Die Messung der Lungenfunktion

Die Lungenfunktion ist einer der wichtigsten Werte, der bei den regelmäßigen Besuchen in der Mukoviszidose-Ambulanz gemessen wird. In diesem Blogbeitrag möchten wir einen kurzen Überblick über einige Werte geben, die dabei gemessen werden.

Spirometrie: Wieviel Luft kann ich ein- und ausatmen?

Das Luftvolumen, das man ein- und ausatmen kann, wird durch die Spirometrie gemessen. Die Spirometrie kann die Vitalkapazität (VC), den Spitzenfluss (Peak Flow), die Einsekundenkapazität (FEV1) und den maximalen exspiratorischen Fluss (MEF) messen. Das Atemvolumen wird in Liter gemessen, der Atemfluss in Liter pro Sekunde.

Die Vitalkapazität (VC) ist das maximale Volumen, das mit einem Atemzug ein- und ausgeatmet werden kann. Die VC entspricht etwa 75 % der totalen Lungenkapazität (TLC), also dem maximalen Volumen, das die Lunge aufnehmen kann. Mit diesem Ausgangswert können andere Parameter bei jedem Patienten individuell berechnet werden.

Der FEV1 (Einsekundenkapazität, forciertes exspiratorisches Volumen in 1 Sekunde) beschreibt die Menge an Luft, die eine Person nach einem tiefen Atemzug innerhalb der ersten Sekunde forciert ausatmet.

Der FEV1% ist der prozentuale Anteil des durchschnittlichen FEV1, den gesunde Menschen des gleichen Alters, Geschlechts und Länge/Gewicht erreichen. Damit kann der individuelle FEV1% oberhalb von 100% liegen. Der FEV1% kann sogar Werte von über 140 % erreichen.

Im Alter zwischen 6 und 10 Jahren liegt der Median des FEV1% der CF-Betroffenen bei ungefähr 100 % und entspricht hiermit dem Durchschnittswert der Gesamtbevölkerung.

Ab 11 Jahren nimmt der Median des FEV1% der CF-Betroffenen ab und liegt im Alter von 18-19 Jahren bei 79 % und somit bereits über 20 % unter dem Durchschnittswert der Gesamtbevölkerung.

Ab 18 Jahren verschlechtert sich der Median des FEV1% der CF-Betroffenen weiter und stabilisiert sich erst ab ca. 30 Jahren bei ca. 60 %. Das heißt: In diesem Alter liegt der durchschnittliche FEV1% bereits 40 % unter dem Durchschnittswert der Gesamtbevölkerung.

Exkurs: Der Median (Zentralwert) einer Auflistung von Zahlenwerten ist der Wert, der an der mittleren (zentralen) Stelle steht, wenn man die Werte der Größe nach sortiert. Bsp.: 0,2,3,4,5,6,7,8,100, = Median ist die 5. Der Median teilt damit einen Datensatz so in zwei gleich große Hälften, dass die Werte der einen Hälfte kleiner und die Werte der anderen Hälfte größer sind als der Median. Der Median reagiert deshalb weniger empfindlich auf ‚Ausreißer‘, also stark abweichende Werte, als der Durchschnitt. Auch der FEV1% wird häufig im Median angegeben.

Bodyplethysmographie

Über die Messgrößen der Spirometrie hinaus kann die Body- oder Ganzkörper-Plethysmographie den spezifischen Atemwegswiderstand, das intrathorakale Gasvolumen, die totale Lungenkapazität (TLC) und das Residualvolumen (RV) messen. Die Berechnungen dieser Parameter basieren auf den Druckveränderungen, die bei normaler Atmung entstehen. Die Bodyplethysmographie findet in einer geschlossenen Kabine statt, in der die Druckveränderungen, die durch das Ein- bzw. Ausatmen und damit verbunden durch das Heben bzw. Senken des Brustkorbs hervorgerufen werden, gemessen werden können. Es entsteht eine Strömungswiderstandskurve (Widerstandsschleife). Je mehr Kraft (Druck) für einen Atemzug benötigt wird, desto höher ist der Widerstand. Die hierbei gemessenen Parameter geben zusätzliche Hinweise auf das Vorliegen einer obstruktiven und/oder restriktiven Komponente der Ventilationsstörung und ergänzen somit die Spirometrie.

Exkurs: Multiple Breath Washout (MBW): Eine neuere, ergänzende Methode, mit der die Belüftung der Lunge gemessen werden kann, ist das Multiple Breath Washout (MBW-)-Verfahren. Dabei wird ein bestimmtes Gas eingeatmet und gemessen, nach wie vielen Atemzügen das Gas wieder aus der Lunge ausgewaschen ist. Als Ergebnis erhält man den so genannten Lung Clearance Index (LCI), der einen Gradmesser für die Verteilungsstörung der Luft in den Lungen darstellt. Insbesondere bei Kindern und Jugendlichen mit Mukoviszidose, bei denen die konventionelle Lungenfunktionsmessung heute sehr häufig normale Werte ergibt, können mit der MBW-Methode bereits frühzeitig Belüftungsstörungen erkannt werden. Diese Methode wird noch nicht in allen CF-Zentren routinemäßig angewendet.

Weitere Werte

Peak Flow: (PEF; engl.: peak exspiratory flow; exspiratorischer Spitzenfluss) maximale Atemstromstärke beim Ausatmen. Der Peak Flow ist bei Menschen mit Mukoviszidose kaum zur Beobachtung des Verlaufs einer Atemwegsobstruktion geeignet, da er lediglich ein Korrelat der großen, zentralen Atemwege und nicht der mittleren und kleinen Bronchialabschnitte darstellt. Die meisten CF-Zentren empfehlen deshalb keine regelmäßigen häuslichen Messungen mit einem sogenannten Peak-Flow-Meter.

Gemessen wird auch der maximale exspiratorische Fluss (MEF) bei prozentualem Restvolumen der Vitalkapazität in der Lunge, also wenn noch 75 %, 50 % und 25 % der Vitalkapazität in der Lunge sind. Diese Werte geben Aufschluss über die Funktion der großen (MEF 75), mittleren (MEF 50) und der kleinen Atemwege (MEF 25).

Was sagen die Messwerte der Lungenfunktion aus?

Anhand der Messwerte der Lungenfunktion wird der Verlauf der Mukoviszidose beobachtet, denn durch sie lässt sich der Zustand der Lunge beschreiben. Dadurch kann man Rückschlüsse auf die Art der Einschränkung der Lungenfunktion ziehen. Dabei können auch Komplikationen und Verschlechterungen der Lungenerkrankung erkannt sowie der Erfolg eingesetzter Therapien beurteilt werden. Erst die Kombination der verschiedenen Lungenfunktionswerte und die Erfahrung des behandelnden Arztes führen zur richtigen Interpretation der Messungen. Einzelne Werte für sich genommen und ohne den klinischen Kontext können irreführend sein. Deshalb ist es für jeden Patienten wichtig, sich die Messungen individuell zeigen und erklären zu lassen.