Ultraschalluntersuchung des Zwerchfells: Vorhersage des Entwöhnungserfolgs auf der Intensivstation

Die maschinelle Beatmung ist eine lebensrettende Maßnahme auf der Intensivstation, doch eine verlängerte Intubation birgt erhebliche Risiken, darunter beatmungsassoziierte Pneumonie, Atemwegstraumata und eine erhöhte Mortalität. Umgekehrt führt eine vorzeitige Extubation zu einer erneuten Intubation, was den klinischen Zustand deutlich verschlechtert.

Traditionelle Entwöhnungsparameter – wie der Rapid Shallow Breathing Index (RSBI) oder der maximale Inspirationsdruck – reichen häufig nicht aus, um ein Versagen der Extubation vorherzusagen.

Die Ultraschalluntersuchung des Zwerchfells hat sich als zuverlässiges, nicht-invasives Instrument am Krankenbett etabliert, mit dem die Funktion des Zwerchfells direkt beurteilt werden kann. Sie liefert Intensivmedizinern objektive Daten, um die Entwöhnungsbereitschaft vorherzusagen, bevor der Endotrachealtubus entfernt wird.

Warum sollte das Zwerchfell untersucht werden?

Eine ventilatorinduzierte Zwerchfellfunktionsstörung (VIDD) kann innerhalb von 48 Stunden nach Beginn der maschinellen Beatmung auftreten. VIDD führt zu einem raschen Muskelschwund und einer Schwäche des Zwerchfells, wodurch dieses nach Reduzierung der maschinellen Unterstützung nicht mehr in der Lage ist, die Spontanatmung aufrechtzuerhalten.

Mithilfe von Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) können Kliniker zwei wichtige Parameter der Zwerchfellfunktion beurteilen:

1. Zwerchfellbewegung (DE): Misst die Strecke (in Zentimetern), um die sich das Zwerchfell während der Einatmung nach unten bewegt.
2. Zwerchfellverdickungsfraktion (DTF): Misst die Veränderung der Muskeldicke zwischen dem Ende der Ausatmung und dem Höhepunkt der Einatmung und spiegelt damit die Stärke der aktiven Muskelkontraktion wider.

Sonographische Technik & Normalwerte

Für eine umfassende Untersuchung ist eine Untersuchung in zwei verschiedenen anatomischen Bereichen erforderlich, wobei spezifische Ultraschallwandler und -modi zum Einsatz kommen:

1. Zwerchfellbewegung (DE)

• Sondenauswahl: Niederfrequenz Konvex- oder Phased-Array-Sonde (2–5 MHz).
• Technik: Die Platzierung erfolgt im rechten subkostalen oder unteren interkostalen Raum, wobei die Leber als akustisches Fenster dient. Der M-Modus wird senkrecht zum hinteren Drittel des Zwerchfells ausgerichtet.
• Klinischer Schwellenwert: Ein Ausflug von > 1.0–1.4 cm Eine ausreichende Zwerchfellbewegung während eines Spontanatmungsversuchs (SBT) deutet auf eine höhere Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Entwöhnung hin.

2. Zwerchfellverdickungsfraktion (DTF)

• Sondenauswahl: Hochfrequenz Linearsonde (7–12 MHz).
• Technik: Das Zwerchfell liegt in der Appositionszone (typischerweise zwischen dem 8. und 10. Interkostalraum in der vorderen oder mittleren Axillarlinie). Es stellt sich als dreischichtige Struktur dar: zwei hyperechogene Linien (Pleura und Peritoneum), die eine hypoechogene Muskelschicht einschließen.
• Formel: $\text{DTF (\%)} = \frac{\text{Dicke bei Ende der Inspiration} – \text{Dicke bei Ende der Expiration}}{\text{Dicke bei Ende der Expiration}} \times 100$
• Klinischer Schwellenwert: Ein DTF von $\ge$ 30–36% korreliert stark mit dem Erfolg beim Abstillen.

Parameter	Sonde erforderlich	Verwendeter Modus	Grenzwert für erfolgreiches Abstillen
Ausflug (DE)	Konvex / Phased Array (2–5 MHz)	M-Mode	> 1.0 bis 1.4 cm
Verdickungsanteil (DTF)	Lineares Array (7–12 MHz)	B-Modus & M-Modus	> = 30 % bis 36 %

Hardware-Überlegungen für die Beschaffung auf der Intensivstation

Für die erfolgreiche Implementierung eines Ultraschallprotokolls für das Zwerchfell auf einer Intensivstation müssen die Hardware-Kapazitäten den Anforderungen des Verfahrens entsprechen:

• Hochauflösender M-Modus: Die präzise Messung subtiler Zwerchfellbewegungen erfordert eine hohe zeitliche Auflösung im M-Modus.
• Lineare Hochfrequenzauflösung: Um die 2–4 mm Dicke der Membran in der Appositionszone zu erkennen, ist ein linearer Schallkopf mit hoher Dichte und außergewöhnlicher Nahfeldklarheit erforderlich.
• Bildschirmbasierte Messwerkzeuge: Schnell zugängliche Messschieber zur Bestimmung des Verhältnisses von dicker zu dünner Gewebemenge vereinfachen die Berechnungen am Krankenbett während schnelllebiger Entwöhnungsversuche.

Schlussfolgerung: Objektive Daten für komplexe Extubationsentscheidungen

Die Ultraschalluntersuchung des Zwerchfells wandelt die Beatmungsentwöhnung von einer beobachtenden, auf Versuch und Irrtum basierenden Vorgehensweise hin zu einer evidenzbasierten Beurteilung der Muskelphysiologie. Durch die Integration von Messungen der Zwerchfellbewegung und der Verdickungsfraktion in das Standardprotokoll der Intensivstation können Intensivteams Extubationsversagen reduzieren, die Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation verkürzen und die Patientenergebnisse optimieren.

Referenzen

1. Zambon, M., Greco, M., Bocchino, S., Cabrini, L., Beccaria, PF, & Zangrillo, A. (2017). Beurteilung der Zwerchfellfunktionsstörung mittels Ultraschall: eine systematische Übersicht und Metaanalyse. Intensivmedizin, 43 (1), 29-38.
2. Goligher, EC, Dres, M., Fan, E., Rubenfeld, GD, Scales, DC, Herridge, MS, … & Brochard, L. (2015). Mechanische Beatmungs-induzierte Zwerchfellatrophie bei kritisch kranken Patienten: eine Ultraschallstudie. American Journal of Atem- und Intensivmedizin, 192 (9), 1080-1088.