Grundlagen & Bedeutung
Die Lungenfunktionsdiagnostik im Kindesalter ist ein zentraler Baustein der pädiatrisch-pneumologischen Diagnostik und Verlaufskontrolle. Im Gegensatz zur Erwachsenenmedizin stellt die alters- und entwicklungsabhängige Kooperationsfähigkeit des Kindes die entscheidende Determinante dar, welche Methode zum Einsatz kommen kann.
Schlüsselkonzept – altersabhängige Methodenwahl: Während Schulkinder ab etwa 5–6 Jahren in der Regel eine kooperative Standard-Spirometrie durchführen können, benötigen Säuglinge und Vorschulkinder spezialisierte Verfahren, die entweder auf der natürlichen Ruheatmung basieren (Tidal-Atmungsanalyse, Lungenclearance-Index) oder eine Sedierung erfordern (Säuglings-Bodyplethysmographie). Diese Verfahren sind überwiegend spezialisierten Zentren vorbehalten.
Methoden nach Altersgruppe
Säuglinge & Kleinkinder (< 2–3 Jahre)
Sedierte Säuglings-Lungenfunktion
Durchführung unter leichter Sedierung (z. B. Chloralhydrat) mittels Rapid-Thoraco-Abdominal-Compression-Technik (RTC) zur Messung forcierter exspiratorischer Flüsse – nur in spezialisierten Zentren verfügbar.
Tidal-Atmungsanalyse
Nicht-invasive Analyse der Ruheatmungskurve (Fluss-Volumen-Schleife während normaler Atmung) – erfordert keine Sedierung, liefert jedoch weniger detaillierte Information als forcierte Manöver.
📊 Multiple-Breath-Washout (MBW)
Ermöglicht die Bestimmung des Lungenclearance-Index (LCI) bereits im Säuglings-/Kleinkindalter unter Ruheatmung, sensitiv für früh beginnende periphere Atemwegserkrankungen (z. B. Mukoviszidose).
Vorschulkinder (2–5 Jahre)
Impulsoszillometrie (IOS)
Misst den Atemwegswiderstand während normaler Ruheatmung mittels aufgesetzter Schalldruckimpulse – erfordert nur minimale Kooperation und ist daher gut für Vorschulkinder geeignet.
Spielerisch adaptierte Spirometrie
Bei guter Kooperation und geeigneter Anleitung (Anreiz-Software, Ausblastechniken) kann bei manchen Vorschulkindern bereits eine eingeschränkt verwertbare Spirometrie gelingen.
Schulkinder & Jugendliche (> 5–6 Jahre)
Standard-Spirometrie
Goldstandard-Verfahren mit forcierter Ein- und Ausatmung zur Bestimmung von FEV₁, FVC und weiteren Flussparametern – zuverlässig ab ausreichender Kooperationsfähigkeit.
🫁 Bodyplethysmographie
Ergänzt die Spirometrie um die Bestimmung von Residualvolumen und Atemwegswiderstand – wichtig bei Verdacht auf Überblähung oder restriktive Ventilationsstörung.
Spirometrie im Detail
Die Spirometrie ist das am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Beurteilung der Lungenfunktion bei kooperationsfähigen Kindern.
| Parameter | Bedeutung | Typisches Muster bei Erkrankung |
|---|---|---|
| FEV₁ (forciertes exspiratorisches Volumen in 1 Sekunde) | Zentraler Parameter zur Beurteilung der Atemwegsobstruktion | Erniedrigt bei obstruktiven Erkrankungen (Asthma, Mukoviszidose) |
| FVC (forcierte Vitalkapazität) | Maximal ausatembares Volumen nach maximaler Einatmung | Erniedrigt bei restriktiven Erkrankungen (interstitielle Lungenerkrankungen) |
| FEV₁/FVC-Ratio (Tiffeneau-Index) | Unterscheidung obstruktiv vs. restriktiv | Erniedrigt bei obstruktiver, normal/erhöht bei restriktiver Ventilationsstörung |
| MEF25-75 (mittlerer exspiratorischer Fluss) | Sensitiver Parameter für periphere kleine Atemwege | Frühzeitig erniedrigt bei beginnender kleiner Atemwegsobstruktion |
Reversibilitätstest
Nach Basisspirometrie wird ein kurzwirksamer Bronchodilatator (Salbutamol) inhaliert und die Messung nach 10–15 Minuten wiederholt. Eine FEV₁-Verbesserung ≥ 12 % gilt als positiver Reversibilitätstest und unterstützt die Diagnose eines Asthma bronchiale – ein negativer Test schließt Asthma jedoch nicht sicher aus.
Weitere Verfahren
Lungenclearance-Index (LCI)
Aus dem Multiple-Breath-Washout-Verfahren gewonnener Parameter, der die Ventilationsinhomogenität der peripheren Atemwege quantifiziert – besonders sensitiv für frühe Atemwegsveränderungen bei Mukoviszidose, auch bei normaler Spirometrie.
Bodyplethysmographie
Misst das intrathorakale Gasvolumen und den Atemwegswiderstand unabhängig von forcierten Atemmanövern – wichtig zur Detektion von Überblähung (Air trapping) bei obstruktiven Erkrankungen.
Diffusionskapazität (DLCO)
Beurteilt den Gasaustausch über die Alveolarmembran – reduziert bei interstitiellen Lungenerkrankungen und pulmonalvaskulären Erkrankungen; Durchführung erfordert gute Kooperation.
Belastungstest (Ergospirometrie/Laufbandtest)
Zur Objektivierung von belastungsinduziertem Asthma (EIB) oder zur Abklärung unklarer Belastungsdyspnoe – FEV₁-Abfall ≥ 10 % nach Belastung gilt als positiv für EIB.
FeNO (fraktioniertes exhaliertes NO)
Nicht-invasiver Marker für eosinophile Atemwegsentzündung, unterstützt die Asthma-Diagnostik und Therapiesteuerung – kein Ersatz für Spirometrie, sondern ergänzendes Verfahren.
Nasales Stickstoffmonoxid (nNO)
Screening-Test bei Verdacht auf primäre ciliäre Dyskinesie – deutlich erniedrigte Werte sind hochsuggestiv für PCD (siehe eigenständige Übersicht).
Interpretation der Befunde
| Ventilationsmuster | FEV₁ | FVC | FEV₁/FVC | Typische Erkrankungen |
|---|---|---|---|---|
| Obstruktiv | Erniedrigt | Normal/leicht erniedrigt | Erniedrigt | Asthma, Mukoviszidose, Bronchiektasen, Bronchiolitis obliterans |
| Restriktiv | Erniedrigt (proportional zu FVC) | Erniedrigt | Normal/erhöht | Interstitielle Lungenerkrankungen (chILD), Thoraxdeformitäten, neuromuskuläre Erkrankungen |
| Gemischt obstruktiv-restriktiv | Erniedrigt | Erniedrigt | Variabel | Fortgeschrittene Mukoviszidose, kombinierte Erkrankungen |
Wichtiger Interpretationshinweis: Lungenfunktionswerte müssen immer im klinischen Gesamtkontext bewertet werden – ein normaler Befund schließt eine relevante zugrundeliegende Erkrankung nicht sicher aus (z. B. bei früher Bronchiektasen-Bildung mit noch kompensierter Spirometrie, aber bereits pathologischem LCI).
Wichtige Indikationen
| Indikation | Bevorzugtes Verfahren |
|---|---|
| Asthma-Diagnostik/-Verlaufskontrolle | Spirometrie mit Reversibilitätstest, FeNO, ggf. Belastungstest |
| Mukoviszidose-Verlaufskontrolle | Spirometrie, LCI (besonders sensitiv bei jungen Kindern/früher Erkrankung) |
| PCD-Diagnostik | Nasales NO als Screening, ergänzend Spirometrie im Verlauf |
| chILD/interstitielle Lungenerkrankungen | Spirometrie (restriktives Muster), DLCO, Säuglings-Lungenfunktion bei jungen Kindern |
| Bronchiolitis obliterans/Bronchiektasen | Spirometrie mit fehlender Reversibilität als Hinweis auf fixierte Obstruktion |
| Präoperative Risikoeinschätzung | Spirometrie, ggf. Bodyplethysmographie je nach geplanter Operation |
Grenzen & Fehlerquellen
Kooperationsabhängigkeit
Unzureichende Anstrengung oder fehlerhafte Technik können falsch-niedrige Werte vortäuschen – qualifiziertes, kindgerechtes Coaching ist essenziell für valide Ergebnisse.
Referenzwert-Unsicherheiten
Bei sehr kleinen oder untergewichtigen Kindern sowie bei extremen Wachstumsverläufen (z. B. nach Frühgeburtlichkeit) können Referenzwertberechnungen an Grenzen stoßen.
⏱️ Tagesschwankungen
Lungenfunktionswerte können zirkadianen Schwankungen unterliegen – Verlaufsmessungen sollten möglichst zu ähnlichen Tageszeiten erfolgen.
Fehlende Frühsensitivität
Die konventionelle Spirometrie kann bei früher, auf die kleinen Atemwege beschränkter Erkrankung noch normal sein – sensitivere Verfahren (LCI, Impulsoszillometrie) können hier zusätzliche Information liefern.
Expertenzentren D-A-CH
Spezialisierte pädiatrisch-pneumologische Lungenfunktionslabore mit Säuglings- und Vorschul-Lungenfunktionsdiagnostik.
Fachgesellschaften & Referenzorganisationen: GPP – Gesellschaft für Pädiatrische Pneumologie · Global Lung Function Initiative (GLI) · ERS Task Force Lung Function Testing in Preschool Children · ATS/ERS Standardization of Spirometry