Spirometrie

Ein Spirometer ist ein Gerät, mit dem der Arzt die Lungenfunktion misst, insbesondere in Zusammenhang mit Asthma und einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD).

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Was ist eine Spirometrie?

Eine Spirometrie ist eine Untersuchung, bei der vor allem zwei unterschiedliche Eigenschaften der Lunge gemessen werden:

  • die ein- und die ausgeatmete Luftmenge (das Volumen)
  • die Luftflussgeschwindigkeit beim Ausatmen (Flow).

Zusammen ergeben die Messungen des Volumens und der Luftflussgeschwindigkeit sehr gute Informationen zur Funktion der Lunge und der Atemwege. Die Spirometrie wird daher auch als Lungenfunktionstest bezeichnet.

Die mit der Spirometrie durchgeführten Messungen sind relativ unabhängig von der Muskelstärke und der physischen Kondition. Daher geben sie ein gutes und objektives Bild der Lungenfunktion. Voraussetzung ist jedoch, dass die Messung korrekt durchgeführt wird und der Patient gut mitarbeiten kann.

Die Spirometrie ist eine der wichtigsten Methoden, die zur Untersuchung der Lungenfunktion zur Verfügung stehen. Sie wird bei Asthmapatienten und Patienten mit einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) eingesetzt, bei denen die Atemwege häufig verengt sind und der Luftfluss reduziert ist (Obstruktion).

Durchführung der Spirometrie

Für die Spirometrie wird ein Spirometer benötigt. Dabei handelt es sich um ein Gerät, das mit einem Schlauch und einem Mundstück versehen ist. Der Patient sitzt und nimmt das Mundstück zwischen die Lippen und verschließt diese möglichst dicht. Die Nase wird mit einer Klemme abgedichtet. Zunächst atmet der Patient mehrmals ruhig ein und aus. Dann folgt ein langsames, möglichst vollständiges Ausatmen. Ist ein Plateau erreicht, so atmet der Patient wieder sehr tief ein und anschließend möglichst kraftvoll und schnell wieder aus. Die einzelnen Schritte werden von einer Fachkraft genau erklärt. Es ist wichtig, dass der Patient möglichst konzentriert und motiviert mitarbeitet, da sonst keine brauchbaren Daten gemessen werden können. Sobald der Patient durch das Mundstück atmet, werden die Geschwindigkeit des Luftflusses und die Luftmengen (Volumina) beim Ein- und Ausatmen vom Gerät registriert. Nach der Untersuchung wird das Ergebnis ausgedruckt. Auch erstellt das Gerät in der Regel eine Messkurve, anhand derer der Arzt die Atmung beurteilen kann.

Möglicherweise muss die Untersuchung mehrmals durchgeführt werden, damit die notwendigen Messergebnisse möglichst korrekt sind.

Welche Variablen werden mit der Spirometrie gemessen?

Bei einer vollständigen Spirometrie werden mehrere Variablen gemessen, vor allem aber zwei Volumenvariablen (die forcierte Vitalkapazität, FVC und die Einsekundenkapazität, FEV1) sowie die Geschwindigkeitsmessung (Peak Flow, PEF= Spitzenfluss).

FVC

FVC ist die Abkürzung für „forcierte Vitalkapazität“. Dabei handelt es sich um das größte Volumen, das Sie ausatmen können, wenn Ihre Lungen ganz mit Luft gefüllt sind. Ein niedriger FVC-Wert deutet entweder auf eine geringe Lungenkapazität hin oder darauf, dass die Lungen sich beim Ausatmen nur unzureichend entleeren können. Die FVC ist bei einem Lungenemphysem (Überblähung der Lungenbläschen) fast immer reduziert. Auch bei einer chronischen Bronchitis oder einem Asthmaanfall kann der Wert niedrig sein. Bei einer stabilen, unkomplizierten bzw. gut behandelten Asthmaerkrankung ist der FVC-Wert hingegen üblicherweise normal.

FEV1

FEV1 bedeutet „forciertes exspiriertes Volumen in einer Sekunde“, also die Menge Luft, die in der ersten Sekunde Ihres kräftigen Ausatmens aus der Lunge kommt, nachdem diese zuvor vollständig gefüllt war. Der FEV1-Wert spiegelt den Widerstand in den Atemwegen wider und ist bei einer COPD immer deutlich reduziert. Aber auch Vorliegen von Asthmabeschweren kann der Wert verringert sein, während er bei Beschwerdefreiheit wieder normal sein kann. Je nachdem, um wie viel der FEV1-Wert im Vergleich zum erwarteten Wert (einer gesunden Person) reduziert ist, liegt eine leichte oder auch schwere Verengung (Obstruktion) der Atemwege vor.

PEF

Der PEF-Wert (Peak Expiratory Flow) gibt die Spitzengeschwindigkeit der Luft an, die Sie ausatmen. Die Messung wird direkt durchgeführt, nachdem Sie Ihre Lungen ganz mit Luft gefüllt haben. Sie atmen dann kräftig und schnell aus. Ebenso wie der FEV1-Wert spiegelt auch der PEG-Wert den Widerstand in den Atemwegen wider.

Die Messung des Peak-Flow-Wertes ist wichtig bei der täglichen Kontrolle des Asthmas. Die meisten Asthmatiker erhalten ein Messgerät namens Peak-Flow-Meter, damit sie die Kontrollen regelmäßig zu Hause durchführen können (siehe auch Messung des PEF-Wertes).

FEV1/FVC

Das Verhältnis zwischen FEV1 und FVC gibt an, wie groß der Anteil der FVC ist, der sich beim Entleeren der Lunge für die Dauer von einer Sekunde messen lässt. Wenn der FEV1/FVC-Wert geringer ist als 70 %, ist es wahrscheinlich, dass eine Obstruktion vorliegt.

Andere Ergebnisse

Neben anderen Werten lässt sich durch eine Spirometrie auch messen, wie stark der Atemstrom ist, wenn noch 75 %, 50 % oder 25 % der FVC in der Lunge vorhanden sind: MEF75, MEF50, MEF25.

Spirometrie-Kurven

Aus verschiedenen Messwerten erstellen Computerprogramme spezielle Kurven der Atemfunktion, anhand derer der Arzt Hinweise auf die Art und den Schweregrad der Lungenkrankheit erhalten kann.

Reversibilitätstest

Bei Personen, bei denen anhand der Spirometrie eine Obstruktion festgestellt wurde, wird häufig ein sogenannter Reversibilitätstest durchgeführt. Ziel dieser Untersuchung ist es zu überprüfen, ob eine Grunderkrankung, ganz egal, ob eine COPD oder Asthma, bleibende und irreparable Schäden an der Lunge verursacht hat und ob eine medizinische Therapie sinnvoll ist.

Nachdem eine herkömmliche Spirometrie durchgeführt wurde, erhalten Sie ein Asthmamedikament, ein sogenanntes Beta-2-Mimetikum. Das Medikament bewirkt eine Erweiterung verengter Atemwege. Nach 10–20 Minuten wird erneut eine Spirometrie durchgeführt. Wenn Ihre Lunge durch die Krankheit nicht bleibend geschädigt wurde und das Medikament Wirkung zeigt, sollten sich Ihre Atemwege nun deutlich erweitert haben, und das Spirometrieergebnis verbessert sich. Dies ist typisch für Asthma. Wenn die Krankheit hingegen bleibende (irreversibel) Schäden verursacht hat, ist die Verbesserung nicht so markant.

Eine Spirometrie kann auch gezielt wiederholt werden, um festzustellen, wie stark eine Entzündung in der Lunge ist. Auch hier führen Sie zuerst eine Spirometrie durch. Danach wird etwa eine Woche vor einer neuen Spirometrie ein Asthmamedikament (z. B. Kortikosteroide) verabreicht. Die Kortikosteroide sind entzündungshemmende Medikamente; wenn sich das Spirometrieergebnis nach einer Woche verbessert, bedeutet dies, dass durch regelmäßige Anwendung dieses Medikaments eine gute Wirkung bei Ihnen erzielt werden kann.

Belastungstest

Dieser Test wird z. B. durchgeführt, um festzustellen, ob Sie an einem sogenannten Belastungsasthma leiden. Die Untersuchung wird so durchgeführt, dass Sie zunächst eine herkömmliche Spirometrie erhalten. Danach wird nach einem etwa 10-minütigen Lauf oder Radfahren eine weitere Spirometrie durchgeführt. Wenn das Ergebnis der Spirometrie nach der Anstrengung schlechter ist, kann dies bedeuten, dass Sie an dieser Form von Asthma leiden.

Bei Erwachsenen lässt sich eine „Belastung" der Atemfunktion auch mit einem Medikament namens Metacholin erreichen. Metacholin führt bei Asthmatikern zur deutlichen Verengung der Atemwege: Nach Gabe dieses Medikaments werden die Messwerte in der nachfolgenden Spirometrie also schlechter ausfallen als zuvor. Dieser Metacholin-Test lässt sich also einsetzen, um bei Verdacht auf Asthma die Diagnose zu erhärten. 

Weitere Informationen

Autoren

  • Susanne Meinrenken, Dr. med., Bremen
  • Günter Ollenschläger, Prof. Dr. Dr. med., Internist, Uniklinikum Köln

Literatur

Dieser Artikel basiert auf dem Fachartikel Spirometrie und PEF-Messung. Nachfolgend finden Sie die Literaturliste aus diesem Dokument.

  1. Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Spirometrie. AWMF S2k Leitlinie Nr. 020-017. Stand 6. Mai 2015 www.awmf.org
  2. Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Diagnostik und Therapie von Patienten mit Asthma. AWMF-Leitlinie Nr. 020-009, Stand 2017. www.awmf.org
  3. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. GOLD 2017 Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD. Stand 2017. goldcopd.org
  4. Petty TL. Simple office spirometry. Clin Chest Med 2001;22:845-59. PubMed
  5. Quanjer PH, Stanojevic S, Cole TJ, Baur X, Hall GL, Culver BH, Enright PL, Hankinson JL, Ip MS, Zheng J, Stocks J; ERS Global Lung Function Initiative. Multi-ethnic reference values for spirometry for the 3-95-yr age range: the global lung function 2012 equations. Eur Respir J. 2012 Dec;40(6):1324-43. doi: 10.1183/09031936.00080312 Epub 2012 Jun 27. PubMed PMID: 22743675. www.ncbi.nlm.nih.gov
  6. Miller MR, Hankinson J, Brusasco V, Burgos F, Casaburi R, Coates A, Crapo R, Enright P, van der Grinten CP, Gustafsson P, Jensen R, Johnson DC, MacIntyre N, McKay R, Navajas D, Pedersen OF, Pellegrino R, Viegi G, Wanger J; ATS/ERS Task Force. Standardisation of spirometry. Eur Respir J. 2005 Aug;26(2):319-38. PubMed PMID: 16055882. www.ncbi.nlm.nih.gov
  7. Modrykamien AM, Gudavalli R, McCarthy K, et al. Detection of upper airway obstruction with spirometry results and the flow-volume loop: a comparison of quantitative and visual inspection criteria. Respir Care 2009; 54:474. PubMed