Injury Severity Score (ISS)

Klinischer Hintergrund

Der Injury Severity Score (ISS) ist die am weitesten verbreitete anatomische Verletzungsskala in der Traumaversorgung und bildet das Rückgrat von Traumaregistern weltweit. Der Score dient drei Zwecken: der Quantifizierung der gesamten Verletzungslast in der Traumatriage, dem Vergleich von Behandlungsergebnissen zwischen Traumazentren (Benchmarking) und der Risikoadjustierung in der Forschung. In den USA ist der ISS zudem eine Voraussetzung für die Level-I-Verifizierung durch das American College of Surgeons Committee on Trauma [3].

Die Entscheidung, die das Instrument unterstützt, betrifft in erster Linie die Klassifikation des Verletzungsschweregrads und nicht die Echtzeitbeurteilung bei Aufnahme. Der ISS kann nicht am Schockraumbett berechnet werden, da zunächst jede Verletzung gemäß der Abbreviated Injury Scale (AIS) kodiert werden muss, einem administrativen Kodierungssystem, das üblicherweise nachträglich von geschulten Traumaregister-Kodierern bearbeitet wird [3]. Dies ist eine zentrale Einschränkung, die den ISS von physiologischen Traumascores unterscheidet, die sofort berechnet werden können.

Berechnung des Injury Severity Score, ISS

Der Körper wird in sechs Regionen eingeteilt: Kopf/Hals, Gesicht, Thorax, Abdomen/Becken, Extremitäten/Beckenring und äußere Verletzungen/Haut. Für jede Region wird der AIS-Grad (0 bis 6) der jeweils schwersten Einzelverletzung erfasst. Der ISS wird als Summe der Quadrate der drei höchsten AIS-Werte aus drei verschiedenen Regionen berechnet:

$$\text{ISS} = \sum_{i=1}^{3} \text{AIS}_{\text{max},i}^{2}$$

wobei $\text{AIS}_{\text{max},i}$ der höchste AIS-Wert in der $i$-ten am schwersten verletzten Region ist. Der theoretische Wertebereich beträgt 1 bis 75. Weist eine einzelne Verletzung AIS 6 auf (maximal, im Prinzip nicht überlebbar), wird der ISS per Konvention unabhängig von den übrigen Verletzungen auf 75 gesetzt.

Die Ableitungskohorte bestand aus 2128 Personen, die bei Autounfällen in Maryland verletzt worden waren, und wurde 1974 von Baker et al. beschrieben [1]. Der Endpunkt war die Mortalität. Die Kohorte war somit auf stumpfes Trauma durch einen einzigen Verletzungsmechanismus in einer einzigen Region beschränkt, was bei der Anwendung des Scores auf gemischte Traumapopulationen fünfzig Jahre später zu berücksichtigen ist.

Interpretation in der Praxis

Der ISS wird nicht als alleiniges Entscheidungsinstrument in der akuten Triage eingesetzt, sondern als Klassifikations- und Benchmarking-Instrument. Die konventionellen Grenzwerte sind in der Traumaliteratur etabliert und finden sich regelmäßig in Registerauswertungen [4]:

Der Schwellenwert ISS ≥16 wird international als Definition des Schwerverletzten verwendet und ist häufig Bestandteil der Einschlusskriterien von Traumaregistern [4,5]. Ab ISS ≥25 steigt die Mortalität deutlich an, und in dieser Gruppe hat der ISS eine schlechtere Diskrimination gezeigt als Alternativen wie der NISS (siehe unten) [4].

Validierung und Performance

Ein systematischer Review aus dem Jahr 2012 identifizierte 64 Studien mit 157 AUROC-Werten für ISS, NISS, TRISS und ICISS [2]. Der ISS war das am häufigsten untersuchte Instrument (48 AUROC-Werte). Die Qualität der Studien war insgesamt gering (Median 5 von 8 Punkten auf einer Qualitätsbewertungsskala), und weniger als die Hälfte gab an, welche AIS-Version verwendet wurde. Die rohe Mortalität variierte zwischen den Studien von 1 bis 38 Prozent, was große Unterschiede in den Studienpopulationen und Datenbankquellen widerspiegelt. Eine Metaanalyse konnte aufgrund der Heterogenität nicht durchgeführt werden.

In einer chinesischen multizentrischen Studie mit 1825 Patientinnen und Patienten mit stumpfem Trauma (Mortalität 11,8 Prozent) betrug die AUC des ISS für die Mortalität 0,886 [4]. Der NISS erzielte in der Gesamtkohorte ein gleichwertiges Ergebnis (AUC 0,887, p = 0,91), in der Subgruppe ISS ≥25 war der NISS jedoch signifikant überlegen (AUC 0,733 vs. 0,708, p < 0,05). Auch die Kalibrierung (Hosmer-Lemeshow) war in dieser Subgruppe für den NISS besser. Für den Intensivaufenthalt und einen verlängerten Intensivaufenthalt war der NISS in der Gesamtkohorte signifikant besser als der ISS.

In einer externen Validierung an einem amerikanischen Level-I-Traumazentrum (3855 Erwachsene, Mortalität 3,1 Prozent) erreichte der ISS eine AUROC von 0,82 für die Krankenhausmortalität [3]. Ein Deep-Learning-Modell, das 176 ICD-10-kodierte Verletzungsmuster verwendete, erreichte eine vergleichbare Diskrimination (AUROC 0,83). Dies weist darauf hin, dass die Performance des ISS für die Mortalitätsprädiktion gut, aber nicht besser als die einfacherer, leichter verfügbarer Modelle ist.

In einer norwegischen Validierung von Überlebensprädiktionsmodellen (6348 Patientinnen und Patienten, Oslo University Hospital, ISS ≥10) wurde der ISS als anatomische Komponente in den Modellen TRISS und TARN verwendet [5]. Diese schnitten signifikant schlechter ab als das norwegische Modell NORMIT, das stattdessen den NISS als anatomische Komponente verwendet. NORMIT hatte eine höhere AUROC, eine bessere Kalibrierung und einen höheren skalierten Brier-Score. Die Autoren stellten fest, dass der NISS in ihrem Traumasystem eine bessere prädiktive Fähigkeit als der ISS aufwies, insbesondere bei multiplen Verletzungen innerhalb derselben Körperregion.

Einschränkungen

Der ISS hat mehrere bekannte strukturelle Schwächen:

Nur eine Verletzung pro Region wird gezählt. Hat ein Patient zwei schwere Verletzungen in derselben Region (beispielsweise zwei AIS-4-Verletzungen im Abdomen), trägt nur die höchste zum ISS bei. Dadurch wird die Verletzungslast bei multiplen Verletzungen in derselben Region systematisch unterschätzt, was besonders bei penetrierendem Trauma und bei schwerem stumpfem Trauma mit ISS ≥25 problematisch ist [4,5]. Der NISS, der die drei höchsten AIS-Werte unabhängig von der Region summiert, hat durchgehend eine gleichwertige oder bessere Performance gezeigt [2,4].

Nur drei Regionen tragen bei. Ein Patient mit bedeutenden Verletzungen in vier oder mehr Regionen erhält für seine gesamte Verletzungslast keine vollständige Berücksichtigung.

Nicht in Echtzeit anwendbar. Die AIS-Kodierung erfordert geschultes Personal und erfolgt retrospektiv, oft erst Wochen nach der Entlassung [3]. Der ISS kann daher keine akuten Entscheidungen bei Aufnahme leiten.

Die AIS-Version beeinflusst den Score. Beim Übergang von AIS 98 zu AIS 2005 Update 2008 wurde der Schweregrad mehrerer Verletzungen herabgestuft, sodass derselbe Patient je nach Kodierungsversion einen unterschiedlichen ISS erhalten kann [5]. Dies erschwert longitudinale Vergleiche und Querschnittsanalysen zwischen Registern, die unterschiedliche AIS-Versionen verwenden.

Einschränkungen der Ableitungskohorte. Baker et al. leiteten den ISS 1974 aus Autounfallopfern in Maryland ab [1]. Verletzungsmuster, Behandlungsergebnisse und Traumasysteme haben sich seitdem erheblich verändert. Die Mortalität für eine gegebene anatomische Verletzung ist heute niedriger, was AIS 2008 teilweise kompensiert, aber nicht beseitigt [5].

Keine physiologische Komponente. Der ISS beschreibt ausschließlich die anatomische Verletzungslast und berücksichtigt weder physiologische Beeinträchtigungen (Blutdruck, Bewusstseinsgrad, Atemfrequenz) noch Patientenfaktoren (Alter, Komorbidität). Für die risikoadjustierte Outcome-Prädiktion wird der ISS daher im TRISS mit physiologischen Scores kombiniert, doch auch der TRISS hat eine schlechtere Performance gezeigt als neuere Modelle, die Alter und Komorbidität detaillierter einbeziehen [5].

Quellen

1. Baker SP, O'Neill B, Haddon W Jr, Long WB. The injury severity score: a method for describing patients with multiple injuries and evaluating emergency care. J Trauma. 1974;14(3):187-96. PMID: 4814394
2. Tohira H, Jacobs I, Mountain D, Gibson N, Yeo A. Systematic review of predictive performance of injury severity scoring tools. Scand J Trauma Resusc Emerg Med. 2012;20:63. PMID: 22964071
3. Choi J, Vendrow EB, Moor M, Spain DA. Development and validation of a model to quantify injury severity in real time. JAMA Netw Open. 2023;6(10):e2336196. PMID: 37812422
4. Li H, Ma YF. New injury severity score (NISS) outperforms injury severity score (ISS) in the evaluation of severe blunt trauma patients. Chin J Traumatol. 2021;24(5):261-265. PMID: 33581981
5. Skaga NO, Eken T, Søvik S. Validating performance of TRISS, TARN and NORMIT survival prediction models in a Norwegian trauma population. Acta Anaesthesiol Scand. 2018;62(2):253-266. PMID: 29119562