Spirometrie
Ein Spirometer ist ein Gerät, um die Lungenfunktion zu messen, insbesondere zur Abklärung von Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD).
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https://deximed.de/home/diagnostik/patienteninformationen/andere-untersuchungen/spirometrie/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 liefern 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 Spirometrie ist eine der wichtigsten Methoden, die zur Untersuchung der Lungenfunktion zur Verfügung stehen. Sie wird zur Untersuchung von Asthma-Patient*innen und Patient*innen mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) eingesetzt, bei denen die Atemwege häufig verengt sind und der Luftfluss reduziert ist (Obstruktion).
Die Normalwerte für die Spirometrie variieren entsprechend der Größe, des Gewichts, des Alters, des Geschlechts und des ethnischen Hintergrunds der Patient*innen. Sie erfordert zudem motivierte und kooperative Patient*innen. Es werden daher meist 3 Messungen durchgeführt, um ein reproduzierbares Bild der Lungenfunktion zu erhalten.
Durchführung der Spirometrie
- Zuerst wird beengende Kleidung abgelegt bzw. geöffnet und die Körpergröße der Patient*innen gemessen.
- Ein Spirometer ist ein Gerät, das mit einem Schlauch und einem Mundstück versehen ist.
- Die zu untersuchende Person sitzt, nimmt das Mundstück zwischen die Lippen und verschließt diese möglichst dicht. Die Nase wird mit einer Klemme abgedichtet.
- Beim Atmen durch das Mundstück werden die Geschwindigkeit des Luftflusses und die Luftmengen (Volumina) beim Ein- und Ausatmen vom Gerät registriert.
- Die einzelnen Schritte werden von einer Fachkraft genau erklärt.
- Es ist wichtig, dass die Patient*innen konzentriert und motiviert mitarbeiten, da sonst keine brauchbaren Daten gemessen werden können.
- Zunächst soll mehrmals ruhig ein- und ausgeatmet werden.
- Dann folgt ein langsames, möglichst vollständiges Ausatmen.
- Ist ein Plateau erreicht, atmet die untersuchte Person wieder sehr tief ein und direkt anschließend möglichst kraftvoll und schnell wieder aus.
- Möglicherweise muss die Untersuchung mehrmals durchgeführt werden. Wenn 3 akzeptable Atemmanöver vorhanden sind, werden daraus die jeweils besten Ergebnisse ausgewertet.
- Alternativ kann eine Spirometrie auch im Rahmen einer Ganzkörperplethysmografie in einer Praxis für Pulmologie durchgeführt werden. Diese Untersuchung wird in einer Untersuchungskabine durchgeführt und liefert noch weitere wichtige Parameter zur Beurteilung einer Lungenfunktionsstörung.
Welche Variablen werden mit der Spirometrie gemessen?
Vitalkapazität (VC)
Das exspiratorische bzw. inspiratorische Reservevolumen (ERV/IRV) ist das Volumen, das bis zur maximalen Ausatmung ausgeatmet bzw. bis zur maximalen Einatmung eingeatmet werden kann. Die VC ist das Atemvolumen zwischen maximaler Ausatmung und maximaler Einatmung. Sie wird auch als inspiratorische Vitalkapazität (IVC) bezeichnet.
FVC
FVC ist die Abkürzung für „forcierte Vitalkapazität“. Dabei handelt es sich um das größte Volumen, das Sie forciert 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 (restriktive Ventilationsstörung). Auch bei einer Überblähung der Lungenbläschen ist die FVC meist reduziert, weil dabei zu viel Luft permanent in der Lunge verbleibt und damit die verbrauchte Luft nicht vollständig abgeatmet werden kann.
FEV1
FEV1 bedeutet „forciertes exspiratorisches Volumen in einer Sekunde“, also die Menge Luft, die in der ersten Sekunde des 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 deutlich reduziert. Auch bei Asthmabeschwerden 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 schwere Verengung (Obstruktion) der Atemwege vor.
PEF
Der exspiratorische Spitzenfluss (Peak Expiratory Flow, PEF) gibt die Spitzengeschwindigkeit der Luft an, mit der Sie maximal ausatmen können. 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 PEF-Wert den Widerstand in den Atemwegen wider.
FEV1/FVC
Das Verhältnis zwischen FEV1 und FVC (Tiffeneau-Index/relative Einsekundenkapazität) gibt an, wie groß der Anteil des in der ersten Sekunde des kräftigen Ausatmens gemessenen Volumens (FEV1) am gesamten Ausatemvolumen (FVC) ist. Wenn der FEV1/FVC-Wert geringer ist als der der unteren 5 % der Bevölkerung, spricht man von einer Obstruktion.
Andere Ergebnisse
Neben anderen Werten lässt sich durch eine Spirometrie auch der forcierte exspiratorische Fluss (FEF) messen, also wie stark der Atemstrom ist, wenn noch z. B. 75 %, 50 % oder 25 % der FVC in der Lunge vorhanden sind: FEF75, FEF50, FEF25. FEF25–75 gibt die mittlere Atemstromstärke zwischen 25 % und 75 % der FVC an.
Spirometriekurven
Aus verschiedenen Messwerten wie der Luftgeschwindigkeit bei einer bestimmten Luftmenge erstellen digitale Spirometriegeräte spezielle Kurven der Atemfunktion, um daraus Hinweise auf die Art und den Schweregrad der Lungenkrankheit zu erhalten.
Beurteilung
Anhand der gemessenen Werte kann beurteilt werden, ob eine obstruktive (Verminderung des Atemflusses durch Verengung) oder eine restriktive Ventilationsstörung (Behinderung der normalen Lungenausdehnung oder fehlendes Lungengewebe) vorliegt. Für eine obstruktive Ventilationsstörung sprechen reduzierte FEV1, FEV1/FVC und PEF, für eine restriktive Ventilationsstörung sprechen eine Verminderung der Vitalkapazität (VC) und eine normale oder erhöhte FEV1.
Reversibilitätstest
Bei Personen, bei denen anhand der Spirometrie eine Obstruktion festgestellt wurde, wird häufig ein sog. Reversibilitätstest durchgeführt. Ziel dieser Untersuchung ist es, zu überprüfen, ob eine nicht ständig vorhandene und nur anfallsweise auftretende Verengung der Bronchien, wie bei Asthma, vorliegt oder eine ständige Verengung, wie bei einer COPD.
Nachdem eine herkömmliche Spirometrie durchgeführt wurde, erhalten Sie ein Asthma-Medikament über einen Inhalator, ein sog. Beta-2-Mimetikum. Das Medikament bewirkt eine Erweiterung verengter Atemwege. Nach 15 Minuten wird erneut eine Spirometrie durchgeführt. Wenn das Medikament Wirkung zeigt, sollten sich Ihre Atemwege nun deutlich erweitert haben, und das Spirometrieergebnis verbessert sich. Dies ist typisch für Asthma. Wenn hingegen eine dauerhafte (irreversible) Verengung der Bronchien vorliegt, kommt es zu keiner oder nur einer geringgradigen Verbesserung des Spirometrie-Ergebnisses. Dies spricht für eine COPD. Ein Reversibilitätstest kann auch mit entzündungshemmenden Kortikosteroiden durchgeführt werden, die allerdings über mehrere Wochen inhaliert werden müssen, bevor eine neue Spirometrie durchgeführt werden kann.
Bronchoprovokation/Belastungstest
Dieser Test dient z. B. dazu, festzustellen, ob Sie trotz unauffälliger Spirometrie an Asthma leiden. Da Asthma anfallsweise auftritt, kann es bei Symptomfreiheit in der Spirometrie nicht erkannt werden. Bei der Bronchoprovokation wird eine Ganzkörperplethysmografie durchgeführt. Dann erfolgt eine Provokation der Atemwege durch Inhalieren eines Medikaments oder von kalter Luft oder durch körperliche Belastung, z. B. auf einem Laufband. Verschlechtert sich danach die Lungenfunktion, liegt wahrscheinlich Asthma mit einer Überempfindlichkeit der Bronchien vor (bronchiale Hyperreagibilität).
Weitere Informationen
- Asthma
- Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
- Spirometrie und PEF-Messung – Informationen für ärztliches Personal
Autor
- Markus Plank, MSc BSc, Medizin- und Wissenschaftsjournalist, Wien
Literatur
Dieser Artikel basiert auf dem Fachartikel Spirometrie und PEF-Messung. Nachfolgend finden Sie die Literaturliste aus diesem Dokument.
- Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Spirometrie. AWMF S2k Leitlinie Nr. 020-017. Stand 2015. (abgelaufen) www.awmf.org
- Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Fachärztliche Diagnostik und Therapie von Asthma. AWMF-Leitlinie Nr. 020-009. S2k, Stand 2023. www.awmf.org
- GOLD Reports. Global Strategy for Prevention, Diagnosis and Management of COPD. Stand 2020. goldcopd.org
- NVL-Programm von BÄK, KBV, AWMF. Nationale VersorgungsLeitlinie Asthma. Registernummer nvl-002. 4. Auflage, 2020. www.leitlinien.de
- 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