Pittsburgh-Knieregeln

Klinischer Hintergrund

Die Pittsburgh Knee Rules (Pittsburgh Decision Rule) wurden entwickelt, um zu entscheiden, welche Patienten mit akuter Knieverletzung tatsächlich eine Röntgenaufnahme benötigen und bei welchen darauf verzichtet werden kann, ohne dass eine Fraktur übersehen wird. Das Problem ist bekannt: Nur etwa 5 % aller in Notaufnahmen angefertigten Knieröntgenaufnahmen zeigen eine Fraktur, während 86 % der vorhandenen Frakturen bei stumpfem Trauma oder Sturz entstehen [5]. Ohne Entscheidungsregel ist die Röntgenfrequenz hoch und die Treffsicherheit niedrig, zumal die klinische Untersuchung allein eine Fraktur nur schlecht ausschließen kann. Die Regel ist so konstruiert, dass sie eine hohe Sensitivität hat, das heißt, dass nahezu alle Frakturen erfasst werden, bei akzeptabler Spezifität, um die Zahl unnötiger Untersuchungen zu verringern.

Berechnung der Pittsburgh Knee Rules

Die Regel beruht auf drei Variablen: Verletzungsmechanismus, Alter und Gehfähigkeit. Eine Indikation für die Knieröntgenaufnahme besteht, wenn der Verletzungsmechanismus ein stumpfes Trauma oder ein Sturz ist und mindestens eines der folgenden Kriterien erfüllt ist:

$$\text{Röntgen indiziert} = \text{Mechanismus (stumpfes Trauma oder Sturz)} \times \left( \text{Alter} < 12 \text{ oder } \text{Alter} > 50 \right) \lor \left( \text{Kann keine 4 Schritte mit Belastung gehen} \right)$$

Die drei Variablen sind:

• Mechanismus: stumpfes Trauma oder Sturz (Ja/Nein). Ist der Mechanismus ein anderer, beispielsweise ein Drehtrauma ohne Sturz, ist die Regel nicht anwendbar und liefert keine Indikation für eine Röntgenaufnahme.
• Alter in Jahren. Die Altersgrenzen < 12 Jahre und > 50 Jahre sind einschließend, das heißt, Patienten im Alter von 12, 13, ..., 50 Jahren fallen nicht unter das Alterskriterium.
• Kann in der Notaufnahme keine 4 Schritte mit Belastung gehen (Ja/Nein). Dies wird unmittelbar bei Anamnese und klinischer Untersuchung beurteilt, nicht nachträglich.

Die Ableitungsstudie wurde in zwei Phasen am Mercy Hospital of Pittsburgh durchgeführt [1]. Phase I war eine retrospektive Aktenauswertung von 201 konsekutiven Patienten, die in einem Zeitraum von 10 Monaten in der Notaufnahme eine Knieröntgenaufnahme erhalten hatten. Mittels logistischer Regression wurden 11 klinische Indikatoren analysiert, um diejenigen zu identifizieren, die eine Fraktur am besten vorhersagten. Phase II war eine prospektive Validierung an 133 konsekutiven Patienten mit Knieverletzungen, bei denen unabhängig von der Regel alle geröntgt wurden. In der prospektiven Kohorte zeigte die Regel eine Sensitivität von 100 % und eine Spezifität von 79 % bei einer Fehlklassifikationsrate von 20 %. Die Zahl der Röntgenuntersuchungen könnte bei Befolgung der Regel um 78 % verringert werden [1].

Interpretation in der Praxis

Die Regel liefert eine binäre Entscheidung: Röntgen oder kein Röntgen. Es gibt keine Risikobereiche oder Abstufungen. Die Anwendung ist unmittelbar:

Wichtig ist, dass die Regel ausschließlich dem Ausschluss einer Fraktur dient. Sie sagt nichts über Weichteilverletzungen, Meniskusläsionen oder Bandverletzungen aus, die unabhängig vom Röntgenbefund eine weitere Abklärung erfordern können.

Validierung und Leistungsfähigkeit

Die umfassendste externe Validierung der Pittsburgh Knee Rules erfolgte als prospektive, verblindete Multicenterstudie an drei US-amerikanischen Notaufnahmen [2]. Insgesamt wurden 934 Patienten mit Knieschmerzen eingeschlossen, die eine Röntgenaufnahme erforderten. Bei den 745 Patienten, bei denen die Pittsburgh-Regel angewendet werden konnte, lagen 91 Frakturen vor (12,2 %). Die Regel übersah eine Fraktur, was eine Sensitivität von 99 % (95-%-KI 94 bis 100 %) und eine Spezifität von 60 % (95-%-KI 56 bis 64 %) ergab [2]. In derselben Studie wurde die Pittsburgh-Regel mit der Ottawa Knee Rule verglichen, die eine Sensitivität von 97 % (95-%-KI 90 bis 99 %), aber eine deutlich niedrigere Spezifität von 27 % (95-%-KI 23 bis 30 %) hatte. Die Pittsburgh-Regel war also spezifischer, ohne Verlust an Sensitivität [2].

Eine spätere niederländische Studie von 2013 verglich beide Regeln hinsichtlich diagnostischer Genauigkeit und Interrater-Reproduzierbarkeit bei erwachsenen Patienten (18 Jahre und älter) mit isolierten Knieverletzungen [3]. Die Studie umfasste 90 Verletzungen, von denen 7 Frakturen waren (7,8 %). Beide Regeln zeigten dieselbe Sensitivität von 0,86 (95-%-KI 0,57 bis 0,96), die Pittsburgh-Regel war jedoch signifikant spezifischer (0,51; 95-%-KI 0,44 bis 0,59) als die Ottawa-Regel (0,27; 95-%-KI 0,21 bis 0,35), P = 0,002. Die Interrater-Übereinstimmung war für die Pittsburgh-Regel höher (κ = 0,71; 95-%-KI 0,57 bis 0,86) als für die Ottawa-Regel (κ = 0,51; 95-%-KI 0,32 bis 0,71) [3].

Eine Studie von 2006 untersuchte, ob die Pittsburgh-Regel anstelle von Ärzten auch von Pflegekräften im Triage-Bereich angewendet werden kann [4]. Insgesamt wurden 152 Patienten mit 13 Frakturen (8,6 %) eingeschlossen. Die Übereinstimmung zwischen Pflegekräften und Ärzten war hoch (insgesamt κ = 0,83). Die Sensitivität betrug jedoch sowohl für Ärzte als auch für Pflegekräfte nur 77 %, und 4 von 13 Frakturen wären übersehen worden [4]. Dies ist ein deutlich schlechteres Ergebnis als in früheren Validierungen und zeigt, dass die Leistung der Regel zwischen Populationen und Studienumgebungen variiert.

Einschränkungen

Die Pittsburgh Knee Rules gelten nur bei stumpfem Trauma oder Sturz als Verletzungsmechanismus. Bei Drehverletzungen, penetrierendem Trauma oder pathologischen Frakturen ist die Regel nicht anwendbar und darf nicht herangezogen werden, um auf eine Röntgenaufnahme zu verzichten.

Die Sensitivität variiert zwischen den Studien erheblich, von 99 % in der Multicenterstudie [2] bis 77 % in der Triage-Studie [4]. Die niedrigere Sensitivität in einzelnen Kohorten lässt sich teilweise durch kleine Frakturzahlen, unterschiedliche Patientenpopulationen und Unterschiede in der klinischen Beurteilung der Variablen erklären. Die Regel ist nicht zuverlässig genug, um bei Patienten mit hohem klinischem Frakturverdacht als alleiniges Kriterium zu dienen, unabhängig vom Ergebnis.

Die Regel berücksichtigt weder lokalen Druckschmerz noch Hämarthros oder Fehlstellung, also Variablen, die in die Ottawa Knee Rule eingehen und von Klinikern häufig unabhängig von der formalen Regel einbezogen werden. Ein Patient, der 4 Schritte mit Belastung gehen kann, aber einen ausgeprägten punktuellen Druckschmerz über dem Fibulaköpfchen oder der Patella hat, kann eine Fraktur haben, die von der Regel nicht erfasst wird.

Die Pittsburgh Knee Rules haben in der klinischen Praxis nicht dieselbe Verbreitung gefunden wie die Ottawa Knee Rule, und in vielen Leitlinien und Implementierungsstudien wird letztere bevorzugt. Die ACR Appropriateness Criteria für das akute Kniegelenktrauma nennen klinische Entscheidungsregeln allgemein als Instrument zur Verringerung unnötiger Röntgenaufnahmen, spezifizieren aber nicht die Pittsburgh-Regel [5].

Quellen

1. Seaberg DC, Jackson R. Clinical decision rule for knee radiographs. Am J Emerg Med. 1994;12(5):541-3. PMID: 8060409
2. Seaberg DC, Yealy DM, Lukens T et al. Multicenter comparison of two clinical decision rules for the use of radiography in acute, high-risk knee injuries. Ann Emerg Med. 1998;32(1):8-13. PMID: 9656942
3. Cheung TC, Tank Y, Breederveld RS et al. Diagnostic accuracy and reproducibility of the Ottawa Knee Rule vs the Pittsburgh Decision Rule. Am J Emerg Med. 2013;31(4):641-5. PMID: 23399332
4. Simon LV, Matteucci MJ, Tanen DA et al. The Pittsburgh Decision Rule: triage nurse versus physician utilization in the emergency department. J Emerg Med. 2006;31(3):247-50. PMID: 16982354
5. Tuite MJ, Kransdorf MJ, Beaman FD et al. ACR Appropriateness Criteria Acute Trauma to the Knee. J Am Coll Radiol. 2015;12(11):1164-72. PMID: 26541130