Stanford Sleepiness Scale (SSS)

Klinischer Hintergrund

Die Stanford Sleepiness Scale (SSS) wurde entwickelt, um ein quantitatives Maß für die subjektive Schläfrigkeit zu einem gegebenen Zeitpunkt zu liefern, im Gegensatz zu Instrumenten, die die habituelle oder chronische Tagesschläfrigkeit messen. Der Bedarf entstand in der Schlafforschung der 1970er Jahre, in der ein einfaches, selbst auszufüllendes und zeitpunktbezogenes Instrument fehlte, um die Schwankungen des Wachheitsgrades im Tagesverlauf, vor und nach Interventionen oder während Arbeitsschichten mit Risiko eines Schlafdefizits zu verfolgen. Die Entscheidung, der das Instrument dient, ist keine diagnostische, sondern eine Überwachungsentscheidung: Ist die Patientin oder der Patient bzw. die Bedienperson ausreichend wach, um gerade jetzt sicher zu funktionieren, und wie verändert sich die Wachheit im Zeitverlauf?

Berechnung der Stanford Sleepiness Scale

Die SSS ist eine selbst eingeschätzte Ordinalskala mit sieben Stufen, bei der die Patientin oder der Patient die Beschreibung wählt, die dem aktuellen Zustand am besten entspricht:

$$\text{SSS} = n, \quad n \in {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}$$

Dabei entspricht $n = 1$ voller Wachheit („Ich fühle mich aktiv, vital, aufmerksam und munter“) und $n = 7$ dem herannahenden Schlaf („Ich kämpfe nicht mehr gegen den Schlaf an, Einschlafen steht unmittelbar bevor; traumähnliche Gedanken“). Die Einschätzung bezieht sich auf den Zustand zum Zeitpunkt der Einschätzung, nicht auf ein durchschnittliches Niveau über Tage oder Wochen.

Das Instrument wurde 1973 von Hoddes und Mitarbeitern an der Stanford University entwickelt [1]. Die Originalarbeit zielte darauf ab, Schläfrigkeit als messbares, zustandsgebundenes Phänomen zu operationalisieren, im Gegensatz zu früheren Methoden, die sich auf die Struktur des Schlafs statt auf das subjektive Erleben der wachen Person konzentrierten. Die Herleitungskohorte bestand aus gesunden Versuchspersonen im Labor, und das modellierte Ergebnis war der Grad der subjektiven Wachheit während Wachperioden unterschiedlicher Länge und zu verschiedenen Tageszeiten.

Interpretation in der Praxis

Die SSS liefert eine Momentaufnahme und sollte auch als solche interpretiert werden: als Punktmessung. Eine einzelne Einschätzung sagt, ob die Patientin oder der Patient gerade jetzt aufmerksam ist, aber nicht, ob dies in einer Stunde noch der Fall ist. Um die Variation über die Zeit zu erfassen, insbesondere bei Schichtarbeit oder Schlafentzug, sollte die Einschätzung in regelmäßigen Abständen wiederholt werden.

Die Stufen 1 bis 3 bilden den aufmerksamen Bereich. Ab Stufe 4 liegt eine verminderte Wachheit vor, bei der die Leistung in objektiven Wachheitstests wie der Psychomotor Vigilance Task (PVT) tendenziell nachlässt [2, 3].

Validierung und Leistungsfähigkeit

Die SSS wurde in klinischen Kohorten keiner klassischen externen Validierung mit C-Statistik oder Kalibrierungsanalyse unterzogen, was widerspiegelt, dass das Instrument ein Zustandsmaß und kein Risikoprädiktionsmodell ist. Ihre psychometrischen Eigenschaften wurden stattdessen über den Zusammenhang mit objektiven Wachheitsmaßen und die Empfindlichkeit gegenüber experimentell induziertem Schlafentzug evaluiert.

Herscovitch und Broughton untersuchten 1981 die Empfindlichkeit der SSS gegenüber kumulativem partiellem Schlafentzug bei sieben gesunden Versuchspersonen [2]. Nach fünf Nächten mit 40 Prozent Schlafreduktion (im Mittel 4,6 Stunden pro Nacht) stieg die SSS signifikant an, die Skala war also empfindlich für Aufmerksamkeitsdefizite. Eine wichtige Einschränkung zeigte sich jedoch: Die SSS sagte die individuelle Leistungsfähigkeit in objektiven Tests (Auditory Vigilance Task und kurze Leistungstests) im Allgemeinen nicht voraus. Die Schlussfolgerung lautete, dass die SSS Leistungsmaße in Studien zu chronischem Schlafmangel nicht ersetzen kann, sondern am besten als komplementärer subjektiver Index funktioniert.

In einer simulierten Schichtarbeitsstudie mit 19 gesunden Teilnehmenden wurde die SSS zu sechs Zeitpunkten über sieben Tage parallel zur PVT eingesetzt [3]. Die SSS wurde in diesem Kontext als Instrument beschrieben, das die Leistung in Reaktions- und Wachheitstests vorhersagen kann, und die Skala wurde erfolgreich eingesetzt, um die Wachheitsschwankungen über Nachtschichten und Erholungsphasen zu dokumentieren.

Eine randomisierte Crossover-Studie mit 32 Angehörigen der niederländischen Luftwaffe verglich Modafinil 200 mg, Koffein 300 mg und Placebo nach etwa 17 Stunden Wachzeit [4]. Die SSS wurde als subjektives Maß zusammen mit der PVT und dem Vigilance and Tracking Test verwendet. Sowohl Modafinil als auch Koffein bewirkten im Vergleich zu Placebo signifikante Verbesserungen auf der SSS. Modafinil hatte acht Stunden nach der Einnahme einen signifikant besseren Effekt auf die SSS als Koffein, im Einklang mit der längeren Halbwertszeit von Modafinil. Die Studie zeigt, dass die SSS empfindlich genug ist, um pharmakologische Effekte auf die Wachheit auf Gruppenebene nachzuweisen.

In einer Querschnittsstudie mit 198 Seeleuten auf 18 Containerschiffen wurde die SSS in einem Vorher-Nachher-Design über die Arbeitsschicht eingesetzt [5]. Beobachtet wurde ein messbarer Anstieg der SSS im Verlauf der Schicht, besonders beim wachhabenden Personal. Hier wurde die SSS der Epworth Sleepiness Scale (ESS) gegenübergestellt, die die chronische Tagesschläfrigkeit misst und die in derselben Studie zeigte, dass 35 Prozent der Seeleute unabhängig von der Schicht unter Tagesschläfrigkeit litten. Die SSS erfasste die momentane Verschlechterung während der Schicht, was die ESS nicht erfassen sollte.

Ein umfassendes Umbrella-Review der Instrumente zur Messung von Schläfrigkeit identifizierte 99 Instrumente und ordnete die SSS unter den sechs am häufigsten zitierten ein, neben der ESS, dem Multiple Sleep Latency Test, dem Maintenance of Wakefulness Test, der Karolinska Sleepiness Scale und der PVT [6].

Einschränkungen

Die SSS misst den Zustand, nicht die Eigenschaft. Dies ist die zentrale Einschränkung und die häufigste Quelle von Fehlinterpretationen. Ein Patient mit Narkolepsie kann die SSS zu einem gegebenen Zeitpunkt mit 2 einschätzen und dennoch eine schwere chronische Schläfrigkeit haben. Umgekehrt kann eine ausgeruhte Person nach einer langen Nacht die SSS mit 5 einschätzen, ohne eine Schlafstörung zu haben. Die Skala sollte daher nicht als diagnostisches Instrument für Schlafstörungen verwendet werden und keinesfalls als alleinige Grundlage dafür, eine Abklärung zu beginnen oder zu beenden.

Die SSS sagt die individuelle Leistungsfähigkeit bei Schlafentzug nicht zuverlässig voraus [2]. Gruppenzusammenhänge mit objektiven Maßen wie der PVT sind dokumentiert, auf individueller Ebene ist die Streuung jedoch groß. Eine Person, die die SSS mit 3 einschätzt, kann eine deutlich verminderte Reaktionsfähigkeit haben, und eine Person, die die SSS mit 5 einschätzt, kann in einem strukturierten Test dennoch adäquat abschneiden. Deshalb sollte die SSS nicht als alleiniges Kriterium für die Beurteilung der Arbeitsfähigkeit in sicherheitskritischen Berufen verwendet werden.

Die Skala ist zudem subjektiv und setzt voraus, dass die Person ihre Wachheit wahrheitsgemäß einschätzen kann und will. Bei Verdacht auf Schläfrigkeit bei einer Bedienperson in sicherheitskritischer Arbeit sollte die subjektive Einschätzung durch objektive Tests ergänzt werden, etwa die PVT oder die Pupillometrie.

Die SSS sollte nicht mit der ESS verwechselt werden. Die ESS misst die durchschnittliche Einschlafneigung in acht Alltagssituationen und liefert ein Maß für die chronische Tagesschläfrigkeit. Die SSS misst, wie schläfrig die Person gerade jetzt ist. Die beiden Instrumente beantworten unterschiedliche Fragen und sind nicht austauschbar [5, 7].

Quellen

1. Hoddes E, Zarcone V, Smythe H et al. Quantification of sleepiness: a new approach. Psychophysiology 1973. PMID: 4719486
2. Herscovitch J, Broughton R. Sensitivity of the Stanford Sleepiness Scale to the effects of cumulative partial sleep deprivation and recovery oversleeping. Sleep 1981. PMID: 7232973
3. Chandrakumar D, Dorrian J, Banks S et al. The relationship between alertness and spatial attention under simulated shiftwork. Scientific Reports 2020. PMID: 32917940
4. Wingelaar-Jagt YQ, Bottenheft C, Riedel WJ et al. Effects of modafinil and caffeine on night-time vigilance of air force crewmembers: a randomized controlled trial. Journal of Psychopharmacology 2023. PMID: 36515156
5. Oldenburg M, Jensen HJ. Sleepiness of day workers and watchkeepers on board at high seas: a cross-sectional study. BMJ Open 2019. PMID: 31292180
6. Martin VP, Lopez R, Dauvilliers Y et al. Sleepiness in adults: an umbrella review of a complex construct. Sleep Medicine Reviews 2023. PMID: 36455433
7. Bailes S, Libman E, Baltzan M et al. Brief and distinct empirical sleepiness and fatigue scales. Journal of Psychosomatic Research 2006. PMID: 16731235