Enzyklopädie der Schlafmedizin
Autoren
Ulrich Köhler

Langzeitregistrierung von Lungengeräuschen

Veränderungen normaler Lungengeräusche sind ein wichtiger Hinweis auf pathophysiologische Prozesse in Bronchialsystem und Lunge. Bei unklaren Symptomen wie Dyspnoe, Giemen (Wheezing) oder Husten im Schlaf ist eine nächtliche Langzeitregistrierung der Lungengeräusche sinnvoll, um spezifische Auskultationsphänomene im zeitlichen Verlauf qualitativ und vor allem auch quantitativ zu erfassen und zu dokumentieren. Ein mobiles Messsystem ermöglicht zudem ein nichtinvasives und vigilanzunabhängiges Monitoring im häuslichen Umfeld des Patienten. Es kann darüber hinaus auch zur Verlaufskontrolle medikamentöser Interventionen genutzt werden.

Synonyme

Auskultatorisches Langzeit-Monitoring der Lunge

Englischer Begriff

long term registration of lung sounds

Definition

Veränderungen normaler Lungengeräusche sind ein wichtiger Hinweis auf pathophysiologische Prozesse in Bronchialsystem und Lunge. Bei unklaren Symptomen wie Dyspnoe, Giemen (Wheezing) oder Husten im Schlaf ist eine nächtliche Langzeitregistrierung der Lungengeräusche sinnvoll, um spezifische Auskultationsphänomene im zeitlichen Verlauf qualitativ und vor allem auch quantitativ zu erfassen und zu dokumentieren. Ein mobiles Messsystem ermöglicht zudem ein nichtinvasives und vigilanzunabhängiges Monitoring im häuslichen Umfeld des Patienten. Es kann darüber hinaus auch zur Verlaufskontrolle medikamentöser Interventionen genutzt werden. Messungen der Lungenfunktion sind immer an Wachheit gebunden und können den Zustand Schlaf nicht abbilden. Der Vorteil einer auch im Schlaf durchgeführten akustischen Langzeitregistrierung liegt weiterhin in der Möglichkeit einer synchronen Aufzeichnung von Parametern zur Beurteilung der Schlafqualität im Rahmen einer parallel durchgeführten Kardiorespiratorischen Polysomnographie (KRPSG; siehe „Kardiorespiratorische Polysomnographie“).

Grundlagen

Bei normaler ungestörter Inspiration strömt die Atemluft durch Trachea, Bronchien und Bronchiolen in die Alveolen. Die Flussgeschwindigkeit ist in der Trachea am größten und nimmt in Richtung der Alveolen auf fast Null ab. In Trachea, Haupt- und Lappenbronchien ist die Strömung durch Verwirbelungen turbulent. Das normale Lungengeräusch ist ein fortgeleitetes Geräusch, das seinen Ursprung im Bereich der größeren Atemwege hat und über das Lungengewebe auf die Thoraxwand übertragen wird. Das Lungengewebe wirkt hierbei wie ein Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von etwa 300–400 Hz.

Atemgeräusche und Nebengeräusche

Nach der Nomenklatur der International Lung Sound Association (ILSA) werden Atemgeräusche und Nebengeräusche unterschieden. Zu den Atemgeräuschen gehören die Normalatmung sowie die Tracheal- und Bronchialatmung. Das normale Atemgeräusch umfasst einen Frequenzbereich von 50 Hz bis über 500 Hz, das tracheale Atemgeräusch Frequenzen bis zu 2000 Hz. Bei den Nebengeräuschen unterscheidet man die kontinuierlichen und diskontinuierlichen Geräusche. Sie werden durch ihre akustischen Eigenschaften und die Zeitdauer definiert. Zu den kontinuierlichen Geräuschen, die eine Mindestdauer von 100 ms aufweisen, gehören das Giemen (engl. „wheezing“), das Brummen, auch Rhonchi genannt, und der Stridor. Zu den diskontinuierlichen Geräuschen mit einer Mindestdauer unter 100 ms gehören das feine Rasseln (engl. „fine crackles“), im klinischen Jargon auch als feine Rasselgeräusche bezeichnet, sowie das grobe Rasseln (engl. „coarse crackles“), auch als grobe Rasselgeräusche beschrieben.
Wheezes sind hochfrequente Geräusche mit einem Spektralbereich von 400 Hz bis über 1000 Hz, die vorwiegend bei Patienten mit obstruktiven Atemwegserkrankungen wie „Asthma bronchiale“ und „Chronisch-obstruktive Lungenerkrankung“ (COPD) gefunden werden. Abb. 1 zeigt eine Gesamtübersicht einer nächtlichen Lungengeräuschanalyse mit Wheezing-Ereignissen. Wheezing ist immer verursacht durch eine Flusslimitation. Nicht jede Flusslimitation muss jedoch zu Wheezing führen. Als Ursache von Wheezing werden Schwingungen des Bronchialsekrets beziehungsweise Oszillationen der Bronchialwände angesehen. Wheezing entsteht nur dort, wo die Luftströmung trotz bronchialer Obstruktion stark genug ist, um die Bronchialwände in Schwingung zu versetzen. Bei schwerster Atemwegsobstruktion und bei nur schwachem Luftstrom ist die Lunge „stumm“ (engl. „silent lung“). Der Rhonchus entspricht einem brummenden Geräusch, das vorwiegend bei Patienten mit Chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) gefunden wird und das im Frequenzbereich unter 200 Hz liegt.
Die Auskultation mit dem Stethoskop ist ein etabliertes diagnostisches Verfahren. Ein objektives Verfahren, das zudem noch mobil einsetzbar ist und pathologische Veränderungen der Lungengeräusche im Langzeitverlauf erkennen kann, stellt ein wichtiges diagnostisches Hilfsmittel für den behandelnden Arzt dar. Die nächtliche akustische Langzeitregistrierung der Lungengeräusche ist deshalb sinnvoll, weil viele Patienten, insbesondere solche mit pulmonalen und kardialen Erkrankungen, im Schlaf symptomatisch sind und der Fremdeinfluss anderer Geräuschphänomene vergleichsweise gering ist. Asthma bronchiale, Refluxösophagitis, chronische Affektionen von Nase und Nasennebenhöhlen wie allergische und nichtallergische Rhinitis, Sinusitis oder Polyposis nasi können zum Auftreten von Bronchialobstruktionen mit Giemen und Husten im Schlaf führen. Auch kardiale Erkrankungen wie die dekompensierte Linksherzinsuffizienz, das sogenannte Asthma cardiale, sind über Auskultationsphänomene, nämlich die feuchten Rasselgeräusche, detektierbar.

Indikationen für eine Langzeitregistrierung von Lungengeräuschen und Husten im Schlaf

  • Früherkennung von Asthma bronchiale
  • Diagnostik bei unklarer nächtlicher Luftnot zur Differenzierung zwischen Asthma bronchiale, gastroösophagealer Refluxkrankheit, der Aspiration von Sekret aus den Nasennebenhöhlen während des Nachtschlafs (Postnasal-Drip-Syndrom) oder einer Dysfunktion der Stimmbänder im Schlaf („vocal cord dysfunction“)
  • Diagnostik bei unklarem nächtlichen Husten zur Differenzierung bei Verdacht auf Asthma bronchiale, Refluxkrankheit, Postnasal-Drip-Syndrom oder „vocal cord dysfunction“
  • Verlaufsbeurteilungen bei antiobstruktiver und antitussiver Therapie zur Kontrolle einer Reduktion von Wheezing/Rhonchus und Husten
  • In Kombination mit pH-Metrie zur Beurteilung der Kausalität von Magensäurereflux und asthmatischen Beschwerden bei anamnestisch geklagter nächtlicher Luftnot oder Husten

Langzeitauskultation bei bronchialer Obstruktion und Husten

Insbesondere bei Patienten mit Asthma bronchiale ist der Schlaf im Hinblick auf die gestörte Atmung von großer Relevanz. In einer großen Untersuchung bei 7729 Asthmatikern ergab eine Befragung, dass 74 % der Patienten mindestens einmal pro Woche wegen respiratorischer Probleme aus dem Schlaf heraus erwachen, bei 39 % war das jede Nacht der Fall (Turner-Warwick 1988). Nach einer Untersuchung von Storms et al. (1994) beklagten 67 % von 304 Asthmatikern nächtliche Symptome, 11 % hatten sie jede Nacht. Dethlefsen und Repges (1985) konnten in einer Untersuchung von über 3000 Patienten mit bronchialer Obstruktion, vorwiegend Asthmatiker, zeigen, dass mehr als 90 % der Gesamtzahl von Episoden mit akuter Luftnot aus dem Schlaf heraus auftraten. Die Interaktion zwischen Schlaf und Asthma bronchiale ist unklar. Es erscheint einleuchtend, dass ein nächtliches Asthma bronchiale zu einer Störung der Schlafqualität führen kann.
Vor allem bei Patienten mit im Schlaf auftretenden ätiologisch unklaren Symptomen wie Dyspnoe, Husten, thorakales Erstickungs- oder Engegefühl und „pfeifendes Geräusch beim Atmen“ erweist sich das akustische Langzeitregistrierverfahren (zum Beispiel LEOSound – Lungen Sound Monitor, Abb. 2) als sinnvolles diagnostisches Hilfsmittel (Koehler et al. 2014, 2015, 2016). Gleichzeitig kann die Methode zur Verlaufskontrolle therapeutischer Interventionen genutzt werden. Abb. 3 zeigt am Beispiel eines 58-jährigen Patienten mit dem Postnasal-Drip-Syndrom eindrucksvoll, dass durch die nächtliche Langzeitregistrierung der Lungengeräusche neben dem beklagten Husten auch eine schwere Bronchialobstruktion nachzuweisen war. Tagsüber war der Patient, der seit 6 Wochen unter ausschließlich im Schlaf auftretendem Hustenreiz und Erstickungsgefühl litt, beschwerdefrei, die Lungenfunktion ergab keinen Anhalt für eine Obstruktion der Atemwege. Das Histogramm der „Wheezing-Ereignisse“ zeigt einen ausgeprägten Befund mit Bronchialobstruktionen über den gesamten Schlafzeitraum. Als ursächlich für die Bronchialobstruktionen konnte ein Postnasal-Drip-Syndrom bei chronischer Sinusitis maxillaris, frontalis und ethmoidalis gesichert werden. Anhand der parallel abgeleiteten Polysomnographie ist zu erkennen, dass es durch die Bronchialobstruktionen sowie durch den Husten bedingt zum Auftreten einer gestörten Makrostruktur des Schlafs mit einer Reduktion an Tief- und REM-Schlaf kommt.

Zusammenfassung und Bewertung

Durch die Optimierung der Computertechnik sind mittlerweile kontinuierliche Geräuschaufzeichnungen in hoher Qualität möglich geworden. Die Aufzeichnung der Atemgeräusche kann zeitgleich mittels mehrerer luftgekoppelter Mikrofone oder piezoelektrischer Sensoren, die an zuvor festgelegten Standardauskultationspunkten befestigt werden, erfolgen. Die akustischen Sensoren sollten dabei eine möglichst gute Geräuschübertragung ermöglichen und den Patienten nicht behindern oder stören. Die Bewertung der aufgezeichneten Geräusche sollte entweder zeitnah oder nach Abschluss der Messung erfolgen. Durch moderne Methoden der Biosignalanalyse ist eine spezifische Mustererkennung mit einer Zuordnung zu den entsprechenden Symptomen wie Giemen, Brummen oder Husten möglich. Eine Abgrenzung zu ähnlich klingenden Außengeräuschen wie Sprache oder Musik ist notwendig, um die Spezifität der automatischen Mustererkennung zu verbessern. Im Unterschied zu Messungen, die am Tage durchgeführt werden, sind jedoch bei nächtlichen Registrierungen sehr viel weniger Störgeräusche vorhanden. Auch reduziert sich während des Schlafs die Anzahl bewegungsassoziierter Artefakte.
Die Bewertung der gefundenen Geräuschmuster, beispielsweise durch die Bestimmung des zeitlichen Anteils von Wheezing (Wheezing-Rate) oder durch die Anzahl und Abfolge der Hustenstöße, wird häufig analog der Schlafanalyse in 30-Sekunden-Zeitfenstern durchgeführt. Dieses Vorgehen ermöglicht in Kombination mit der Durchführung einer Polysomnographie auch eine zeitliche Korrelation der vorhandenen Symptome mit den Schlafparametern (Koehler et al. 2000; Reinke et al. 2002).
Literatur
Dethlefsen U, Repges R (1985) Ein neues Therapieprinzip bei nächtlichem Asthma. Med Klin 80:44–47
Koehler U, Gross V, Grote L (2000) Nächtliche Bronchialobstruktion, Schlaf und Vigilanz – besteht eine Interaktion? DMW 125:950–953CrossRef
Koehler U, Brandenburg U, Weissflog A et al (2014) LEOSound, an innovative procedure for acoustic long-term monitoring of asthma symptoms (wheezing and coughing) in children and adults. Pneumologie 68(4):277–281CrossRef
Koehler U, Hildebrandt O, Walliczek U et al (2015) What is important for diagnosis and therapy follow-up in chronic cough? Pneumologie 69(10):588–594CrossRef
Koehler U, Hildebrandt O, Kerzel S et al (2016) Normal and adventitious breath sounds- nomenclature and visualization. Pneumologie 70(6):397–404
Reinke C, Koehler U, Gross V et al (2002) Continuous acoustic monitoring of nocturnal bronchial obstructions. Pneumologie 56:293–296CrossRef
Storms WW, Bodman SF, Nathan RA et al (1994) Nocturnal asthma symptoms may be more prevalent than we think. J Asthma 31:313–318CrossRef
Turner-Warwick M (1988) Epidemiology of nocturnal asthma. Am J Med 85(Suppl 1B):6–8CrossRef