Präzisionsmedizin: Stärken und Schwächen der Spirometrie

Spirometrie ist ein zentrales Instrument zur Diagnose und Überwachung von Atemwegserkrankungen wie Asthma, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und anderen pulmonalen Störungen. Sie liefert wertvolle Informationen über die Lungenfunktion, indem sie das Volumen und den Fluss der ein- und ausgeatmeten Luft misst. Obwohl Spirometrie in der klinischen Praxis hochwirksam ist, gibt es auch Herausforderungen: Faktoren wie Patientenadhärenz, Geräteverfügbarkeit oder fehlende Ausbildung können die Zugänglichkeit und Genauigkeit der Tests beeinträchtigen. 

In diesem Artikel werden drei wesentliche Hindernisse beleuchtet, die Kliniker:innen überwinden müssen, um Spirometrie effektiv einzusetzen. Ein Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit und Nutzbarkeit von Spirometrie in der Praxis zu verbessern. 

Was ist Spirometrie? 

Spirometrie ist ein gängiger Lungenfunktionstest, der die Ein- und Ausatmung misst und so detaillierte Einblicke in die Lungenfunktion gibt. Sie wird sowohl zur Diagnose als auch zur Überwachung von Atemwegserkrankungen wie COPD, Asthma oder Mukoviszidose eingesetzt. Spirometrie kann respiratorische Auffälligkeiten aufdecken, die allein durch die körperliche Untersuchung nicht erkennbar wären. Das Verständnis der Lungenfunktion ist entscheidend, um chronische Lungenerkrankungen effektiv zu managen und Therapieentscheidungen fundiert zu treffen. 

Die Lösungen von Vitalograph ermöglichen es Fachpersonal, die Atemwegsgesundheit effizient und präzise zu diagnostizieren und so eine patientenzentrierte Versorgung sicherzustellen. 

Der Spirometrie-Testprozess 

Vorbereitung auf den Test 

Vor der Durchführung einer Spirometrie kann es erforderlich sein, dass Patient:innen bestimmte Vorkehrungen treffen, um die Genauigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.  

Vor einer Spirometrie-Untersuchung werden Patienten möglicherweise gebeten: 

• Rauchen einzustellen 

• Vermeiden intensiver körperlicher Aktivität 

• Absetzen bestimmter Medikamente wie Bronchodilatatoren 

• Nicht-Essen einer schweren Mahlzeit vor dem Test 

• Vermeiden von Koffein und anderen Stimulanzien 

Diese Vorsichtsmaßnahmen tragen dazu bei, dass die Spirometrieergebnisse genau und zuverlässig sind und die Lungenfunktion des Patienten realistisch widerspiegeln. 

Durchführung des Tests 

Der Test wird typischerweise in einer medizinischen Praxis oder einem spezialisierten Lungenfunktionslabor durchgeführt. Mit weichen Nasenclips wird sichergestellt, dass ausschließlich über das Mundstück geatmet wird.  

• Die Patient:innen nehmen einen tiefen Atemzug  

• Dann blasen Sie kraftvoll in das Spirometer

Das Spirometer misst die Luftmenge, die der Patient ausatmet und einatmet.Um zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, wird der Test mindestens dreimal wiederholt. So können Ärzt:innen ein klares Bild der Lungenfunktion gewinnen. 

Interpretation der Ergebnisse 

Die Ergebnisse der Spirometrie sind entscheidend für die Diagnose und Überwachung von Atemwegserkrankungen, einschließlich COPD und Asthma. Bei dem Test werden mehrere zentrale Parameter gemessen: 

• FEV1 (forciertes exspiratorisches Volumen): misst die Luftmenge, die in einer Sekunde ausgeatmet werden kann. 

• FVC (forcierte Vitalkapazität): gibt die insgesamt ausgeatmete Luftmenge während des Tests an. 

• PEF (Peak Expiratory Flow): zeigt die maximale Ausatmungsgeschwindigkeit an. 

Diese Parameter sind entscheidend, um die Lungenfunktion zu beurteilen und Erkrankungen wie chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) sowie andere obstruktive Lungenerkrankungen zu diagnostizieren. Das Verständnis dieser Werte ermöglicht es den Ärzt:innen, fundierte Entscheidungen für die Patientenversorgung zu treffen. 

Schulung und Ausbildung zu Spirometrie, FeNO und Oszillometrie 

Eine fundierte Ausbildung ist für medizinisches Fachpersonal unerlässlich, um Spirometrietests korrekt durchzuführen und zuverlässig zu interpretieren. Die American Thoracic Society (ATS) und die European Respiratory Society (ERS) haben umfassende Richtlinien für die Spirometrieschulung erstellt, die richtige Technik, Qualitätskontrolle und Ergebnisinterpretation abdecken. 

Neben der Spirometrie spielen weitere diagnostische Verfahren eine wichtige Rolle: 

• FeNO (fraktioniertes exhalierendes Stickstoffmonoxid) misst Stickstoffmonoxid in der ausgeatmeten Luft und unterstützt die Asthmadiagnose. 

• Oszillometrie bewertet die Lungenfunktion, indem sie den Widerstand und die Reaktanz der Atemwege misst. 

Die Schulung und Ausbildung in der Anwendung dieser Verfahren ist entscheidend, damit Fachkräfte Atemwegserkrankungen präzise diagnostizieren und behandeln können und somit optimale Patientenergebnisse erzielt werden. 

Barrieren bei der Durchführung 

1. Schulung und Ausbildung 

Es ist äußerst wertvoll, medizinisches Fachpersonal in der Anwendung von Spirometrie, FeNO, Atemwegsoszillometrie und anderen Techniken der Lungenfunktionsdiagnostik im Asthmamanagement zu schulen und auszubilden. Dies kann sowohl Präsenzworkshops umfassen, in denen die einzelnen Lungenfunktionstestverfahren demonstriert werden, als auch Webinare in größerem Umfang, in denen Wissen und theoretische Grundlagen vermittelt werden. 

Während die meisten Fachkräfte mit dem Konzept der Spirometrie vertraut sind, kann die praktische Anwendung durch fehlende oder unzureichende Schulung erschwert werden. In diesem Zusammenhang stellt die Association for Respiratory Technology and Physiology (ARTP) eine detaillierte Liste externer Institute und unabhängiger Trainer zur Verfügung, die Spirometrieschulungen anbieten. Umfassende theoretische Grundlagen zur Spirometrie sind zudem im Dokument „Standardization of Spirometry 2019 Update“, veröffentlicht im American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, zugänglich. 

FeNO und Atemwegsoszillometrie werden dagegen typischerweise in der sekundären Versorgung eingesetzt, weshalb möglicherweise weniger Kliniker:innen Erfahrung in der Durchführung und Interpretation dieser Messwerte haben. Standardisierte Verfahren für FeNO-Tests wurden 2005 von der ATS/ERS veröffentlicht, und darauf aufbauend wurden 2011 klinische Praxisleitlinien für die Anwendung von FeNO bereitgestellt. Das E-Learning-Programm für medizinisches Personal bietet digitale FeNO-Schulungen, die von der ARTP und Asthma UK unterstützt werden. Auch Gerätehersteller geben spezifische Anleitungen zur Anwendung ihrer jeweiligen Geräte. 

Bezüglich der Atemwegsoszillometrie hat die European Respiratory Society (ERS) die Publikation „Technical standards for respiratory oscillometry“ veröffentlicht, die fundierte Empfehlungen zu Hardware, Software, Testprotokollen und Qualitätskontrolle enthält. Obwohl es zahlreiche Daten zur Unterstützung der Oszillometrie bei Asthma gibt, mangelt es nach wie vor an Präsenzworkshops, um Oszillometrie im klinischen Alltag zu etablieren – ein Aspekt, der zukünftig berücksichtigt werden sollte. Darüber hinaus werden in den aktuellen Empfehlungen der Global Initiative for Asthma (GINA) die Anwendung und Nutzung der Atemwegsoszillometrie nicht explizit erwähnt. Ähnlich wie bei FeNO, wo verschiedene Gerätetypen existieren, erschwert die potenzielle Geräteabhängigkeit die Standardisierung der Oszillometrie. 

Eine mögliche Lösung besteht darin, Oszillometrie-Zentren einzurichten, in denen bestimmte Krankenhäuser Fachkräfte aus anderen Einrichtungen einladen, um praktische Erfahrungen in realen klinischen oder Forschungsumgebungen zu sammeln. Theorie ist zwar unverzichtbar, ersetzt jedoch nur selten die wertvolle klinische Erfahrung, die durch den tatsächlichen Einsatz der Geräte und Techniken gewonnen wird. Bei allen Untersuchungen ist es entscheidend, die Verfahren zu standardisieren, damit präzise Therapieentscheidungen getroffen und Testergebnisse zuverlässig zwischen verschiedenen Zentren verglichen werden können. 

2. Interpretation und Akzeptanz der Testergebnisse 

Die Daten aus Spirometrie, FeNO und Atemwegsoszillometrie sollten stets im Kontext weiterer Umstände interpretiert werden, da Lungenfunktionstests in der Regel komplex sind. Zahlreiche beeinflussbare Faktoren können beispielsweise die FeNO-Werte verändern, darunter inhalative Kortikosteroide, Rauchen, körperliche Aktivität, wiederholte Spirometrien oder Bronchokonstriktion. Zudem sollte die Oszillometrie immer vor Tests durchgeführt werden, die tiefe Atemzüge erfordern, wie Spirometrie oder FeNO-Messungen. Es gibt sogar intraindividuelle Unterschiede bei FeNO und Oszillometrie zwischen Geräten, weshalb empfohlen wird, über längere Zeiträume hinweg dasselbe Gerät sowohl in der klinischen Praxis als auch in der Forschung zu verwenden, um die Zuverlässigkeit der Messungen sicherzustellen. 

Während Spirometrie-Ergebnisse traditionell als prozentualer Sollwert oder als z-Scores dargestellt werden, können Oszillometrie-Daten als absolute Werte (kPa/L oder cmH₂O) oder ebenfalls als prozentualer Sollwert interpretiert werden. Neuere Studien stützen zudem die Nutzung von Oszillometrie-Verhältnissen, wie dem Verhältnis von peripherem zu totalem Atemwegswiderstand (R5-R20/R5 x 100) sowie der niederfrequenten Reaktanz geteilt durch die gesamte Reaktanzfläche (X5/AX x 100). In diesem Zusammenhang können solche Verhältnisse helfen, mögliche Verzerrungen durch unterschiedliche Geräte zu verringern. 

3. Zugang zu Geräten – Nutzen für Patient:innen nachweisen 

Bereits bekannt ist, dass eine kombinierte Beeinträchtigung der Lungenfunktion, z. B. Spirometrie in Kombination mit FeNO oder Oszillometrie mit Spirometrie, mit erhöhtem Risiko für unkontrolliertes Asthma und einer häufigeren schweren Exazerbation einhergeht. Dies unterstreicht die Bedeutung einer umfassenden Lungenfunktionsbewertung. Mehr Exazerbationen wiederum stehen in engem Zusammenhang mit weiterem Lungenfunktionsverlust und damit einem erhöhten Mortalitätsrisiko. 

Ein naheliegender nächster Schritt wäre die Durchführung einer längsschnittlichen Studie, die das Asthmamanagement anhand von Spirometrie allein, Oszillometrie allein und einer kombinierten Vorgehensweise bei der Lungenfunktionsdiagnostik vergleicht. 

Es kann daher für medizinisches Fachpersonal frustrierend sein, die Vorteile einer kombinierten Diagnostik zu kennen, aber aufgrund fehlender Ressourcen nicht umsetzen zu können. Viele primärärztliche Einrichtungen verfügen beispielsweise nicht über Spirometriegeräte oder ausreichend geschultes Personal, das die Geräte bedienen kann. Ein weitere mögliche Einschränkung sind die Kosten für Geräte, Mundstücke und Filter sowie die laufende Wartung, auch wenn es in der Verantwortung der Fachkräfte liegen kann, Business Cases für die Anschaffung solcher Ressourcen vorzulegen. 

Obwohl der Verzicht auf solche diagnostischen Lösungen zunächst als kostensparend erscheinen mag, ist dies langfristig kurzsichtig, da es zu schlechteren Patient:innenergebnissen und höheren Gesundheitskosten führen kann. Bemerkenswerterweise gibt es auch Daten zur Anwendung von FeNO im stationären Bereich, um infektiöse von eosinophilen Asthmaexazerbationen zu unterscheiden und die gezielte Antibiotika- oder Kortikosteroidtherapie zu steuern. Damit schließt sich der Kreis zurück zum Konzept der Präzisionsmedizin, das eine optimierte Versorgung und bessere Patient:innenergebnisse ermöglichen soll. 

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