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Der Lunge beim Atmen zugeschaut

19.02.2008
Von Handelsblatt 
Eine Art digitales Stethoskop könnte künftig die Diagnose von Lungenkrankheiten verbessern. Eine spezielle Software soll die visualisierten Atemgeräusche wesentlich genauer analysieren, als dies mit einem herkömmlichen Stethoskop möglich ist. Die Bilder der atmenden Lunge können in einzelnen Fällen sogar eine Röntgenaufnahme ersetzen.

BERLIN. Das von der israelischen Firma Deep Breeze auf den Markt gebrachte Gerät nimmt mit hoch empfindlichen Mikrofonen die Lungengeräusche des Patienten auf, analysiert ihre Intensität und Verteilung und stellt die Ergebnisse in Bildsequenzen auf dem Bildschirm dar. Die visualisierten Atemgeräusche machen Belüftung, Funktion und Form der Lunge sichtbar. Das soll die Diagnose und Verlaufskontrolle bei Lungenerkrankungen und nach Operationen erleichtern. Nach Meinung von Experten kann das neue, auch "Vibration Response Imaging" (VRI) genannte Verfahren in einigen Fällen sogar eine Alternative zum Röntgen sein.

Für die Untersuchung werden 42 Mikrofone auf dem Rücken des Patienten angebracht. Die Mikrofone sind in gleichmäßigen Abständen an Kabeln aufgereiht und saugen sich mit einem leichten Vakuum an der Haut fest. Die große Zahl von Mikrofonen ermöglicht es, die Atemgeräusche in beiden Lungenflügeln aufzunehmen. Insgesamt dauert eine Aufnahme etwa zwölf Sekunden, was im Durchschnitt drei bis vier Atemzyklen entspricht.

Aus den Daten der rund 80 Momentaufnahmen rekonstruiert eine speziell entwickelte Software die räumliche und zeitliche Verteilung der Geräusche und stellt ihre Intensität in Graustufen dar. Besondere Lungengeräusche, wie sie für Asthma oder Entzündungen typisch sind, werden an den Stellen, an denen sie entstehen, durch farbige Punkte hervorgehoben. Aus der Sequenz der errechneten Bilder ergibt sich eine Art Film, in dem die atmende Lunge sichtbar wird.

Auf diese Weise lassen sich die Lungengeräusche nach Meinung von Experten wesentlich genauer analysieren als durch das gewöhnliche Abhören mit einem Stethoskop. "Die Ergebnisse der Untersuchung lassen sich speichern und teilweise quantifizieren", nennt Torsten Born, Lungenspezialist am Universitätsklinikum Frankfurt am Main, einen Vorteil der neuen Technik. So werde das Untersuchungsergebnis für andere Ärzte besser nachvollziehbar.

Üblicherweise hören Lungenärzte das Organ mit einem gewöhnlichen Stethoskop ab und dokumentieren das Gehörte anschließend mit eigenen Worten. "Für andere Mediziner sind solche Untersuchungsergebnisse oft schwer reproduzierbar, die Beschreibungen häufig nicht objektiv genug", sagt Born.

Auch dem Röntgen der Lunge sei das neue Verfahren in manchen Fällen überlegen. Denn während eine Röntgenaufnahme nur ein statisches Bild liefere, werde auf den VRI-Bildern die Bewegung der Lunge sichtbar, was zusätzlich Rückschlüsse auf die Atemfunktion zulasse. "Man kann damit zuverlässig zwischen einer harmlosen Bronchitis und einer Lungenentzündung unterscheiden", nennt der Mediziner eine Anwendung, bei der die neue Diagnosetechnik künftig Röntgenuntersuchungen ersetzen könnte.

Auch ein Verschluss der Atemwege - etwa durch einen Fremdkörper oder einen Tumor - sei gut diagnostizierbar. Bei einer Reihe von Lungenerkrankungen ließe sich durch das neue Verfahren jede zweite Röntgenaufnahmen einsparen, schätzt Born. Von Vorteil sei dies nicht nur bei der Untersuchung von Kindern, bei denen es gilt, Strahlenbelastung wo immer möglich zu vermeiden. Auch erwachsene Patienten profitierten davon, denn die risikolose Untersuchung lässt sich beliebig oft wiederholen.

Ein interessantes Einsatzfeld sehen Experten deshalb auch in der Intensivmedizin, wo die Lungenfunktion von beatmeten Patienten möglichst engmaschig und genau überwacht werden muss. Auf den Bildern lassen sich Belüftungsstörungen genauso erkennen wie beispielsweise in der Lunge angesammelte Flüssigkeiten. Ein konstantes Monitoring erlaubt den Ärzten, Problemen bei der künstlichen Beatmung frühzeitig entgegen zu steuern.

Derzeit führt der Hersteller Deep Breeze eine Reihe von Studien an deutschen Lungenzentren durch, um das diagnostische Potenzial des digitalen Stethoskops bei komplexeren Erkrankungen auszuloten. In Hannover werden Patienten nach einer Lungentransplantation mit dem VRI-Gerät überwacht, in Heidelberg findet das Verfahren begleitend bei minimal-invasiven Eingriffen an der Lunge Einsatz. Torsten Born und seine Kollegen an der Frankfurter Uniklinik erforschen die Verlaufskontrolle von Patienten mit einem Lungenkarzinom. Hier stößt die Technik jedoch zurzeit an ihre Grenzen, denn viele an Lungenkrebs erkrankte Patienten haben zusätzlich eine Raucherlunge und leiden an Folgeerkrankungen, was insgesamt zu einem hoch komplexen Nebeneinander verschiedener Krankheitsbilder führt. "Diese Faktoren auseinander zu sortieren, ist mit dem VRI-Gerät momentan noch schwer", sagt Born.

Auch die eindeutige Zuordnung der Geräusche zu bestimmten Lungensegmenten ist mit dem Verfahren nur bedingt möglich, sagt Ronald Blechschmidt-Trapp von der medizintechnischen Fakultät der Hochschule Ulm. Er hat untersucht, inwieweit sich aus Lungengeräuschen ein dreidimensionales Bild der Lunge erstellen lässt und welche räumliche Auflösung die erlangten Bilder erreichen können. Seine Schlussfolgerung: "Atemfunktion und Lungengeräusche lassen sich mit der VRI-Technik zwar hervorragend analysieren und dokumentieren, eine räumliche Zuordnung der Ursachen für eine gestörte Atmung ist aber aus physikalischen Gründen nur im Bereich von einigen Zentimetern möglich." Tiefer gelegene Lungensegmente ließen sich nur grob einteilen.

Einen besonders geeigneten Einsatzbereich für VRI-Geräte sieht Torsten Born denn auch bei vorgeschalteten Kontroll-Untersuchungen, bei denen ernsthafte Erkrankungen ausgeschlossen werden sollen. Ein Hausarzt könne mit dem digitalen Stethoskop Zweifel ausräumen, ob der böse Husten noch einer harmlosen Bronchitis oder bereits einer gefährlichen Lungenentzündung geschuldet sei. Die standardmäßig vor der OP durchgeführte Röntgenuntersuchung der Lunge könnte seiner Meinung nach künftig durch eine VRI-Aufnahme ersetzt werden. Denkbar seien auch Reihenuntersuchungen von Risikogruppen. "So könnte man Lungenerkrankungen erfassen, die einer weiteren Abklärung bedürfen", sagt Born.