Diagnose von Lungenkrankheiten

Im Folgenden sollen typische Schaubilder bestimmter Lungenkrankheiten vorgestellt werden. Diese Bilder sollen eine Einführung in die Materie bieten und erheben keinen Anspruch auf gesicherte Korrektheit. Beispielsweise sind kombinierte Krankheitsbilder aus den Kurven nicht immer aufgeschlüsselt zu erkennen, auch muss eine unauffällige Kurve eine Lungenkrankheit nicht grundsätzlich ausschließen. Eine Diffusionstestung oder eine Provokationstestung können weitere Aufschlüsse liefern, eine Ergospirometrie (bzw. Spiroergometrie) kann Krankheiten aufdecken, die in Ruhe nicht erkennbar sind.

Eine unauffällige Fluss-Volumen-Kurve zeigt im exspiratorischen Teil einen steilen Anstieg und danach einen relativ gleichmäßigen Abfall bis auf die Höhe der forcierten Vitalkapazität. Die Atemschleife ist steil und geschlossen und weißt keine Hysterese auf. Die TGV-Kurve hat einen Winkel von ca. 45°, was für ein unauffälliges TGV spricht.

Normale Fluss-Volumen-Kurve und Atemschleife

 

Fehler bei der Durchführung

Eine Spirometrie ist stark mitarbeitsabhängig, daher muss der Patient genau eingewiesen werden. Viele typische Fehler können in der Fluss-Volumen-Kurve erkannt werden.

Für eine korrekte Diagnose ist eine schnelle forcierte Ausatmung zwingend notwendig. Oft zögert der Patient hierbei. In der Kurve ist dann der Anstieg nicht gerade und der Peak ist nach rechts versetzt. Erhältliche Software deutet im Hintergrund wichtige Normwerte an, auch die ungefähre Stelle des höchsten zu erwarteten Flusses. Hustet der Patient ist die Ausatmung nicht geradlinig sondern deutlich gezackt. Führt die Ausatmung nicht kontinuierlich bis zur x-Achse, sondern wird zuvor abgebrochen, ist dies ein Zeichen, dass der Patient nicht motiviert und lange genug ausgeatmet hat.

Auch wenn die Physik der Bodyplethysmographie nicht allzu komplex erscheint ist die Realisierung dieser Technik schwierig und bedarf langjähriger Erfahrung. Eine normale Fluss-Volumen-Kurve und eine steilere Atemschleife und TGV-Kurve sind für keine Krankheit typisch. In diesem Fall ist eine Undichtigkeit der Kabine zu vermuten, also ein technischer Defekt des Bodyplethysmographen.

Sichtbare Ausführungsfehler in der Fluss-Volumen-Kurve

 

Obstruktion

Eine der häufigsten Lungenkrankheiten sind obstruktive Veränderungen. Sie können wie beim Asthma bronchiale angeboren und anfallartig sein. Oder wie bei der COPD chronisch und häufig durch Umweltgifte oder Rauchen erworben.

Ein typisches Zeichen einer Obstruktion ist ein verminderter Peakflow und ein stärker als normal abfallender Verlauf des Flusses in der Fluss-Volumen-Kurve. Der FEV1 ist dadurch ebenfalls deutlich erniedrigt. Da der FVC oft normal bzw. noch innerhalb der Toleranz von 80% der Norm liegt, ist auch der FEV1% in der Regel deutlich verkleinert.

Je nach Ausprägung der Obstruktion bzw. COPD ergeben sich unterschiedliche Kurvenverläufe, es können jedoch einige typische Veränderungen festgehalten werden. Die Atemschleife ist bei einer Obstruktion immer flacher als im physiologischen Fall. Dies liegt an einem erhöhtem Flusswiderstand, der von einem veringertem Durchmesser der Atemwege verursacht wird. Für gleichen Fluss muss der Körper größere Volumina durch Bewegung des Brustkorbs schaffen was zum typischen Kurvenverlauf führt. Häufig ist zudem eine Hysterese, verstärkt im expiratorischen Teil, zu erkennen, was Anzeichen eines beginnenden Emphysems sein kann.

Desweiteren ist bei der Munddruckverschlussmessung ein kleiner Winkel ersichtlich was bedeutet, dass das TGV offensichtlich erhöht ist. Diese TGV-Erhöhung ist eine mechanische Kompensation des Körpers gegenüber der Obstruktion. Durch Verlagerung der Atemmittellage wird durch Erweiterung des Querschnitts der Atemwege auch der Atemwiderstand wieder verringert, was die Obstruktion etwas abschwächt. Allerdings verläuft hierbei die Druck-Volumen-Kurve der Ventilation nicht mehr ideal, was inspiratorisch einen erhöhten Einsatz der Atemmuskulatur erfordert.

Es sei zudem erwähnt, dass bei einem akuten Asthma-Anfall sich die Diagnose-Ergebnisse Asthma bronchiale und COPD nur geringfügig unterscheiden. Eine genaue Differenzierung ist allerdings für eine korrekte Behandlung zwingend notwendig. Dieses Thema wird hier zu einem späteren Zeitpunkt und in einem weiteren Artikel noch genauer diskutiert werden.

Fluss-Volumen-Kurve und Atmenschleife Obstruktion

 

Emphysem

Die COPD bezeichnet einen Sammelgriff einer Gruppe von Krankheiten der Lunge. Neben der chronischen Bronchitis trägt hier vor allem das Lungenemphysem zur Pathophysiologie bei. Ein Lungenemphysem ist eine irreversible Überblähung der Alveolen. Hierbei ist Luft eingeschlossen welche nicht mehr zum Gasaustausch beitragen kann. Neben der COPD kann auch persistierendes Asthma bronchiale zum Emphysem führen. Ein Lungenemphysem ist zwar nicht reversibel, eine frühe Entdeckung kann aber durch gezielte Behandlung die wahrscheinliche Entstehung weiterer Emphyseme verhindern und die Symptome mildern.

Die Fluss-Volumen-Kurve zeigt eine noch stärkere Beeinflussung der Exspiration als bei einer milderen Obstruktion. Kurz nach Erreichen des maximalen Flusses sackt die Flussgeschwindigkeit stark ab. Dieser früh-exspiratorische Knick ist Folge des Bronchialkollapses, dem Zusammenfallen der Bronchialwände beim Ausatmen, welcher beim Lungenemphysem als Folge der Elastizitätsabnahme und Zerstörung des Lungengewebes auftritt.  Aus gleichem Grund ist bei der Atemschleife eine golfschlägerartige Deformation im exspiratorischen Teil zu erkennen. Für die Bestimmung des Schweregrads der Überblähung wird neben den typischen Kurven auch die totale Lungenkapazität (TLC), TGV, RV und das der Quotient aus RV und TLC herangezogen. Bei einer schwergradigen Überblähung kann das TLC beispielswiese mehr als 150% des Sollwertes betragen. Durch Veränderung der Atemmittellage ist auch die Vitalkapazität deutlich verringert, auch wenn es hierbei nicht um eine Restriktion im klassischen Sinne handelt.

Fluss-Volumen-Kurve und Atmenschleife Emphysem

 

Restriktion

Bei einer Restriktion ist die Compliance der Lunge oder des Thorax eingeschränkt, was sich durch Verkleinerung der Lungenvolumina äußert. Die typische Fluss-Volumen-Kurve ist bei einer Restriktion deutlich verschmälert. FVC und FEF1 sind verkleinert. Hierdurch ist FEV1% in der Regel normal. Definiert ist eine Restriktion über eine TLC Verminderung, wodurch immer auch eine Bodyplethysmographie zur endgültigen Diagnose notwendig ist. Ursachen für eine restriktive Ventilationsstörung können angeborene oder erworbene Thoraxdeformationen, eine verminderte Alveolenbelüftung (z.B. Lungenentzündung) oder ein verminderter Gasaustausch (z.B. Lungenödem) sein.

Fluss-Volumen-Kurve und Atmenschleife Restriktion

 

Stenose

Bei einer Stenose sind die Atemwege stellenweise verengt. Meist an einem Punkt. Die Stenose kann intrathorakal (innerhalb des Thorax) oder extrathorakal (außerhalb der Thoraxhöhle) liegen. Ein deutliches Zeichen für eine Stenose ist eine Abflachung der Fluss-Volumen-Kurve. Unten ist eine fixierte Stenose zu sehen. Fixiert bedeutet, dass sie sowohl inspiratorisch als auch exspiratorisch wirkt. Die Frage ob die Stenose intra- oder extrathorakal liegt ist anhand der Spirometrie nicht zu beantworten. Ursachen für eine fixierte Stenose können ein Tumor in der Trachea, Vernarbung nach einer Tracheotomie oder ein Struma sein.

Eine variable Stenose wirkt sich entweder inspiratorisch oder exspiratorisch aus. Dies bedeutet, dass die Abflachung der Fluss-Volumen-Kurve nur auf einer Seite zu sehen ist. Eine intrathorakale Stenose erkennt man an einer exspiratorischen Flusslimitierung und eine extrathorakale Stenose an einer inspiratorischen Flusslimitierung. Dies hat folgende Ursache. Bei der Einatmung entsteht durch die Ausdehnung der Lunge ein Unterruck in der Lunge und in der Trachea. Der Druckabfall von Umgebung, über Trachea bis in die Bronchien ist realtiv linear. Bei der Ausatmung entsteht entsprechend ein Überdruck verglichen zur Umgebung. Liegt die variable Stenose intrathorakal, das heißt innerhalb des Lungenbereichs, dann wirkt an sie von außen bei der Inspiration ein Unterdruck (durch den geringeren Druck in der Lunge als in der Trachea) welche den Atemweg offen hält. Bei der Ausatmung wirkt auf die Stenose ein Überdruck (da der Druck in der Lunge größer ist als in der Trachea) welcher sie verschließt. Bei einer extrathorakalen Stenose ist dieser Sachverhalt genau umgekehrt. Außerhalb der Stenose ist nun vereinfacht gesagt nicht die Lunge, sondern die Umgebung. Bei der Inspiration wirkt der Unterdruck innerhalb der Trachea auf die Stenose, welcher sie zusammenfallen lässt. Bei der Exspiration ist der Druck in der Trachea größer als der der Umgebung, was den Atemweg wiederrum öffnet. Gründe für eine variable Stenose können eine Malazie der Trachea, ein tracheobronchialer Kollaps im Rahmen eines Emphysems oder auch die Lähmung des Stimmbands nach Schädigung des nervus recurrens sein.

Mit der Ganzkörperplethysmographie kann auch die Lage der Stenose erkennbar sein. Eine sichere Diagnose kann hier auch eine endoskopische Untersuchung oder eine Computertomographie liefern, was aber natürlich einen deutlich invasiveren Eingriff darstellt. Im Bodyplethysmograph ist bei einer intrathorakalen Stenose häufig eine golfschlägerartige Ausstülpung im exspiratorischen Teil der Atemschleife zu erkennen. Allerdings deutlich weniger ausgeprägt als bei einem Emphysem. Bei einer extrathorakalen Stenose ist die Atemschleife oft S-förmig verzerrt mit einem Überwiegen des inspiratorischen Atemwiderstands. Grundsätzlich ist auch meist eine Hysterese zu erkennen.

Fluss-Volumen-Kurve und Atmenschleife fixierte Stenose

Diese Diagnosehinweise sollten wie bereits erwähnt  eine Einführung in die Materie bieten und erheben keinen Anspruch auf gesicherte Korrektheit. Oft sind weitere Untersuchungen, wie eine Diffusionstestung, ein Provokationstest oder auch eine Ergospirometrie angezeigt. Eine Überweisung zum Kardiologen kann ebenfalls sinnvoll sein. So kann zum Beispiel eine erhöhte Diffusionskapazität bei der Diffusionstestung Hinweis auf eine Herzerkrankung sein (z.B. in diesem Fall ein Links-Rechts-Shunt) und muss nicht direkt eine Erkrankung der Lunge als Ursache haben.