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Lungenfunktions-Untersuchung (Lufu)

Mit Lungenfunktionsuntersuchungen lassen sich Störungen der Atemorgane mit zum Teil recht einfachen Mitteln feststellen. Die Tests dienen vor allem der Diagnostik von Ventilationsstörungen. Mit Ventilation ist die Belüftung der Lunge gemeint, d.h. das Ein- und Ausströmen von Luft zur Aufnahme von Sauerstoff. Sie wird beeinträchtigt, wenn die Atemwege verengt sind (obstruktive Ventilationsstörung) oder aber, wenn die Lunge sich nicht ausreichend ausdehnen kann, weil sie von außen eingeengt wird (restriktive Ventilationsstörung). Zu den obstruktiven Ventilationsstörungen zählen beispielsweise Asthma und COPD. Die Lungenfibrose hingegen ist ein Beispiel für eine restriktive Ventilationsstörung.

Die Lungenfunktionsprüfung zeigt Probleme bei der Belüftung der Lunge an. Sie lässt noch keine eindeutige Diagnose zu. Um herauszufinden, welche Erkrankung dahintersteckt, müssen die Symptome weiter abgeklärt werden. Wichtig sind vor allem eine gründliche körperliche Untersuchung sowie ein ausführliches Gespräch, in dem Sie dem Arzt Ihre Beschwerden genau schildern sollten.

Im Folgenden wollen wir Ihnen die wichtigsten Verfahren der Lungenfunktionsuntersuchung vorstellen. Außerdem erläutern wir Ihnen die einzelnen Messgrößen, die dabei gewonnen werden und die dem Arzt wichtige Hinweise über die zugrundeliegende Störung liefern. Dabei kommen wir leider um etliche Fremdwörter nicht herum. Aber keine Sorge, wir werden Sie Ihnen erklären, so dass Sie am Ende hoffentlich ein wahrer Experte für die Lungenfunktion sind.

Was ist eine Spirometrie?

Mit der Spirometrie wird die Funktion der Lunge geprüft. Vor allem die verschiedenen Volumina bzw. Luftmengen (Einatmungsvolumen, Ausatmungsvolumen, Gesamtvolumen Lunge, Restvolumen nach Ausatmung) können damit bestimmt werden. Im Mediziner-Jargon wird die Spirometrie auch oft Lu-Fu genannt (für Lungenfunktionsuntersuchung).

Große Kapazität der Lunge

Und nun etwas genauer: Wenn wir atmen, bewegen wir ein bestimmtes Luftvolumen hin und her. Luft strömt in die Lunge ein, wird dort ihres Sauerstoffgehaltes beraubt und strömt wieder nach außen, wobei sie auf dem Weg Kohlenstoffdioxid (CO2) mit hinaus nimmt. Wenn wir uns anstrengen, können wir unserer Lunge allerdings noch viel größere Volumina entlocken. Das ist z.B. dann nötig, wenn wir uns körperlich verausgaben und mehr Sauerstoff brauchen.

Lungenvolumina

Insgesamt fassen unsere Lungen ein Volumen von etwa 5 Litern. Mediziner unterteilen es in verschiedene Messgrößen, die wir Ihnen kurz vorstellen möchten:

  • Atemzugvolumen (AZV): Luft, die bei normaler Atmung ein- und ausströmt (ca. 500 ml)
  • inspiratorisches und exspiratorisches Reservevolumen (IRV, ERV): Luft, die über das Atemzugvolumen hinaus bei tiefer Einatmung (Inspiration) bzw. Ausatmung (Exspiration) maximal strömt
  • Vitalkapazität (VC): Volumen, das nach tiefer Einatmung maximal ausgeatmet werden kann (Summe aus AZV, IRV und ERV)
  • Residualvolumen (RV): Volumen, das auch nach maximaler Ausatmung in der Lunge bleibt (ca. 1100 ml)
  • totale Lungenkapazität (TLC): gesamtes Fassungsvermögen der Lunge (ca. 5 Liter)

Atemzugvolumen, Reservevolumina und Vitalkapazität lassen sich spirometrisch bestimmen. Das Residualvolumen und die totale Lungenkapazität hingegen erfordern eine aufwendigere Untersuchung, die sogenannte Bodyplethysmographie.

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Einsekundenkapazität (FEV1)

Eine weitere wichtige Messgröße bei der Spirometrie ist die sogenannte Einsekundenkapazität (forciertes exspiratorisches Volumen, FEV1). Gemeint ist die Luft, die nach maximaler Einatmung in einer Sekunde forciert ausgeatmet werden kann. Um sie zu bestimmen, müssen Sie bei der Untersuchung genau die Anweisungen des Arztes bzw. der Arzthelferin beachten. Es geht wirklich darum, dass Sie nach einem tiefen Atemzug kraftvoll und schnell so viel wie möglich „ausprusten“. Nur so lässt sich Ihre Lungenfunktion richtig einschätzen.

Peak Flow: praktisch für zu Hause

Vielleicht ist Ihnen auch schon einmal folgender Begriff begegnet: Peak expiratory flow (PEF) oder einfach Peak Flow. Der Atemspitzenstoß ist im Gegensatz zu den oben genannten Volumina eine dynamische, keine statische Größe. Gemeint ist die Atemstromstärke, die bei forcierter Ausatmung maximal erreicht werden kann. Der PEF wird in einem Fluss-Volumen-Diagramm aufgezeichnet und in Liter pro Sekunde bzw. Minute angegeben.

Der Peak Flow kann mit einem kleinen Gerät problemlos von zu Hause aus selbst gemessen werden. Asthmatiker haben damit ein probates Mittel zur stetigen Selbstkontrolle und Verlaufsbeurteilung zur Hand. Sie ist wichtig, um bei einer Verschlechterung der Lungenfunktion die Therapie zu überdenken und ggf. umzustellen.

Wie läuft eine Spirometrie (Untersuchung der Lungenfunktion) ab?

Anweisungen genau beachten

Die Untersuchung ist harmlos. Sie atmen dabei in ein kleines Messgerät, das die einzelnen Lungenvolumina aufzeichnet. Zunächst atmen Sie ganz normal ein und aus. Nach Aufforderung nehmen Sie einen tiefen Atemzug und atmen danach so stark und schnell aus, wie Sie können. Dabei wird die Luft bestimmt, die Sie in einer Sekunde ausgeatmet haben. Sie wird auch Einsekundenkapazität genannt und ist der wichtigste Wert, um eine Verengung der Atemwege (Obstruktion) anzuzeigen.

Für die Beurteilung der Messwerte ist es wichtig, dass Sie den Ansagen der Arzthelferin oder Schwester genau folgen ("jetzt ganz kräftig ausatmen, jetzt ganz ruhig ein- und ausatmen" usw.).

Gut zu wissen: Das Ganze tut nicht weh und geht in der Regel auch rasch über die Bühne.

Was ist eine Ergospirometrie?

Die Ergospirometrie oder umgekehrt Spiroergometrie ist eine Untersuchung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Bei einer Einschränkung kann insbesondere zwischen einer Herz- und einer Lungenerkrankung unterschieden werden.

Verkabelt auf dem Fahrrad

Bei der Untersuchung sitzen Sie auf einem Fahrradergometer und müssen sich ein wenig anstrengen. Dabei werden bestimmte Parameter gemessen, die auch bei der normalen Spirometrie erhoben werden. Außerdem werden Puls und Brutdruck gemessen sowie ein EKG, also eine elektrische Ableitung Ihrer Herzströme, aufgezeichnet.

Bei der Ergospirometrie wird Ihre Dauerleistungsgrenze, die maximale Sauerstoffaufnahme sowie die sogenannte anaerobe Schwelle bestimmt, bei der Ihr Körper auf eine andere Form der Energiegewinnung umschaltet. All diese Parameter können durch eine Erkrankung des Herzens oder Lunge eingeschränkt sein. Die Zusammenschau aller Messergebnisse liefert dem Arzt wichtige Hinweise auf das zugrundeliegende Problem.

Wozu dient ein Belastungstest?

Beim Sport, Treppensteigen oder anderweitigen körperlichen Anstrengungen bekommen viele Asthmatiker schlechter Luft – vor allem in kalter und trockener Umgebung. Ob das bei Ihnen auch so ist, kann der Arzt testen.

Dafür müssen Sie eine Weile auf dem Fahrradergometer strampeln. Verengen sich dabei die Bronchien, so fällt die Lungenfunktionsmessung nach dem Test schlechter aus als vorher. Die Untersuchung wird auch als Spiroergometrie bzw. Ergospirometrie bezeichnet.

Was ist ein Reversibilitätstest?

Wenn Ihr Arzt bei der Spirometrie feststellt, dass Ihre Atemwege verengt sind, wird er möglicherweise einen Reversibilitätstest durchführen. Dabei müssen Sie ein Asthma-Spray einatmen, das die verengten Bronchien wieder erweitert.

Etwas später wird dann nochmals die Lungenfunktion gemessen. Sind die Werte dann besser, so hat das Medikament geholfen. Das wäre dann ein recht klares Indiz für eine Asthmaerkrankung.

Reversible Atemwegsverengung bei Asthma

Zum Hintergrund: Bei Asthma sind die Atemwege nicht durchgehend, aber immer wieder verengt. Das liegt unter anderem daran, dass die Muskeln verkrampfen und sich zusammenziehen. Mediziner sprechen von sogenannten Bronchospasmen.

Mit bestimmten Medikamenten (Bronchospasmolytika, z.B. Salbutamol) lassen sich die Atemwege entspannen. Das sind genau die Mittel, die auch bei akuten Beschwerden bzw. beim Asthmaanfall eingenommen werden. Wenn Ihre Lungenfunktion nach Inhalation des Medikaments deutlich besser wird (um mindestens 15% bzw. 200 ml), heißt das, die Störung kann vorübergehend aufgehoben werden, ist also reversibel. Das wiederum ist typisch für Asthma im Gegensatz zu anderen Lungenerkrankungen, bei denen die Atemwege dauerhaft eingeengt sind.

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Übrigens: Reversibilitätstest und Bronchospasmolysetest sind dasselbe.

Was ist ein Bronchospasmolyse-Test?

Mit dem Bronchospasmolyse-Test kann man Asthma oder ähnliche Erkrankungen feststellen. Er wird auch manchmal Reversibilitätstest genannt.

Atemtest vor und nach Bronchienerweiterung

Beim Bronchospasmolyse-Test werden mit einem entsprechenden Messgerät (Spirometer) zunächst bestimmte Lungenfunktionswerte gemessen. Anschließend inhaliert man 1-2 Sprühstöße eines Sprays, das die Atemwege binnen kürzester Zeit erweitert (ein sogenanntes kurz wirksames Beta-2-Sympathomimetikum, z.B. Salbutamol oder Fenoterol). Dann werden kurz darauf noch einmal die gleichen Lungenwerte gemessen.

Sind die Lungenwerte beim zweiten Versuch deutlich besser (um mindestens 15%), spricht man also auf dieses Spray mit den Bronchien-erweiternden Substanzen an, dann ist das ein starkes Indiz in Richtung Asthma. Denn daraus lässt sich ableiten, dass die Bronchien zuvor verengt waren, sich aber wieder entspannen (lassen). Das heißt, die Einengung der Atemwege ist reversibel. Das ist typischerweise beim Asthma der Fall. Bei anderen Lungenerkrankungen ist das nicht möglich.

Wie sieht ein Provokationstest aus?

Beim Provokationstest inhalieren Sie bestimmte Reizstoffe (zum Beispiel Metacholin oder Histamin). Wenn Sie Asthma haben, bekommen Sie dadurch einen leichten Asthmaanfall, weil diese Stoffe die Bronchien verengen. Die Bronchien werden also „provoziert“.

Anhand der Lungenfunktionsmessung vor und nach der Inhalation kann der Lungenfacharzt feststellen, wie stark die Bronchien reagieren. Aber keine Sorge: Die Atembeschwerden verschwinden nach einigen Minuten wieder.

Allergisches Asthma lässt sich provozieren

Die bronchiale Provokation ist vor allem bei Verdacht auf ein allergisches Asthma eine gute diagnostische Methode. Denn neben den genannten unspezifischen Reizstoffen können auch spezifische Inhalationsteste durchgeführt werden. Dabei atmen Sie den Stoff ein, gegen den Sie vermeintlich allergisch sind (das sogenannte Allergen). Gleichzeitig wird gemessen, wie heftig die Atemwege darauf reagieren.

Um einen solchen Test durchführen zu können, muss der Arzt die gängigen Allergene (Pollen, Hausstaubmilben etc.) natürlich vorrätig haben. Das ist in Praxen mit allergologischem Schwerpunkt fast immer der Fall. Die Allergene werden dabei als sogenanntes Aerosol zubereitet, sind also wie im richtigen Leben in Luft verstäubt.

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Verstärkter Atemwegswiderstand

Während man das Aerosol einatmet, wird der sogenannte Atemwiderstand gemessen. Das ist in etwa das gleiche wie die Peak-Flow-Messung, mit der man sein Asthma zuhause kontrollieren kann. Dabei wird erfasst, mit welcher Kraft die Luft ausgeatmet werden kann. Kommt es nach der Einatmung des Aerosols zu einer deutlichen Zunahme des Atemwiderstands (also zu einer Abnahme der Ausatmungskraft), ist dies ein klarer Hinweis auf eine Allergie gegen den getesteten Stoff.

Wie hoch ist die Vitalkapazität bei gesunden Lungen?

Die Vitalkapazität beschreibt die Luftmenge, die man nach vorheriger maximaler Einatmung maximal ausatmen kann. Die Normwerte liegen zwischen 3,3 - 4,9 Liter Luft. Das nennt man auch exspiratorische Vitalkapazität, weil es letztlich um das Ausatmungsvolumen geht.

Es gibt auch eine inspiratorische Vitalkapazität. Das ist das Lungenvolumen, das nach maximaler Ausatmung in einem Zug eingeatmet werden kann.

Bei einer normalen Lungenfunktionsprüfung wird die Vitalkapazität immer mitgemessen, sie gehört sozusagen zum diagnostischen Standardprogramm.

Was sind inspiratorisches und exspiratorisches Reservevolumen?

Das inspiratorische Reservevolumen (IRV) ist ein Parameter bei der Lungenfunktionsuntersuchung. Er beschreibt die Menge Luft, die man nach normaler Einatmung noch zusätzlich einatmen kann.

Das exspiratorische Reservevolumen (ERV) ist dementsprechend die Menge Luft, die man nach normaler Ausatmung noch zusätzlich ausatmen kann.

Es geht bei diesen diagnostischen Messgrößen also um die Volumina an Luft, die man bei normaler Atmung noch in petto hat, wenn es drauf ankommt.

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Was versteht man unter Residualvolumen?

Das Residualvolumen ist ein Parameter der Lungenfunktionsuntersuchung. Es beschreibt die Menge Luft, die nach maximaler Ausatmung noch in den Lungen verbleibt.

Falls Sie das wundert: Ja, man kann die Lunge auch bei stärkster Anstrengung nicht komplett leeratmen. Der Wert des Residualvolumens liegt bei gesunden Lungen bei einem guten Liter.

Veränderungen des Residualvolumens

Das Residualvolumen ist beispielsweise bei einem Lungenemphysem (Überblähung der Lunge) vergrößert. Das Lungengerüst wird hier zerstört, die Atemwege werden instabil, erweitern sich und blähen sich zunehmend auf. Das Volumen dient allerdings nicht der effektiven Atmung, sondern ist gewissermaßen respiratorischer Totraum.

Bei einer Lungenfibrose hingegen, bei der sich das Gewebe der Lunge verändert und verhärtet, ist das Residualvolumen vermindert.

Was versteht man unter Ein-Sekunden-Kapazität?

Die Einsekundenkapazität ist eine Messgröße, die neben vielen anderen die Lungenfunktion beschreibt. Sie entspricht der Menge Luft, die man innerhalb einer Sekunde maximal ausatmen kann.

In der Lungenfunktions-Untersuchung ist das immer der Augenblick, in dem die Arzthelferin mit erhobener Stimme ruft: "Und jetzt ganz schnell und kräftig ausatmen" (was häufig dazu führt, dass man vor lauter Aufregung viel zu wenig ausatmet).

Was ist der Tiffeneau-Test?

Der Tiffeneau-Test ist nur ein anderer Begriff für die Einsekundenkapazität. Dies ist ein Parameter der Lungenfunktionsuntersuchung, bei dem man misst, wie viel Luft in einer Sekunde nach maximaler Einatmung ausgeatmet werden kann.

Es sollten mindestens 70% sein

Der sogenannte Tiffeneau-Wert beschreibt genau genommen die relative Einsekundenkapazität, also die Menge an in einer Sekunde ausgeatmeter Luft im Verhältnis zur gesamten zur Verfügung stehenden Luft (Vitalkapazität). Oder für Mathematiker: Sekundenkapazität geteilt durch Vitalkapazität mal Hundert. Der Wert muss bei mindestens 70% liegen. Liegt die Vitalkapazität z.B. bei 4 Litern, müssen in einer Sekunde mindestens 2,8 Liter ausgeatmet werden können.

Der Tiffeneau-Wert ist wichtig, um zwischen einer Obstruktion und einer Restriktion zu unterscheiden. Bei einer obstruktiven Störung der Ventilation sind die Atemwege eingeengt bzw. verlegt. Bei einer Restriktion ist entweder die Lunge selbst oder der Brustkorb steif bzw. blockiert, so dass nicht genug Raum und Flexibilität zum Atmen bleibt.

Reduzierter Tiffeneau-Wert bei Asthma

Ein typisches Beispiel für eine obstruktive Ventilationsstörung ist Asthma. Hier kann der Tiffenau-Wert unter 70% fallen, wohingegen er bei einer isolierten restriktiven Störung im Normalbereich liegt.

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Was ist eine Bodyplethysmographie?

Mit der Bodyplethysmographie wird, ähnlich wie mit der Spirometrie, die Lungenfunktion gemessen. Die Untersuchung ist im Vergleich zur Spirometrie wesentlich genauer, dafür aber auch aufwändiger.

Messwerte über die Spirometrie hinaus

Vor allem der Atemwegswiderstand, also das Ausmaß einer Blockierung der Atemwege, kann mit der Bodyplethysmographie sehr exakt bestimmt werden. Daneben gibt es Lungenvolumina, die nur mit dieser Methode bestimmt werden können.

Folgende Parameter lassen sich mit der Bodyplethysmographie über die Spirometrie hinaus bestimmen:

  • Atemwegswiderstand (wie stark die Atmung blockiert wird)
  • intrathorakales Gasvolumen (TGV): Volumen am Ende einer normalen Ausatmung
  • Residualvolumen (RV): Luft, die nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt
  • totale Lungenkapazität (TLC): gesamtes Fassungsvermögen der Lunge

Das Gute an der Untersuchung ist, dass sie weitgehend ohne die Mitarbeit des Betroffenen funktioniert, da sie während der normalen Atmung erfolgen kann.

Übrigens: Da Sie bei der Bodyplethysmographie in einer kleinen Kammer sitzen und somit mit Ihrem ganzen Körper abgeschirmt sind, wird sie manchmal auch Ganzkörperplethysmographie genannt.

Wie läuft eine Bodyplethysmographie ab?

Wie in einer Telefonzelle

Bei der Bodyplethysmographie sitzt man in einer luftdichten Kammer und atmet über ein Mundstück in einen anderen Raum, der Luft enthält. Anhand der Druckschwankungen bei der Ein- und Ausatmung können verschiedenste Lungenfunktionswerte ermittelt werden. Um die Atemmanöver korrekt durchzuführen, wird Ihre Nase mit einer Klemme verschlossen.

Wundern Sie sich auch nicht, wenn Sie beim Atmen plötzlich einen Widerstand spüren. Das Mundstück wird am Ende einer normalen Ausatmung mit Absicht kurz verschlossen. So lassen sich bestimmte Lungenvolumina erheben. Vor der Untersuchung werden Sie aber genau instruiert, so dass Sie wissen, was Sie erwartet.

Keine Panik!

Auch wenn sich das vielleicht etwas abenteuerlich und beängstigend anhört, in der Praxis ist die Untersuchung völlig harmlos. Die kleine Kabine mag etwas gewöhnungsbedürftig sein. Sie ist tatsächlich nur etwa 1 m³ groß, aber die Wände sind transparent. So können Sie alles um sich herum, den Arzt bzw. die Schwester sehen und werden auch umgekehrt wahrgenommen. Wenn Ihnen mulmig werden sollte, können Sie die Untersuchung jederzeit abbrechen.

Ist die Bodyplethysmographie gefährlich?

Überhaupt nicht. Zwar sitzt man während der Untersuchung in einer luftdicht abgeschlossenen Kammer (aber ähnlich einer Telefonzelle mit transparenten Wänden), aber auch wenn das vielleicht beängstigend klingt: Es gibt keinen Grund zur Soge, zu ernsten Komplikationen kommt es so gut wie nie. Die Bodyplethysmographie kann auch bei Kleinkindern problemlos angewendet werden.

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