ASCVD- und PREVENT-Herzrisikorechner: Pooled Cohort

ASCVD- und PREVENT-Herzrisikorechner

Ein ASCVD-Risikorechner schätzt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person ohne bereits bestehende Herzerkrankung innerhalb einer festgelegten Anzahl von Jahren ein kardiovaskuläres Ereignis wie einen Herzinfarkt oder Schlaganfall erleidet. Diese Seite führt zwei veröffentlichte Modelle aus den Vereinigten Staaten aus: die PREVENT-Gleichungen der American Heart Association und die älteren Pooled Cohort Equations, die den meisten Menschen als ASCVD-Risikowert bekannt sind. Sie gibt einen Prozentsatz aus und zeigt, wie jeder Risikofaktor diesen Wert verändert hat. Sie bietet keine medizinische Beratung.

Was der Rechner berechnet

Die Seite fragt nach Alter, Geschlecht, Gesamt- und HDL-Cholesterin, systolischem Blutdruck, danach, ob dieser Blutdruck behandelt wird, Rauchen und Diabetes. PREVENT fragt außerdem nach dem Body-Mass-Index und der eGFR, einem Bluttestwert für die Nierenfunktion, sowie danach, ob die Person ein Statin einnimmt. Die Pooled Cohort Equations fragen stattdessen nach einer Rassengruppe, da sie als vier getrennte, nach Geschlecht und Rasse aufgeteilte Modelle veröffentlicht wurden. PREVENT enthält keine Eingabe zur Rasse.

PREVENT gibt sechs Werte aus: das Risiko für eine allgemeine kardiovaskuläre Erkrankung, für ASCVD und für Herzinsuffizienz innerhalb von 10 Jahren sowie dieselben drei Risiken über 30 Jahre. Die Pooled Cohort Equations geben einen Wert aus: das 10-Jahres-Risiko für ein erstes schweres ASCVD-Ereignis, also einen nicht tödlichen Herzinfarkt, den Tod durch koronare Herzkrankheit oder einen tödlichen oder nicht tödlichen Schlaganfall.

Wie PREVENT das Risiko berechnet

PREVENT ist ein logistisches Modell. Es addiert gewichtete Risikofaktoren und überführt die Summe anschließend in eine Wahrscheinlichkeit:

$R = \frac{1}{1 + e^{-x}}$

Dabei ist R das geschätzte Risiko, x der Wert der Person und e die Basis des natürlichen Logarithmus.

Der Wert x besteht aus einem Achsenabschnitt plus einem gewichteten Term pro Risikofaktor. Jede Eingabe wird zunächst zentriert, das heißt, sie wird als Abstand von einem Referenzpunkt gemessen. Eine Person, die bei jedem Referenzpunkt liegt, erhält dadurch den Wert null, sodass nur der Achsenabschnitt verbleibt. Das Alter wird bei 55 zentriert und in Einheiten von 10 Jahren gezählt. Das Nicht-HDL-Cholesterin, also Gesamtcholesterin minus HDL, wird bei 3,5 mmol/L zentriert. HDL wird bei 1,3 mmol/L zentriert und in Einheiten von 0,3 mmol/L gezählt.

Drei Eingaben werden an einem Schwellenpunkt geteilt und erhalten auf jeder Seite ein anderes Gewicht: der Blutdruck bei 110 mmHg, der Body-Mass-Index bei 30 kg/m² und die eGFR bei 60 mL/min/1,73 m². Die eGFR-Terme zählen Einheiten unterhalb des Schwellenwerts, sodass eine schlechtere Nierenfunktion den Wert erhöht. Die meisten Faktoren enthalten außerdem eine Wechselwirkung mit dem Alter, und die 30-Jahres-Gleichungen enthalten einen Term für das quadrierte Alter. Die Koeffizienten stammen aus Khan SS, Coresh J, Pencina MJ et al., „Development and Validation of the American Heart Association's PREVENT Equations“, Circulation 2024;149(6):430-449, Supplementtabelle S12.

Wie die Pooled Cohort Equations das Risiko berechnen

Die Pooled-Cohort-Gleichungen sind ein Cox-Modell für die Überlebensanalyse:

$R = 1 - S(10)^{\exp(u - m)}$

Dabei ist R das geschätzte Risiko, S(10) das 10-jährige Ausgangsüberleben der Gruppe, u die gewichtete Gesamtsumme der Person und m die veröffentlichte durchschnittliche Gesamtsumme ihrer Gruppe. Alter, Cholesterin und Blutdruck gehen als natürliche Logarithmen ein, und mehrere Terme multiplizieren ln(Alter) mit einem weiteren Logarithmus. Behandelter und unbehandelter Blutdruck verwenden unterschiedliche Koeffizientenzeilen; genau eine davon gilt. Die vier Koeffizientensätze stammen aus Goff DC Jr, Lloyd-Jones DM, Bennett G et al., „2013 ACC/AHA Guideline on the Assessment of Cardiovascular Risk“, Circulation 2014;129(25 Suppl 2):S49-S73, Tabelle 4 des vollständigen Berichts der Arbeitsgruppe.

PREVENT

Eine 50-jährige Frau, Gesamtcholesterin 200 mg/dL, HDL 45 mg/dL, unbehandelter systolischer Blutdruck 140 mmHg, aktuell rauchend, kein Diabetes, Body-Mass-Index 28, eGFR 85, kein Statin.

Zentrierte Werte: Alter (50 − 55) / 10 = −0,5. Das Nicht-HDL-Cholesterin beträgt 155 mg/dL beziehungsweise 4,0083 mmol/L, daher 4,0083 − 3,5 = 0,5083. HDL beträgt 1,1637 mmol/L, daher (1,1637 − 1,3) / 0,3 = −0,4543. Der Blutdruck oberhalb des Schwellenwerts beträgt (140 − 130) / 20 = 0,5. Die eGFR oberhalb von 60 beträgt (85 − 90) / −15 = 0,3333. Rauchen ist 1.

Die Multiplikation mit den Koeffizienten für das Risiko einer allgemeinen kardiovaskulären Erkrankung innerhalb von 10 Jahren bei Frauen ergibt die folgenden Beiträge, auf drei Dezimalstellen dargestellt, wie auf der Seite:

Addiert man die nicht gerundeten Beiträge zum Achsenabschnitt von −3,307728, ergibt sich x = −2,7948. Dann gilt Risiko = 1 / (1 + e^2,7948) = 5,76 %; auf der Seite wird dies als 5,8 % ausgegeben. Dasselbe Profil ergibt 3,6 % für ASCVD innerhalb von 10 Jahren, 2,0 % für Herzinsuffizienz innerhalb von 10 Jahren sowie 29,2 %, 17,9 % und 13,5 % über 30 Jahre.

Pooled Cohort Equations

Tabelle 4 des vollständigen Berichts der Arbeitsgruppe von 2013 veröffentlicht ein Profil: 55 Jahre alt, Gesamtcholesterin 213 mg/dL, HDL 50 mg/dL, unbehandelter systolischer Blutdruck 120 mmHg, Nichtraucher, kein Diabetes. Für eine weiße Frau berechnet der Rechner eine gewichtete Summe von −29,6767. Der Gruppenmittelwert beträgt −29,18 und das Ausgangsüberleben 0,9665, daher:

exp(−29,6767 − (−29,18)) = 0,6086 und 1 − 0,9665^0,6086 = 0,02052 beziehungsweise 2,1 %.

Das entspricht dem in Tabelle 2,1 % gedruckten Wert in Tabelle 4. Dasselbe Profil ergibt 3,0 % für eine afroamerikanische Frau und 6,1 % für einen afroamerikanischen Mann; beide Werte stimmen mit der Tabelle überein. Für einen weißen Mann druckt die Tabelle 5,3 %, während der Rechner 5,4 % ergibt. Die Abweichung entsteht durch die eigene Arithmetik der Tabelle: Sie rundet jedes Koeffizient-mal-Wert-Produkt vor der Addition auf zwei Dezimalstellen. Gibt man ihre gerundete Summe von 60,69 wieder in den Überlebensschritt ein, erhält man 5,3 %.

Risikokategorien

Ein Ergebnis der Pooled Cohort Equations wird unter 5 % als niedrig eingestuft, von 5 % bis unter 7,5 % als grenzwertig, von 7,5 % bis unter 20 % als mittel und ab 20 % als hoch. Diese vier Kategorien stehen nicht in dem 2013-Bericht, aus dem die Gleichungen stammen; dort wird keine solche Tabelle veröffentlicht. Sie stammen aus Grundy SM, Stone NJ, Bailey AL et al., „2018 AHA/ACC/Multisociety Guideline on the Management of Blood Cholesterol“, Circulation 2019;139(25):e1082-e1143, und wurden in Arnett DK, Blumenthal RS, Albert MA et al., „2019 ACC/AHA Guideline on the Primary Prevention of Cardiovascular Disease“, Circulation 2019;140(11):e596-e646, wiederholt. Diese Leitlinien verwenden die Kategorien bei der Abwägung einer Behandlung. Diese Seite verwendet nur die Bezeichnungen und gibt an, in welche Kategorie ein Wert fällt. Sie legt keinen eigenen Schwellenwert fest. PREVENT-Ergebnisse werden ohne Kategorien angezeigt.

Das Ergebnis wird vor der Einstufung auf eine Dezimalstelle gerundet, sodass die angezeigte Kategorie niemals vom daneben gedruckten Wert abweichen kann.

Cholesterineinheiten

Beide Modelle sind in mg/dL formuliert, daher wird ein in mmol/L eingegebener Wert beim Einlesen einmal mit 38,67 multipliziert. Dieser Faktor ist der gerundete klinische Umrechnungswert aus der Einheitenumrechnungstabelle der NCBI (Bookshelf NBK83,505); der exakte molare Wert ist 38,665, und keines der beiden Modellpapiere druckt ihn ab. Die PREVENT-Gleichungen verwenden intern anschließend ihren eigenen veröffentlichten Faktor von 0,02586 mmol/L pro mg/dL, weil mit diesem Wert das Modell angepasst wurde. Er ist nicht der exakte Kehrwert, und durch die Hin- und Rückumrechnung entsteht ein Fehler von etwa sechs Teilen pro Million, deutlich unterhalb der einen Dezimalstelle, auf die überhaupt berichtet wird.

Was die Modelle abdecken und was nicht

Das Instrument berechnet das Risiko und endet dort. Es legt keinen Behandlungsschwellenwert fest, empfiehlt kein Statin und kein Blutdruckmedikament, nennt keine Dosierungen und stellt keine Diagnose. Eine Risikoschätzung ist ein Bevölkerungsdurchschnitt für Menschen mit ähnlichen Messwerten. Sie ist keine Vorhersage für eine einzelne Person und keine Diagnose.

PREVENT wurde für ein Alter von 30 bis 79 Jahren angepasst. Die 30-Jahreswerte existieren nur für ein Alter von 30 bis 59 Jahren, weil ein 30-Jahreszeitraum innerhalb des eigenen Altersbereichs des Modells enden muss. Die Pooled Cohort Equations wurden für ein Alter von 40 bis 79 Jahren angepasst und haben keine 30-Jahresversion. Beide Modelle sind für Menschen ohne bereits bestehende kardiovaskuläre Erkrankung gedacht. Keines berücksichtigt Schwangerschaft, erblich bedingt sehr hohe Cholesterinwerte oder Personen, die bereits wegen einer bestehenden Herzerkrankung behandelt werden.

Die Eingaben werden im Code geprüft, nicht nur durch das Formular: Gesamtcholesterin 130 bis 320 mg/dL, HDL 20 bis 100 mg/dL, systolischer Blutdruck 90 bis 200 mmHg sowie bei PREVENT ein Body-Mass-Index von 18,5 bis unter 40 und eine eGFR von 15 bis 150. Ein Wert außerhalb dieser Bereiche wird abgelehnt und nicht geschätzt. Ein Body-Mass-Index von genau 40 wird abgelehnt, entsprechend den Referenzimplementierungen, deren veröffentlichter Eingabebereich bei 39,9 endet.

Die Koeffizienten sind auf der Seite festgelegt und können nicht bearbeitet werden. Ihre Datumsangaben entsprechen den verwendeten Versionen: PREVENT aus dem Circulation-Artikel von 2024 für das Modell, das die American Heart Association in 2023 veröffentlicht hat, die Pooled Cohort Equations aus der Leitlinie von 2013 und die Risikokategorien aus der Cholesterinleitlinie von 2018. Kontrollieren können Nutzer, welches Modell ausgeführt wird, sowie Geschlecht und Rassengruppe, sofern ein Modell danach unterscheidet, und die Cholesterineinheit.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen PREVENT und dem ASCVD-Risikowert? Mit dem ASCVD-Risikowert sind normalerweise die Pooled Cohort Equations von 2013 gemeint. PREVENT ist neuer, umfasst ein Alter von 30 bis 79 statt 40 bis 79 Jahren, verwendet keine Eingabe zur Rasse, berücksichtigt zusätzlich Nierenfunktion und Body-Mass-Index und sagt auch Herzinsuffizienz sowie das Risiko über 30 Jahre voraus.

Warum liefern die beiden Modelle für dieselbe Person unterschiedliche Werte? Sie wurden anhand verschiedener Populationen angepasst und sagen unterschiedliche Ergebnisse voraus. In der Kohorte, die zur Validierung von PREVENT verwendet wurde, sagten die Pooled Cohort Equations etwa doppelt so viele Ereignisse voraus, wie tatsächlich auftraten; deshalb fallen ihre Werte gewöhnlich höher aus.

Warum fragt PREVENT nicht nach der Rasse? Die Autoren entfernten die Rasse als Eingabe und fügten stattdessen die Nierenfunktion hinzu. Die Gleichungen von 2013 wurden als vier nach Geschlecht und Rasse getrennte Modelle veröffentlicht. Daher fragt diese Seite nur dann nach einer Rassengruppe, wenn diese Gleichungen ausgewählt sind.

Warum gibt es für ältere Erwachsene kein Ergebnis über 30 Jahre? PREVENT veröffentlicht 30-Jahres-Gleichungen nur für ein Alter von 30 bis 59 Jahren. Oberhalb dieses Alters würde der Zeitraum über den Bereich hinausreichen, für den das Modell angepasst wurde. Daher zeigt die Seite nichts an, statt einen nicht unterstützten Wert auszugeben.

Was bedeutet die Aufschlüsselungstabelle? Jede Zeile zeigt den Beitrag dieses Faktors zum internen Modellwert einschließlich seiner Wechselwirkung mit dem Alter. Positive Werte erhöhen das geschätzte Risiko, negative Werte senken es. Die Zeilen sind keine Prozentsätze.

Kann dies eine Vorsorgeuntersuchung ersetzen? Nein. Das Instrument reproduziert zwei veröffentlichte Gleichungen anhand von Werten, die eine Person bereits kennt. Die Interpretation eines Ergebnisses und jede Entscheidung dazu gehören in die Hände einer Ärztin oder eines Arztes.

Referenzen

1. Khan SS, Coresh J, Pencina MJ et al. „Development and Validation of the American Heart Association's PREVENT Equations.“ Circulation. 2024;149(6):430-449. doi:10,1161/CIRCULATIONAHA.123.067626.
2. Goff DC Jr, Lloyd-Jones DM, Bennett G et al. „2013 ACC/AHA Guideline on the Assessment of Cardiovascular Risk.“ Circulation. 2014;129(25 Suppl 2):S49-S73.
3. Grundy SM, Stone NJ, Bailey AL et al. „2018 AHA/ACC/Multisociety Guideline on the Management of Blood Cholesterol.“ Circulation. 2019;139(25):e1082-e1143.
4. Arnett DK, Blumenthal RS, Albert MA et al. „2019 ACC/AHA Guideline on the Primary Prevention of Cardiovascular Disease.“ Circulation. 2019;140(11):e596-e646.
5. "Units Conversion Table." NCBI Bookshelf NBK83,505, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK83505/.