dias. Quarenta e oito pacientes (mais da metade) ficaram internados por mais de dez dias e, destes, mais da metade faleceu. É compreensível que, embora os índices prognósticos permaneçam estáticos como calculados na internação, o risco real de óbito aumenta com o tempo de internação. Complicações surgem no curso da hospitalização neste suscetível grupo de pacientes críticos e instáveis. Assim, esses pacientes demandam um maior número de procedimentos invasivos, passíveis de determinarem infecções sistêmicas. Já é de conhecimento de médicos intensivistas que a Síndrome de Resposta Inflamatória Sistêmica (SIRS) é comum e letal em pacientes graves, principalmente nos idosos42. Freqüentemente, a SIRS, o Choque Séptico e a Falência de Órgãos e Sistemas não são quadros clínicos declarados na internação dos pacientes na UTI e, conseqüentemente, não são passíveis de pontuação pelos índices prognósticos. Este fato já havia sido apontado por Cerra e cols.43 em pacientes cirúrgicos admitidos na UTI no período pós-operatório e, recentemente, por Lim e cols., em pacientes com choque cardiogênico24. Estes autores comentam que, a despeito de hemodinâmica normalizada, os pacientes morrem por choque distributivo. Diante do fato de que a metade dos pacientes que falecem não tem evidência clínica de manifesta infecção, estes autores supõem que durante o episódio de choque cardiogênico possa haver liberação de citocinas e outros mediadores inflamatórios. Estes autores também sugerem que situações de isquemia mesentérica e de embolia pulmonar possam não ser reconhecidas como causas de óbito, em pacientes cuja hemodinâmica já tivesse normalizada24.
Curiosamente, nesta casuística, houve uma elevada incidência de tromboembolismo pulmonar de grande repercussão clínica no grupo de pacientes que faleceu. O diagnóstico clínico do TEP geralmente é difícil e, muitas vezes, subestimado nos pacientes com IC44, vertendo para a descompensação de forma aguda, mesmo frente a episódios tromboembólicos pulmonares subsegmentares36.
Nos índices prognósticos que foram aplicados, não há variáveis que quantifiquem o risco de ocorrência de tromboembolismo pulmonar. A despeito da anticoagulação profilática destes pacientes, ainda assim, doze pacientes tiveram o TEP confirmado por cintilografia ventilação-perfusão ou por necropsia, e todos evoluíram para o óbito. Esses pacientes representam 21% da mortalidade global.
Os dados obtidos salientam a importância de complicações que ocorrem após a internação. Estas complicações não foram previstas, neste singular grupo de pacientes, pelos sistemas prognósticos convencionais. Dessas complicações desponta, pela elevada incidência, o fenômeno tromboembólico. Esse, freqüentemente, só é diagnosticado na necropsia, um recurso normalmente só disponível em hospitais universitários. Muitas vezes, apesar de não apresentar um quadro clínico clássico de embolia pulmonar, o TEP pode, sem ser diagnosticado, agravar os sintomas, levando a refratariedade do tratamento e, eventualmente, à morte do cardiopata grave na UTI.
Concluindo, os sistemas de avaliação APACHE II, SAPS II e Unicamp II não foram modelos adequados para expressar o prognóstico de cardiopatas em UTI. Observamos uma mortalidade acima da prevista pelos índices prognósticos na IC. Provavelmente, fatores não computados nesses índices prognósticos influenciaram a discrepância dos resultados obtidos. Porém, a elevada incidência de embolia pulmonar nesta casuística, a despeito de anticoagulação profilática, aponta para a necessidade de se rever os critérios de anticoagulação plena. Novos sistemas que levem em consideração variáveis específicas para os pacientes com insuficiência cardíaca em UTI devem ser estudados.
À Srta. Mônica Moreira Julião pelo apoio técnico e ao Sr. Helymar Machado pelas análises estatísticas.
Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes.
Silvia H. G. Lage Rua Capote Valente, 361/102 05409-001 – São Paulo, SP E-mail:
Recebido em 20/10/04
Aceito em 22/04/05
OBJECTIVE: To assess the applicability of three prognostic indexes - APACHE II, SAPS II and UNICAMP II - in a subgroup of critical heart failure (HF) patients. METHODS: Ninety patients were studied, being 12 females and 78 males. Mean age was 56 (18-83). Patients were ranked in functional class IV (NYHA) or cardiogenic shock secondary to cardiomyopathies: dilated (44%), chagasic (25.5%), ischemic (18%), hypertensive (1.1%), hypertrophic (1.1%), alcoholic (1.1%), and secondary to valvopathies after surgical correction (7.7%). Tables with frequency of categorical variables and descriptive statistics of continuous variables were created in order to describe sample profile for the different variables under study. In order to analyze the relationship between prognostic indexes levels and course towards death, an analysis of the ROC curve, as well as Hosmer and Lemeshow Test of Goodness of Fit calculated, and Standardized Mortality Ratio (SMR) were carried out. RESULTS: The statistical analysis showed low sensitivity, specificity, and accuracy of the three prognostic indexes for HF patients. Mortality was underestimated in this group. Pulmonary thromboembolism (PTE) was a major factor of mortality rate in severe HF. CONCLUSION: The three prognostic indexes under study did not prove to be appropriate for the assessment of cardiopathy patients at Intensive Care Unit (ICU). For HF patients, PTE played a major role in mortality of heart failure. Specific prognostic indexes for cardiopathy patients with severe HF should be proposed, and the discussion on anticoagulation on those patients should be expanded.
Severe heart failure at intensive therapy unit - Is there an ideal prognostic index?
Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da FMUSP e Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP - São Paulo, SP - Campinas, SP - Brazil
Different prognostic indexes have been developed for the assessment of patient’s severity level as well as to estimate mortality rate in Intensive Care Units. The application of such indexes aims at identifying patients with higher recovery potential; which is to say, those to benefit from ICU assistance, leading to proper screening for hospital admission and discharge. Additionally, those indexes should allow the comparison of different intensive care units.
Among the systems proposed, the one most frequently used in many countries is the APACHE (
Other systems are also available, with application for specific subgroups, such as trauma6, hemodynamic instability7, myocardial ischemia8, heart surgery post-surgery9, multiple organic dysfunction (SOFA)10 and sepsis11 (Sepsis-related Organ Failure Assessment). At this point in time, however, few studies did focus the subgroup of heart failure (HF) cardiopathy patients.
Keeping in mind the large number of hospital admissions for severe refractory heart failure in our unit, our purpose was to assess the applicability of three prognostic indexes (APACHE II, SAPS II, UNICAMP II) in this subgroup, with reports specific clinical characteristics not included in the variables of those indexes.
Ninety patients diagnosed with heart failure were investigated after their first emergency care.
Exclusion criteria were: patients under 18, those who stayed less than 24 hours in the Intensive Care Unit, those after heart surgery and those reporting heart structural lesions that could be corrected surgically, acute heart failure and other acute cardiac pathologies.
Data collection was carried out by one of the physicians in the ICU staff and included clinical history information on worst clinical and laboratory data in the first 24 hours of hospitalization in the ICU, in addition to results of echodopplercardiogram and electrocardiogram. Pulmonary thromboembolism was confirmed by ventilation-perfusion cintigraphy and/or necropsy. Records included course towards death or discharge, and date. Based on those data, the score systems APACHE II, SAPS II and UNICAMP II were applied following the protocols as previously defined in literature2,3,4. Individual mortality risks pointed out by the three prognostic indexes were obtained based on the equation Pr(y=1/logit)= elogit/1 + elogit where e = 2.7182818, which converts scoring into death risk.
Considering that APACHE II and SAPS II are the most widely known indexes, the present paper will present further details of UNICAMP II index.
The UNICAMP model was developed at the ICU, Hospital das Clínicas-UNICAMP, uses the same computer techniques of step-by-step linear discriminant function and logistic regression analysis previously described by Lemenshow et al, and tries to identify the most expressive factors reported for intensive care mortality rate.
The UNICAMP II4 equation was based on the analysis of 819 patients admitted at the ICU Hospital das Clínicas - UNICAMP in the period between March, 1988 and September, 1989. It is essentially based on APACHE II scoring, added by other variables, such as the use of a respirator (for over 24 hours), with or without renal failure (serum creatinine higher or equal to 1.6 mg/dl), and whether hospital admission was elective or due to emergency. The system does not use any coefficient related to admission diagnosis, which makes bedside application easier, even by paramedics. UNICAMP II equation was validated by recent publication4.
UNICAMP II Equation
Death calculated risk = 1/1[1+ EXP(-Y)]
Where y = - 3.7594
+ 0.1162 x APACHE II scoring
+ 0.7178 if mechanical ventilation
+ 0.7318 if renal failure
+ 0.8367 if emergency / urgency
The present study was carried out at the Heart Institute Cardiology Intensive Care Unit in São Paulo, Brazil (InCor). Data were collected at the ICU in a 2-year period after the first emergency admission. Ninety patients diagnosed with heart failure were selected: 12 females and 78 males, mean age 56 (18-83).
From the 90 patients, 33 were ranked functional class IV (NYHA) and 57 with cardiogenic shock secondary to: 1) idiopathic dilated cardiomyopathy: 40 (44%); 2) Chagas disease: 23 (25.5%); 3) alcoholic cardiomyopathy: 1 (1.1%); 4) ischemic cardiomyopathy: 17 (18.9%); 5) hypertensive cardiomyopathy: 1 (1.1%); 6) hypertrophic cardiomyopathy: 1 ( 1.1%); 7) valvopathy: 7 (7.7%).
In order to describe sample profile in compliance with the different variables under study, categorical variables frequency tables (gender, diagnoses, heart rate) and continuous variables descriptive statistics were created (age, left ventricle ejection fraction, days of hospitalization, serum sodium and disease time course).
For the sake of comparison of categorical variables among groups the chi-square test was used, or else, whenever necessary (values under 5), Fisher exact test. For the sake of comparison of continuous variables among groups, the Mann-whitney test was used as a result of data asymmetry or lack of normal distribution.
Hosmer and Lemeshow5’s Goodness of Fit adjustment statistics were also calculated for each prognostic index in order to describe the accuracy of the different models. Death and discharge rates were compared, having been estimated and observed in ten bands, with 10% death intervals calculation (
Discriminatory power of each index was assessed by AUC (area under the curve) of ROC (
SMR (
Significance level adopted for statistical tests was 5% (p< 0.05). Illustration 1 shows the ROC curves of the three models used.
The descriptive analyses of variables used and the comparison among groups of survivals and deaths are presented in
Higher mortality rate was observed among patients under 30 or over 70 (
Other factors such as gender (p = 0.75), type of cardiopathy (p = 0.32), left ventricle ejection fraction (p = 0.95) and days in hospital (p=0.097) did not differ between survival and death groups. Therefore, those were not considered additional risk factors (
Factors such as disease time course (p < 0.001) and natremia (p = 0.097) were analyzed, and statistic difference was reported. Mortality rate was higher in those with longer than 2-year time course of disease and serum sodium lower than 129 mEq/l. Another factor – cardiac rhythm at the time of hospitalization (p=0.595) – did not report difference between the group for deaths or for survivors, and was not, therefore, considered as additional risk (
High rate of pulmonary embolism stands out. Twelve out of 90 patients (13.3%) had their diagnosis confirmed by imaging or necropsy, which stood for 21% of all patients who died (
Indices used showed low sensitivity and specificity to assess death risks.
Hosmer and Lemeshow’s Goodness of Fit statistics is presented in
ROC curves data can be found in
Illustration 1 shows results for ROC curves for APACHE II, SAPS II and UNICAMP II prognostic indices.
As of 1981, different severity indexes have been proposed for patients in Intensive Care1. At a first moment, given the limited number of ICU hospital beds, the purpose was to screen those patients with higher recovery potential. At a later stage, prognostic indexes were used to assess the performance of different units based on the equivalence of resources available as well as the profile of patients at those units. Finally, prognostic indexes have been used to stratify patients in order to assess efficacy of new treatments.
In 1967, levels of severity began to be described related to the severity of acute myocardial infarction (AMI) patients, as the KILLIP13 classification, and later on, the AMI hemodynamic classification14. For other pathologies, such as traumatic brain injury, the Glasgow15 trauma scale is widely used. The first prognostic index proposed for patients in Intensive Care was APACHE (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation)1, developed by Knaus et al in the US, and later improved into APACHE II2. Today, it is the most widely used among all severity indexes. More recently, APACHE III16 was introduced, using seventeen variables – a higher number as compared to variables used in the previous version. Another index - SAPS17 (Simplified Acute Physiology Score) – was developed in France by Le Gall and later evolved into the SAPS II versions.
The three models under study used different weights for each variable of interest, such as age, acute physiologic dysfunctions, clinical or surgical hospitalization, and previous disease conditions.
APACHE II has been somewhat criticized in regard to diagnostic coefficients designed for subgroups of patients, since diagnostic classification at the moment of hospital admission not always corresponds to final diagnosis. A second relevant factor is the fact that those coefficients are quite general, because the number of diagnoses available is very limited. The coefficient is to be chosen in the first 24 hours; but differential diagnosis between HF - Functional Class IV and cardiogenic shock may be questioned. This was one of the reasons to lead Le Gall et al to develop the SAPS3 model, since this model does not require the choice for the admission diagnosis. The UNICAMP II system does not require admission diagnosis either4.
For outpatient unit patients, the Heart Failure Survival Score (HFSS)18 has tried to identify the prognosis for heart failure. However, that prognostic index has not managed to prove more effective when compared to the 6-minute walk test, or Oxygen (VO2) consumption test, or the left ventricle ejection fraction (LVEF). As HFSS was lower as compared to the other tests in the ability to predict survival, the authors suggest that a simplified model be applied, with LVEF and the 6-minute walk test as variables18. For outpatients, or for non-acute patients in the wards, the natriuretic peptide should also be used for measurement19.
The different prognostic indexes have tried to assess long-term survival of HF patients.20-22. In those patients, LVEF has been an important prognostic parameter. However, no known indexes consider the acute decompensation of patients with severe HF resistant to outpatient treatment. It should also be pointed out that our patients invariably report reduced LVEF in regard to HF Functional Class IV or cardiogenic shock. In the present research, all patients submitted to echodopplercardiography (n = 51) reported LVEF under 50%; from those, 39% reported LVEF under 30%. In this group of severe, unstable patients, in contrast with stable patients - at the outpatient unit or in the hospital wards - LVEF does not succeed in prognosing death, since patients reporting LVEF either lower than 30% or in the 30% to 50% range exhibited the same mortality rate - 75%. No statistical difference was shown regarding ejection fraction (p = 0.949).
From our total number of 90 patients, 57 reported cardiogenic shock, and 33 were Functional Class IV, which high mortality rate (61.4% and 66.6%, respectively), which characterized an extremely severe group. Such high mortality rate has still been reported in recent publications, despite the advances in the medical area 23.
Younger and older patients reported higher mortality rate (p = 0.049) as compared to patients in the 30 to 70 years old range (
As for high mortality rate in patients under 30 years old, such finding has been described in literature25-27. The explanation would be higher severity of cardiopathies in children, such as rheumatic conditions or inborn cardiopathies, as well as lower tolerance to HF.
Out of the 16 patients under 30, 13 had death as their outcome. From those, 4 had reported rheumatic cardiopathy from childhood, and 2, chagasic cardiopathy. A progression from the acute phase into chronic cardiopathy is known to take place. Severe evolution of the condition may result in death28. One patient had had lymphoma for 15 years as a base disease. Two other patients reported complex ventricular arrhythmia; and lastly, two deaths resulted from TPE: both confirmed at necropsy.
No statistical difference was reported regarding gender related mortality rate (p = 0.753), as in the EPICA Niterói29 study, among the different cardiomyopathies (p=0.324). As for the etiology, only 18.8% showed ischemic cardiopathy. That low incidence – if compared to other statistic data – can be explained by the fact that the hospital has a cardiac unit which is separate from the Intensive Care Unit. Additionally, Chagas disease incidence is practically absent in international statistics. A trend (p < 0.10) was reported towards higher mortality rate (84.21%) among patients with shorter hospitalization time (5 days or less) as compared to longer hospitalization periods (56.25% to 60.87%) (
As both Functional Class IV HF and cardiogenic shock have important systemic repercussion on organs and tissues, prognostic indexes to allow global assessment of patients seem to be more powerful tools as compared to the assessment limited to cardiovascular performance.
The present paper used three models of prognostic indexes (APACHE II, SAPS II, UNICAMP II). The models were proposed to assess critical patients, and their applicability was studied for the specific subgroup of cardiopathy patients admitted at the Intensive Care Unit.
Results show that the three prognostic indexes under study have not properly evaluated patients’ course, thus underestimating mortality rate of severe cardiopathy patients. Therefore, the 3.33 SMR for APACHE II, the 4.08 for SAPS II, and the 1.62 for the UNICAMP II model show higher mortality rate than that estimated by the models (
A number of factors may have interfered in the assessment of APACHE II, such as the type of assistance to patient before hospital admission30 and delayed transfer to Intensive Care31. Particularly in developing countries, those factors are not to be underestimated. That explains the inclusion of a model based on a data base collected from a University public hospital in Brazil. Here, it is important to point out that those factors are not dependent on the performance of Intensive care assistance, but rather, of the inherent health system deficiencies in this country. It could be argued whether it would be pertinent if the system developed were applied in other countries, with significant populational, nutritional and health differences, and with pre-hospital care different from the one in our country. That is why the UNICAMP4 model was included: it uses an equation generated by logistic regression and based on data collected from National Health System (SUS) patients, developed at the University of Campinas and later validated32. Similarly to results in literature, and obtained from other prognostic indexes applied to patients at general Intensive Care Units (case mix), the UNICAMP model reported SMR close to 1. In contrast, while analyzing cardiopathy patients the present paper reported higher SMR, although not as high as in the APACHE II and SAPS II models.
In a multicenter study using APACHE III, Bastos et al33 reported quite variable SMRs at 13 Brazilian hospitals. Mean SMR = 1.67. The differences pointed out between the hospitals ranged from 1.01 to 1.30. Technology resources were accounted for those differences at the different Units. SMR variation in the APACHE III project in Brazil was said to have been the result of technology availability. However, it is arguable whether this would be the only reason, or even the most relevant.
Any way, even the highest SMR levels were quite below the SMRs found in this group of severe cardiopathy patients, according to the study by Bastos et al34, using the APACHE II and SAPS II models.
APACHE II was also used in a Brazilian population of 208 patients at General Intensive Care Unit4. APACHE SMR resulted 1.31, and UNICAMP II SMR resulted in 0.85.
Such discrepant data regarding patients at the General Intensive Care Unit - even in our setting, with a developed system in the country - do suggests that some specific factor not predicted by prognostic indexes may influence mortality rate in those patients.
Therefore, deep sedation, neuromuscular blocking, and mechanical ventilation may mask abnormalities35. Acute Physiological Score (APS) data may express distinctive physiological variables depending not only on how early treatment starts with volume and vasoactive drugs, but also at the point in time mechanical ventilation is used. Additionally, Glasgow's coma scale assessment is jeopardized if the patient is sedated and/or under orotracheal intubation when admitted to the Intensive Care.
Although arrhythmia 35,36, hyponatremia 37,38, the size of ventricular cavities39,40 , and serum catecholamin levels41 do play key roles in the long term course of cardiopathy patients, those variables may also influence decompensation in the acute phase. In our population we have observed that hyponatremia, and serum sodium lower than 129 mEq/l double mortality rate as compared to patients reporting normal sodium levels (
The duration of HF proved to be a prognostic factor (p = <0.001) for all patients under study.
However, most important, in authors’ view, is the fact that prognostic indexes are based on the first 24 hours after hospital admission at the Intensive Care Unit. Out of the 90 patients, 71 (79%) stayed in the hospital over 5 days. Forty-eight patients (over 50%) stayed in the hospital for over 10 days, and from those, over 50% died. It is understandable that although prognostic indexes are kept unchanged as calculated at the time of admission, real death risk increases as time spent in hospital increases. Complications arise in the course of hospitalization in such a susceptible group of critical and unstable patients. Therefore, those patients require a higher degree of invasive procedures, which may result in systemic infections. Intensive care doctors are aware that Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS) is common and lethal in severe patients, especially the elderly42. As a rule, conditions such as SIRS, Septic Shock, and Multiple Organ Failure are not present at the moment of admission at the Intensive Care. As a result, they are not included in prognostic indexes scoring. This had been pointed out by Cerra et al43 for surgical patients admitted at the Intensive Care post-surgery. More recently, it was also pointed out by Lim et al, for patients under cardiogenic shock24. Those authors describe that despite normalized hemodynamics, those patients die from distributive shock. Considering that 50% of patients who die report no clinical evidence of clear infection, the authors assume that cytokines and other inflammatory mediators may be released during a cardiogenic shock episode. The authors also suggest that mesenteric ischemia and pulmonary embolism may not be recognized as causes for death in patients whose hemodynamics has been normalized24.
Curiously, the population under study reported high incidence of thrombopulmonary embolism of high clinical repercussion in the group of patients whose outcome was death. The clinical diagnosis of TPE is usually difficult to reach, and many times it is underestimated in HF patients44, thus leading to acute decompensation – even when facing sub segmental pulmonary thromboembolic episodes36.
No variables to quantify the risk of thrombopulmonary embolism have been applied in the prognostic indexes. Despite patients’ prophylactic anticoagulation, twelve of them had their TPE confirmed through ventilation-perfusion cintigraphy or necropsy. All of these patients died. Those patients accounted for 21% of global mortality rate.
These data points out the relevance of complications that occur after hospital admission. Those complications have not been anticipated by conventional prognostic system for this unique group of patients. Out of all complications, the thromboembolic phenomenon stands out for its high incidence. And the thromboembolic phenomenon is usually diagnosed at the autopsy, usually carried out only at university hospitals. Although classic TPE may not be clinically relevant, it may – even when not diagnosed – worsen symptoms and lead to treatment resistance. It may eventually lead to death of these severe cardiopathy patients at the Intensive Care.
In conclusion: APACHE II, SAPS II and UNICAMP II have not been appropriate models to express the prognosis of cardiopathy patients at the Intensive Care Unit. Mortality rate was seen to be higher than anticipated by HF prognostic indexes. Factors not included in the prognostic indexes presented in this paper may have influenced the discrepancy of results obtained. However, the high incidence of PTE in our population – despite prophylactic anticoagulation - points out to the need for a review of full anticoagulation criteria. New systems should be investigated to encompass specific variables for HF patients at Intensive Care Units.
Ms Mônica Moreira Julião, for her technical support. Mr Helymar Machado for the statistical analyses.
No potential conflict of Interest relevant to this article was reported.
Mailing Address: Silvia H. G. Lage Rua Capote Valente, 361/102 05409-001 – São Paulo, SP - Brazil E-mail:
Received on 10/20/04
Accepted on 04/22/05