PECARN-Algorithmus beim Schädel-Hirn-Trauma im Kindesalter

Klinischer Hintergrund

Kinder, die sich nach einem stumpfen Schädeltrauma notfallmäßig vorstellen, haben in den allermeisten Fällen keine intrakranielle Verletzung. Eine Minderheit weist jedoch eine klinisch bedeutsame traumatische Hirnverletzung (ciTBI) auf, die eine Neurochirurgie, Intubation oder stationäre Aufnahme erfordern kann. Die Schädel-CT ist der Goldstandard zum Nachweis intrakranieller Blutungen, doch die Strahlendosis ist bei Kindern nicht zu vernachlässigen und bedeutet ein geringes, aber reales zusätzliches Risiko für maligne Erkrankungen im späteren Leben. Die Entscheidung für oder gegen eine CT ist daher eine Abwägung zwischen dem Risiko, eine schwere Verletzung zu übersehen, und dem Ziel, Kinder nicht unnötig zu exponieren.

Der PECARN-Algorithmus wurde gezielt entwickelt, um die große Gruppe von Kindern zu identifizieren, deren ciTBI-Risiko so niedrig ist, dass auf eine Schädel-CT sicher verzichtet werden kann. Er ist nicht in erster Linie ein Instrument zum Auffinden von Hochrisikopatienten, sondern dient dazu, mit hoher Sicherheit auf eine CT verzichten zu können, wenn das Risiko vernachlässigbar ist.

Berechnung des PECARN-Algorithmus

Der Algorithmus stratifiziert Kinder in zwei Altersgruppen, < 2 Jahre und ≥ 2 Jahre, und ordnet sie anhand klinischer Prädiktoren, die bei der initialen Notfallbeurteilung erhoben werden, drei Risikostufen zu. Die logische Struktur ist eine Entscheidungsregel und keine Punktsumme:

$$\text{Risiko} = \begin{cases} \text{Hoch} & \text{wenn GCS} \leq 14\text{, veränderte Bewusstseinslage, Zeichen einer veränderten Bewusstseinslage,} \ & \text{palpable Schädelfraktur (<2 Jahre) oder Zeichen einer Schädelbasisfraktur (≥2 Jahre)} \ \text{Intermediär} & \text{wenn mindestens ein altersspezifischer Prädiktor vorliegt} \ \text{Sehr niedrig} & \text{sonst} \end{cases}$$

Die altersspezifischen Prädiktoren für ein intermediäres Risiko sind:

• < 2 Jahre: okzipitales, parietales oder temporales Kopfschwartenhämatom, Bewusstlosigkeit ≥ 5 s, schwerer Verletzungsmechanismus oder ein nach Angabe der Eltern nicht normales Verhalten des Kindes.
• ≥ 2 Jahre: Bewusstlosigkeit unabhängig von der Dauer, Erbrechen, starke Kopfschmerzen oder schwerer Verletzungsmechanismus.

Der Algorithmus wurde in einer prospektiven multizentrischen Studie an 25 nordamerikanischen Notaufnahmen abgeleitet, in die 42.412 Kinder unter 18 Jahren mit GCS 14-15 innerhalb von 24 Stunden nach stumpfem Schädeltrauma eingeschlossen wurden. Zielgröße war die ciTBI, definiert als Tod infolge der traumatischen Hirnverletzung, Neurochirurgie, Intubation > 24 Stunden oder stationäre Behandlung ≥ 2 Tage im Zusammenhang mit der Hirnverletzung. Eine ciTBI trat bei 376 Kindern (0,9 %) auf, und 60 (0,1 %) wurden neurochirurgisch behandelt [1].

In der Validierungspopulation wurde ein negativer prädiktiver Wert (NPV) von 100 % (95 %-KI 99,7-100) für Kinder < 2 Jahre und 99,95 % (95 %-KI 99,81-99,99) für Kinder ≥ 2 Jahre erreicht. Die Sensitivität betrug 100 % bzw. 96,8 %, und kein Patient, der neurochirurgisch behandelt werden musste, wurde übersehen [1].

Interpretation in der Praxis

Die drei Risikostufen des Algorithmus lassen sich in konkrete Maßnahmen übersetzen:

Die CT-Entscheidung in der intermediären Gruppe wird nicht durch den Algorithmus vorgegeben, und die Variabilität zwischen den Untersuchern kann erheblich sein. In Versorgungsstrukturen, in denen viele Notaufnahmen keine eigene pädiatrische Notaufnahme haben und die Patienten überwiegend von Nichtspezialisten beurteilt werden [5], ist eine klare lokale Handlungsanweisung erforderlich, wann aus der Beobachtung eine CT werden soll, insbesondere an kleineren Krankenhäusern ohne unmittelbaren Zugang zu pädiatrischer Kompetenz.

Validierung und Leistungsfähigkeit

Der PECARN-Algorithmus wurde in mehreren unabhängigen Kohorten mit übereinstimmenden Ergebnissen extern validiert.

In einer französischen prospektiven multizentrischen Studie an drei Notaufnahmen wurden 1.499 Kinder unter 16 Jahren mit GCS 14-15 eingeschlossen. Eine ciTBI trat bei 9 Kindern (0,6 %) auf. PECARN ordnete keines dieser Kinder der Gruppe mit sehr niedrigem Risiko zu. Die Sensitivität betrug 100 % (95 %-KI 66,4-100), die Spezifität 69,9 % (95 %-KI 67,5-72,2) und der NPV 100 % (95 %-KI 99,7-100). Eine CT wurde bei 5,1 % der Patienten eingesetzt [2].

In einer großen australasiatischen Kohorte (APHIRST) mit 20.137 Kindern an zehn Krankenhäusern in Australien und Neuseeland wurde PECARN zusammen mit anderen Entscheidungsregeln validiert. PECARN war bei 75,3 % der Kohorte anwendbar und zeigte hinsichtlich der Sensitivität für ciTBI und Neurochirurgie eine ähnliche Leistung wie die skandinavische SNC-Leitlinie [3].

Eine koreanische retrospektive Studie mit 251 Kindern im Alter von 0-5 Jahren fand dagegen eine niedrigere Sensitivität (80 %) für PECARN, da drei Kinder mit intrakranieller Pathologie fälschlich als Niedrigrisiko eingestuft wurden. Die Studie war klein und auf Kinder ≤ 5 Jahre begrenzt, und das Ergebnis hat weite Konfidenzintervalle. Die CATCH2-Regel schnitt in dieser Kohorte numerisch besser ab, der Unterschied war jedoch statistisch nicht signifikant [4].

Zusammenfassend zeigen die größeren externen Validierungen einen durchgehend hohen NPV und dass kein Patient, der neurochirurgisch behandelt werden musste, übersehen wurde. Die Spezifität ist mäßig, was bedeutet, dass ein Teil der Patienten der intermediären Risikogruppe eine CT oder Beobachtung erhält, ohne eine ciTBI zu haben.

Einschränkungen

Der Algorithmus gilt ausschließlich für ein stumpfes Schädeltrauma mit GCS 14-15 innerhalb von 24 Stunden nach der Verletzung. Er ist nicht validiert für penetrierende Traumata, für Kinder mit GCS < 14 oder für Patienten, die sich später als 24 Stunden nach der Verletzung vorstellen. Kinder mit Blutungsneigung oder vorbestehender neurologischer Erkrankung wurden aus der Ableitungskohorte ausgeschlossen, und der Algorithmus sollte bei ihnen mit Vorsicht angewendet werden.

Ein schwerer Verletzungsmechanismus (Sturz aus > 3 Metern Höhe, Fußgänger/Radfahrer von einem Kraftfahrzeug erfasst oder Herausschleudern aus einem fahrenden Fahrzeug) ist einer der Prädiktoren und kann für sich genommen unabhängig von den übrigen Befunden eine CT rechtfertigen. Die klinische Beurteilung darf niemals durch den Algorithmus ersetzt werden. Ein Patient, der keinen der Prädiktoren erfüllt, bei dem aber anamnestisch oder befundmäßig klinische Besorgnis besteht, sollte nicht allein deshalb auf eine CT verzichten, weil der Algorithmus ein sehr niedriges Risiko angibt.

Die Hochrisikokriterien sind binär und robust, die intermediäre Gruppe ist jedoch breit und umfasst Patienten mit sehr unterschiedlichem absolutem Risiko. Mehrere gleichzeitig vorliegende Prädiktoren erhöhen das Risiko deutlich, und lokale Standards sollten festlegen, wann die intermediäre Gruppe eher zu einer CT als zur Beobachtung führen soll.

Hinweise zur klinischen Anwendung

Die Regel ersetzt weder die vollständige Untersuchung noch die Verlaufsbeobachtung. Der Befund sollte bei Kindern, die beobachtet werden, wiederholt erhoben werden, da sich Bewusstseinslage, Erbrechen und Verhalten im Verlauf ändern können und eine Verschlechterung die Risikoeinstufung verändert.

Bei Säuglingen und Kleinkindern mit Kopfverletzung, deren Anamnese nicht zum Verletzungsmuster passt oder die keinen plausiblen Unfallmechanismus aufweisen, muss auch an eine nichtakzidentelle Verletzung (Kindesmisshandlung) gedacht werden. Dieser Aspekt wird durch die Prädiktoren der Regel nicht abgebildet und verlangt eine eigenständige klinische Beurteilung.

Bei Kindern mit Gerinnungsstörung oder gerinnungshemmender Behandlung sowie bei Kindern mit Shunt oder anderen neurochirurgischen Vorerkrankungen ist die Schwelle für eine Bildgebung niedriger anzusetzen, da diese Gruppen nicht durch die Regel abgedeckt sind. In der intermediären Gruppe sollten außerdem der Wunsch und die Besorgnis der Eltern sowie die Möglichkeit einer zuverlässigen Beobachtung zu Hause in die gemeinsame Entscheidung einfließen. Wird eine CT durchgeführt, sollte ein kindgerechtes Protokoll mit möglichst niedriger Strahlendosis (ALARA-Prinzip) verwendet werden.

Skandinavische Leitlinie und nationale Daten

Die Skandinavische Neurotraumakommission (Scandinavian Neurotrauma Committee, SNC) veröffentlichte 2016 eine nationale Leitlinie zum Management minimaler, leichter und mittelschwerer Hirnverletzungen bei Kindern, die an die nordische Versorgungsstruktur angepasst werden sollte. Die SNC-Leitlinie hat in einer australasiatischen externen Validierung eine vergleichbare Leistung wie PECARN hinsichtlich der Sensitivität für ciTBI (97,8 %) und Neurochirurgie (100 %) gezeigt, mit etwas höherer Spezifität [3].

Eine schwedische nationale Querschnittserhebung 2020-2021 zeigte, dass 76 % der Notaufnahmen des Landes eine etablierte lokale Leitlinie für Kinder mit traumatischer Hirnverletzung hatten und dass die SNC-Leitlinie die häufigste war (an 55 % der Krankenhäuser verwendet). PECARN wurde lokal als Modifikation oder in Kombination mit anderen Leitlinien verwendet. Die Erhebung zeigte ferner, dass Kinder mit Schädeltrauma in Schweden überwiegend von Nichtspezialisten (84 %) und in nichtpädiatrischen Fachrichtungen (75 %) beurteilt werden, was dafür spricht, dass eine strukturierte Entscheidungsregel in einem solchen Umfeld besonders wertvoll ist [5].

Quellen

1. Kuppermann N, Holmes JF, Dayan PS et al. Identification of children at very low risk of clinically-important brain injuries after head trauma: a prospective cohort study. Lancet 2009;374(9696):1160-70. PMID: 19758692
2. Lorton F, Poullaouec C, Legallais E et al. Validation of the PECARN clinical decision rule for children with minor head trauma: a French multicenter prospective study. Scand J Trauma Resusc Emerg Med 2016;24:98. PMID: 27488722
3. Undén J, Dalziel SR, Borland ML et al. External validation of the Scandinavian guidelines for management of minimal, mild and moderate head injuries in children. BMC Med 2018;16:176. PMID: 30309392
4. Kwon BS, Song HJ, Lee JH. External validation and comparison of the Pediatric Emergency Care Applied Research Network and Canadian Assessment of Tomography for Childhood Head Injury 2 clinical decision rules in children with minor blunt head trauma. Clin Exp Emerg Med 2021;8(3):182-191. PMID: 34649406
5. Wickbom F, Persson L, Olivecrona Z et al. Management of paediatric traumatic brain injury in Sweden: a national cross-sectional survey. Scand J Trauma Resusc Emerg Med 2022;30:35. PMID: 35551626