Beendigung erst bei Erreichen eines Plateaus in Exspiration (< 25 ml Änderung in 1 s)
rückextrapoliertes Volumen < 5 % der FEV1 und < 150 ml
Reproduzierbarkeitskriterien
Durchführung von mind. 3 akzeptierten Versuchen
hierbei Unterschied zwischen bestem und zweitbestem Versuch ≤ 5 % und < 150 ml für FEV1 und FVC
bei FEV1 und FVC < 1 l um nicht mehr als 100 ml
Induktion von „Spirometer-Asthma“ (Bronchoprovokation durch forcierte Exspiration) kann Reproduzierbarkeit verhindern.
insbesondere bei mehrfachen Versuchen
Wiederholung bis 3 akzeptable Atemmanöver vorhanden, jedoch nicht mehr als 8
Dokumentation der Akzeptanzkriterien, der Güte der Mitarbeit und der technischen Qualität
Spirometrie
Patient*in sitzt, nach Möglichkeit ohne beengende Bekleidung.
Die Spirometrie beginnt mit einigen normalen Atemzügen. Die Person wird dann gebeten, langsam und maximal auszuatmen. Daraufhin folgt eine maximale Einatmung und eine forcierte, maximale Ausatmung.
Die Ausatmung wird so lange wie möglich fortgesetzt (bis die Lunge vollständig entleert ist) oder bis für das Ausatmungsvolumen ein Plateau erreicht ist.
Menschen mit gesunder Lunge entleeren die Lunge innerhalb weniger Sekunden, während Patient*innen mit obstruktiven Lungenerkrankungen 10–15 Sekunden benötigen können.
Die Luftmenge und Luftgeschwindigkeit werden gemessen und in einer grafischen Kurve (Fluss-Volumen-Diagramm) dargestellt.
Nationale Versorgungsleitlinie Asthma: Spirometrie7
Die Spirometrie mit Darstellung der vollständigen Fluss-Volumen-(FV)-Kurve soll die Basis der Funktionsdiagnostik sein.
Da das Verfahren mitarbeitsabhängig ist, sollen ggf. zusätzlich weniger mitarbeitsabhängige Methoden herangezogen werden (z. B. Bodyplethysmografie).
Bei der Spirometrie sollen die besten Werte aus mindestens 3 reproduzierbaren Fluss-Volumen-Kurven verwendet werden.
Erst die Durchführung von 3 Messungen erlaubt die Beurteilung der Güte der Mitarbeit der Patient*innen und damit die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse.
Dabei wird ein Unterschied von bis zu 5% zwischen dem besten und zweitbesten Ergebnis der Messung von FEV1 und FVC akzeptiert.
PEF-Messung
Bei einer isolierten PEF-Messung wird ein spezielles PEF-Messgerät (Peak-Flow-Meter) verwendet.
Dieses kann auch von den Patient*innen selbst im Rahmen häuslicher Messungen eingesetzt werden.
Viele Peak-Flow-Meter geben den Fluss in l/min und nicht in l/s an.
Das Ziel besteht darin, die höchste Geschwindigkeit der durch den Mund strömenden Luft zu messen.
Bei der PEF-Messung im Rahmen einer Spirometrie wird der tatsächliche Spitzenfluss gemessen. Ein Peak-Flow-Meter bestimmt lediglich die Kraft der Ausatmung. Differenzen sind insofern irrelevant, da mit dem Peak-Flow-Meter die individuelle Variabilität bestimmt werden soll.
Alleinige PEF-Messung ist für die Diagnostik von Asthma und COPD nicht ausreichend.
Bestimmung der PEF-Variabilität in der Asthma-Verlaufskontrolle2
Formel: (höchster – niedrigster Wert während 1 Woche)/höchster Wert x 100 %
Eine PEF Variabilität ≥ 10 % (bei Kindern > 13 %) spricht für ein Asthma.
Nationale Versorgungsleitlinie Asthma: Peak-Flow-Messung7
Einen relevanten Stellenwert für die Peak-Flow-Messung oder die Messung der Peak-Flow-Variabilität in der Primärdiagnostik sieht die Leitliniengruppe nicht mehr.
Die Diagnose des Asthmas soll nicht ausschließlich durch Anwendung der Peak-Flow-Messung (PEF) gestellt werden.
Fehlerquellen
Die Spirometrie erfordert motivierte und kooperative Patient*innen.
Anstrengungsabhängigkeit („Effort Dependence")
bei maximaler Anstrengung meist etwas geringere Atemstromstärken als bei submaximaler Anstrengung
insbesondere bei obstruktiven Ventilationsstörungen
Die submaximale Anstrengung ist jedoch nicht reproduzierbar.
Zeitabhängigkeit („Time Dependence")
Bei forcierter Exspiration nach langsamer Inspiration und Pause ist die FEV1 geringer als nach schneller Inspiration.
daher Empfehlung einer zügigen Inspiration ohne Pause vor der forcierten Exspiration
Validität
Für die Interpretation sollte die untersuchende Person bewerten, in welchem Umfang die Ergebnisse ein reproduzierbares Bild der Lungenfunktion der Patient*innen abgeben.
Mindestens 3 Spirometrie-Messungen sollten durchgeführt werden, um die bestmögliche Validität sicherzustellen.7
Die beiden besten Ergebnisse der FVC bzw. FEV1 sollten nicht mehr als 150 ml1,8 bzw. 5 %7 voneinander abweichen.
Die Normalwerte für die Spirometrie variieren entsprechend der Größe, des Gewichts, des Alters, des Geschlechts und des ethnischen Hintergrunds der Patient*innen.4
Interpretation
Allgemeines zur Beurteilung
Nachweis und Quantifizierung einer möglichen Ventilationsstörung anhand der spirometrischen Messparameter
Die Beurteilung der spirometrischen Messergebnisse erfolgt anhand der 2012 veröffentlichten Referenzwerte der Global Lung Initiative (GLI) für gesunde Proband*innen im Alter von 3–95 Jahren.5
Die Normalwerte sind u. a. abhängig von Alter, Geschlecht, Körperstatur und ethnischer Herkunft.
Die ethnische Gruppenzugehörigkeit hat Einfluss auf die Lungenfunktion.
Die Beurteilung anhand von Perzentilen berücksichtigt eine Streuung der Normalwerte eher als Prozentangaben des Mittelwertes.
Normalwerte der GLI sind üblicherweise in die Software der Spirometriegeräte integriert.
Pathologische Grenzwerte
Spirometrischen Messparameter sind pathologisch, wenn sie unterhalb der 5. Perzentile liegen.
Dieser untere Grenzwert wird auch als „Lower Limit of Normal“ (LLN) bezeichnet.
Z-Score gibt die Standardabweichungen vom Sollwert an.
Z-Score von geringer als –1,645 wird als pathologisch gewertet.
nur negative Z-Scores, da nur Abweichungen nach unten pathologisch
Perzentilen und Z-Scores sind gleichwertig und ineinander umwandelbar.
Zuvor wurden die 1993 von der European Respiratory Society (ERS) publizierten Normalwerte (EGKS-Werte) verwendet.
epidemiologisch nicht den heutigen Anforderungen entsprechend
Die EGKS-Werte können weiter benutzt werden, falls die GLI-Werte nicht in die Geräte integriert sind.
Die Verlaufskontrolle der Lungenfunktionswerte für eine/n Patientin/Patienten ist aussagekräftiger als einmalige Messung und Beurteilung anhand der Normalwerte.1
Vorgehen
Sicherung der Messergebnisse mit Erfüllung der Akzeptanzkriterien
Übernahme der höchsten Werte für IVC, FEV1 und FVC aus allen akzeptablen Messungen
Übernahme der maximalen exspiratorischen Atemstromstärken (z. B. PEF) anhand der besten Fluss-Volumen-Kurve
Beurteilung der exspiratorischen Messparameter anhand der GLI-Normalwerte
normales Ergebnis: oberhalb der 5. Perzentile bzw. Z-Score > –1,645
pathologisches Ergebnis: unterhalb 5. Perzentile bzw. Z-Score < –1,645
Beurteilung, ob eine obstruktive oder eine restriktive Ventilationsstörung vorliegt:
obstruktive Ventilationsstörung
Verminderung der Atemflüsse durch Obstruktion
reduzierte FEV1, FEV1/FVC und PEF
restriktive Ventilationsstörung
Behinderung der normalen Lungenausdehnung oder fehlendes Lungengewebe
Verminderung der Vitalkapazität (VC) und Totalkapazität (TLC), jedoch Letztere in Spirometrie nicht messbar
Bei obstruktiver Ventilationsstörung sollte ein Reversibilitätstest und ggf. ein Provokationstest durchgeführt werden.
Dieser Test ist positiv, wenn die FEV1 nach Bronchodilatation um mindestens 12 % bzw. mindestens 200 ml ansteigt.
Bei verminderter Vitalkapazität sollte eine Ganzkörperplethysmografie mit Bestimmung von totaler Lungenkapazität (TLC), funktioneller Residualkapazität (FRC) und Residualvolumen (RV) erfolgen.
Bei verminderter Vitalkapazität (VC) kann anstatt einer restriktiven Ventilationsstörung eine Lungenüberblähung vorliegen.
Hierfür kann mittels Ganzkörperplethysmografie eine normale oder erhöhte Totalkapazität (TLC) nachgewiesen werden.
Eine verminderte TLC spricht hingegen für eine restriktive Ventilationsstörung.
Der Begriff „kombinierte Ventilationsstörung“ ist eine ungenaue Unterscheidung zwischen Restriktion und Lungenüberblähung und sollte nicht mehr verwendet werden.
NVL-Programm von BÄK, KBV, AWMF. Nationale VersorgungsLeitlinie Asthma. Registernummer nvl-002. 4. Auflag, 2020. www.leitlinien.de
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Spirometrie. AWMF-Leitllinie Nr. 020-017. S2k, Stand 2015. www.awmf.org
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Diagnostik und Therapie von Patienten mit Asthma. AWMF-Leitlinie Nr. 020-009. S2k, Stand 2017. www.awmf.org
Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. GOLD 2020 Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD. Stand 2020. www.goldcopd.org
Literatur
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Spirometrie. AWMF S2k Leitlinie Nr. 020-017. Stand 6. Mai 2015 www.awmf.org
Deutsche Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin (DGP). Diagnostik und Therapie von Patienten mit Asthma. AWMF-Leitlinie Nr. 020-009, Stand 2017. www.awmf.org
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Petty TL. Simple office spirometry. Clin Chest Med 2001;22:845-59. PubMed
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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
NVL-Programm von BÄK, KBV, AWMF. Nationale VersorgungsLeitlinie Asthma. Registernummer nvl-002. 4. Auflage, 2020. www.leitlinien.de
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Autor*innen
Lino Witte, Dr. med., Arzt in Weiterbildung, Innere Medizin, Frankfurt
Monika Lenz, Fachärztin für Allgemeinmedizin, Neustadt am Rübenberge
Jonas Klaus, Arzt, Freiburg
Die ursprüngliche Version dieses Artikels basiert auf einem entsprechenden Artikel im norwegischen hausärztlichen Online-Handbuch Norsk Elektronisk Legehåndbok (NEL, https://legehandboka.no/).
DDD MK 03.08.2021 Link aktualisiert nach Leserfeedback.
CCC MK 05.08.2019, Update GINA 2019, keine inhaltlichen Änderungen
PPP UB 6.2.19
U-NH 22.11.17
CCC MK 28.09.2020, neue NVL.
Revision at 14.08.2015 13:07:56:
Final Version
Revision at 08.06.2015 15:16:27:
German Guideline added
Revision at 08.06.2015 13:16:12:
German Guideline included
BBB MK 06.04.2018, komplett überarbeitet
Die Spirometrie und Messung des Spitzenflusses („Peak Expiratory Flow“, PEF) werden im Rahmen der Lungenfunktionsdiagnostik eingesetzt.1
Die Verfahren dienen der objektiven Bestimmung von Lungenvolumina und Atemstromstärken.
Häufig werden die Untersuchungen im Rahmen von obstruktiven Lungenerkrankungen wie Asthma bronchiale2 oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD)3 eingesetzt.
Die Spirometrie findet zudem in der Arbeitsmedizin Verwendung zur:
arbeitsmedizinischen Vorsorge (z. B. bei Exposition gegenüber Noxen)
Diagnostik bei berufsassoziiertem Asthma bronchiale
Erstellung von arbeitsmedizinischen Gutachten.