Altersadjustierter Schockindex bei Kindern (SIPA)

Klinischer Hintergrund

Bei einer Traumaalarmierung ist die frühe Identifikation von Kindern mit schwerer Verletzung zentral für die Ressourcenzuteilung und Priorisierung. Der Schockindex (SI) bei Erwachsenen, Herzfrequenz geteilt durch systolischen Blutdruck, hat den Schwellenwert >0,9, doch die normalen Vitalparameter variieren bei Kindern stark mit dem Alter. Ein sechsjähriges Kind hat normalerweise eine höhere Herzfrequenz und einen niedrigeren Blutdruck als ein sechzehnjähriges, weshalb ein gemeinsamer Erwachsenenschwellenwert ungeeignet ist. Der altersadaptierte Schockindex für Kinder (Shock Index, Pediatric Age-Adjusted, SIPA) wurde entwickelt, um dies zu beheben und altersspezifische Grenzen zu liefern, die schwer verletzte von weniger schwer verletzten Kindern besser trennen [1].

Berechnung des SIPA

$$\text{SIPA} = \frac{\text{Herzfrequenz}}{\text{systolischer Blutdruck}}$$

Der Wert gilt als auffällig, wenn er die Altersgrenze überschreitet:

Die Schwellenwerte wurden aus altersbasierten Normgrenzen für Herzfrequenz und systolischen Blutdruck hergeleitet, wobei die obere Normgrenze der Herzfrequenz durch die untere Normgrenze des systolischen Blutdrucks der jeweiligen Altersgruppe geteilt wurde [1]. Die Derivationskohorte bestand aus 543 Kindern im Alter von 4 bis 16 Jahren mit stumpfem Trauma und einem Injury Severity Score (ISS) über 15, die zwischen 2007 und 2013 an zwei Traumazentren in Colorado aufgenommen wurden [1]. Die modellierten Endpunkte waren schwere Verletzung (ISS>30), Transfusionsbedarf innerhalb von 24 Stunden, Leber- oder Milzverletzung Grad III mit Bluttransfusionsbedarf sowie Krankenhausmortalität [1]. Nordin et al. erweiterten die Schwellenwerte später auf das Alter von 1 bis 3 Jahren mit einer Grenze von >1,2 und validierten den SIPA auch für penetrierendes Trauma [3].

Interpretation in der Praxis

Ein erhöhter SIPA bei Ankunft in der Notaufnahme weist nicht für sich genommen auf eine bestimmte Diagnose hin, sondern markiert eine Gruppe, in der die Wahrscheinlichkeit für schwere Verletzung, Transfusionsbedarf und Mortalität höher ist als bei Kindern mit Werten unterhalb des Schwellenwerts. Bei Kindern, die bei der Vorstellung oberhalb des Schwellenwerts liegen, sollten eine Traumaalarmierung auf höherer Stufe, eine frühe Bluttransfusion und die aktive Suche nach einer intraabdominellen Verletzung erwogen werden [1]. Ein normaler SIPA-Wert hat dagegen einen hohen negativen prädiktiven Wert: In der militärischen Validierungskohorte lag der NPV bei >0,87 sowohl für Massentransfusion als auch für Tod in sämtlichen Altersgruppen [2]. Das bedeutet, dass sich ein normaler Wert besser zum Ausschluss einer schweren Verletzung eignet, als ein erhöhter Wert sie bestätigen kann.

Bei nichttraumatischen Patienten, die aus der Notaufnahme auf eine Intensivstation aufgenommen wurden, war der bei Ankunft gemessene SIPA-Wert nicht signifikant mit der Mortalität assoziiert, während ein 24 Stunden nach Aufnahme auf die Intensivstation fortbestehender auffälliger Wert Tod, Bedarf an mechanischer Beatmung und inotroper Unterstützung stark vorhersagte [5]. Dies deutet darauf hin, dass ein einzelner Messwert bei Ankunft weniger aussagekräftig ist als der Verlauf während des ersten Tages und dass ein persistierend erhöhter SIPA Anlass zu erhöhter Aufmerksamkeit geben sollte.

Validierung und Leistungsfähigkeit

In der ursprünglichen Derivationskohorte wurden 50 Prozent der Kinder mit dem unadjustierten SI-Schwellenwert >0,9 als erhöht eingestuft, aber nur 28 Prozent mit dem SIPA, was den Anteil fälschlich als auffällig eingestufter Kinder verringerte, ohne dass die Treffsicherheit schlechter wurde [1]. Der SIPA identifizierte einen höheren Anteil der Kinder mit ISS>30 (37 Prozent gegenüber 26 Prozent), Transfusionsbedarf innerhalb von 24 Stunden (27 gegenüber 20 Prozent) und Mortalität (11 gegenüber 7 Prozent) [1].

Nordin et al. validierten den SIPA anhand des Pediatric Trauma Quality Improvement Program (TQIP) mit 22.344 Patienten mit stumpfem und 613 mit penetrierendem Trauma im Alter von 1 bis 16 Jahren und fanden, dass der SIPA dem unadjustierten SI für die Vorhersage von Transfusionsbedarf, schwerer Verletzung, Intensivaufenthalt, Beatmungsbedarf und Mortalität sowohl bei stumpfem als auch bei penetrierendem Trauma signifikant überlegen war [3].

In einer großen externen Validierung anhand der National Trauma Data Bank (NTDB) mit 64.316 Kindern im Validierungssample betrug die Sensitivität des SIPA 37,4 Prozent und die Spezifität 87,8 Prozent für ein Major-Trauma nach den STAT-Kriterien [4]. Die AUROC lag für den SIPA bei 0,58 (95-%-KI 0,57 bis 0,59) und damit niedriger als sowohl für den PSI (0,62) als auch für empirisch hergeleitete Schwellenwerte (0,62) [4]. Die Autoren schlossen daraus, dass der Schockindex allein eine begrenzte Rolle bei der Identifikation eines Major-Traumas bei Kindern spielt, stellten aber einen mäßigen Sensitivitätsgewinn mit altersadjustierten Schwellenwerten im Vergleich zum unadjustierten SI fest [4].

In einer militärischen Validierungskohorte aus dem Irak und Afghanistan mit 3.145 Kindern mit dokumentierten Vitalparametern zeigte der SIPA eine mäßige Leistung [2]. Die Sensitivität für Massentransfusion variierte zwischen 0,63 und 0,80 und die Spezifität zwischen 0,35 und 0,62 über die Altersgruppen [2]. Für den Tod lag die Sensitivität bei 0,64 bis 0,75 und die Spezifität bei 0,34 bis 0,59 [2]. Die Autoren konnten die ursprünglichen Befunde nicht reproduzieren und führten den Unterschied darauf zurück, dass das Verletzungsmuster in Kampfumgebungen von Penetration und Explosionen statt von stumpfem Trauma dominiert wird [2].

Einschränkungen

Der SIPA wurde für das stumpfe Trauma bei Kindern im Alter von 4 bis 16 Jahren entwickelt und primär dafür validiert [1]. Nordin et al. erweiterten die Anwendung auf penetrierendes Trauma und das Alter von 1 bis 3 Jahren [3], doch der Schwellenwert für Kinder unter 4 Jahren beruht auf einer Berechnung aus Normwerten und nicht auf einer hergeleiteten Leistungsfähigkeit. Der Rechner deckt das Alter von 1 bis 18 Jahren ab, doch die Schwellenwerte für die Altersgruppen von 1 bis 3 und von 17 bis 18 Jahren sind in der Derivationsstudie nicht explizit definiert und beruhen auf Extrapolation.

Die Sensitivität ist mäßig. In der größten externen Validierung identifizierte der SIPA nur etwa 37 Prozent der Kinder mit Major-Trauma [4]. Ein normaler SIPA-Wert schließt daher eine schwere Verletzung nicht aus, insbesondere nicht bei intrakranieller Verletzung oder komplizierter Extremitätenverletzung, bei denen die Hämodynamik anfangs normal sein kann. Der Rechner sollte nicht als alleiniges Triage-Instrument verwendet werden, sondern als Ergänzung zur klinischen Beurteilung und Anamnese.

In Kampfumgebungen schnitt der SIPA schlechter ab als in zivilen Kohorten, mit begrenzter Diskrimination sowohl für Transfusion als auch für Tod [2]. Die Ursache ist wahrscheinlich der höhere Anteil penetrierender Verletzungen und Explosionsverletzungen mit anderer physiologischer Wirkung als beim stumpfen Trauma [2].

Bei nichttraumatischen Patienten liefert der SIPA bei Ankunft nur begrenzte prognostische Information, während der Verlauf über die Zeit auf der Intensivstation aussagekräftiger ist [5]. Der SIPA sollte bei Kindern mit schwerer Grunderkrankung vorsichtig eingesetzt werden, bei denen normale vitale Kompensationsmechanismen unabhängig von einem Trauma gestört sein können [5].

Quellen

1. Acker SN, Ross JT, Partrick DA, Tong S, Bensard DD. Pediatric specific shock index accurately identifies severely injured children. J Pediatr Surg 2015;50(2):331-4. PMID: 25638631
2. Cuenca CM, Borgman MA, April MD, Fisher AD, Schauer SG. Validation of the age-adjusted shock index for pediatric casualties in Iraq and Afghanistan. Mil Med Res 2020;7:33. PMID: 32616047
3. Nordin A, Coleman A, Shi J, Wheeler K, Xiang H, Acker S, Bensard D, Kenney B. Validation of the age-adjusted shock index using pediatric trauma quality improvement program data. J Pediatr Surg 2017. PMID: 29108845
4. Ramgopal S, Gorski JK, Chaudhari PP, Spurrier RG, Horvat CM, Macy ML, Cash RE, Stey AM, Martin-Gill C. Establishing thresholds for shock index in children to identify major trauma. Injury 2025;56(1). PMID: 39198074
5. Huang KC, Yang Y, Li CJ, Cheng FJ, Huang YH, Chuang PC, Chiu IM. Shock Index, Pediatric Age-Adjusted Predicts Morbidity and Mortality in Children Admitted to the Intensive Care Unit. Front Pediatr 2021;9:727466. PMID: 34650944