Lungensonografie – Diagnostik in der Neonatologie Teil 1

Zusammenfassung

Erkrankungen des respiratorischen Systems zählen zu den Hauptproblemen der unreifen Patienten auf der neonatologischen Intensivstation. Goldstandard der Bildgebung ist die Röntgenaufnahme des Thorax. Dies führt zu einer hohen kumulativen Strahlenexposition mit potenziellen negativen Langzeitfolgen. Die sonografische Untersuchung der Thoraxstrukturen stellt eine strahlungsfreie und ubiquitär verfügbare zukunftsträchtige Alternative dar.

Die gesunde, belüftete Lunge ist nur über Artefakte darstellbar, da es durch den hohen Impedanz-Unterschied zwischen Gewebe und luftgefüllter Lunge zur Totalreflexion der Schallwellen kommt. Pathologien von Pleura und subpleuralem Lungengewebe führen zu Veränderungen der Schalleigenschaften des Gewebes und somit zu Abweichungen der darstellbaren Artefakte. Die wichtigsten sonografischen Charakteristika pulmonaler Pathologien sind: Auffälligkeiten der Pleuralinie, vermehrte B-Linien und Kometenschweif-Artefakte, Lungenkonsolidierungen, ein sichtbarer Lungenpuls, Auffälligkeiten des Pleuragleitens sowie die Darstellung von Ergüssen. Diese Abweichungen vom sonografischen Normalbefund lassen sich bestimmten, zugrunde liegenden Pathophysiologien zuordnen, sodass zusammen mit der Klinik Rückschlüsse auf die Erkrankung gezogen werden können.

Einleitung

Pulmonale Erkrankungen durch Lungenunreife, Störungen der postnatalen Adaptation oder Beatmungs-assoziierte Komplikationen sind häufige Ursachen neonataler Morbidität und Mortalität. Die Röntgenaufnahme des Thorax im ap-Strahlengang gilt dabei meist noch als Goldstandard der Bildgebung. Dies führt zu einer wiederholten Strahlenexposition der unreifen Patienten auf der neonatologischen Intensivstation mit potenziell negativen Langzeitfolgen. Ein alternatives, strahlungsfreies Verfahren zur Diagnostik und Verlaufskontrolle pleuraler und pulmonaler Erkrankungen stellt die Lungensonografie dar. Die Sonographie ist nahezu überall zu jeder Zeit rasch bettseitig verfügbar und kann bei geringer Belastung für den Patienten seriell durchgeführt werden. Sie ist deshalb ein ideales Point-of-Care Verfahren zur Beantwortung klinischer Fragestelllungen unmittelbar am Patientenbett. Ziel sollte es deshalb sein, möglichst viele in diesem Bereich tätige ärztliche Kollegen mit der Methodik und ihren Möglichkeiten und Grenzen vertraut zu machen. Die vorliegende Arbeit soll die Grundlagen des Lungenultraschalls unter Berücksichtigung der Besonderheiten bei Früh- und Neugeborenen vermitteln.

Geräteeinstellungen und Untersuchungsablauf

Für die Lungensonografie werden in der Neonatalperiode fast ausschließlich Linear- oder Hockey-Stick Schallköpfe (7–20 MHz) eingesetzt. Diese ermöglichen eine hohe Detailauflösung und erreichen bei geringem Körpervolumen und geringer Dicke der neonatalen Thoraxwand für nahezu alle Fragestellungen eine ausreichende Eindringtiefe. Als Grundeinstellung sollte – angepasst an das Körpergewicht – eine Eindringtiefe von 3–5 cm mit Fokussierung auf Höhe der Pleuralinie gewählt werden. Die Gesamtverstärkung (Gain) sollte so adjustiert werden, dass stark echogene Strukturen nicht überstrahlen und ein besserer Kontrast erzielt werden kann. Der Schallkopf wird senkrecht auf die Thoraxwand aufgesetzt und die Lungenoberfläche in Längs- und Quer- bzw. interkostaler Schrägrichtung möglichst vollständig beidseits von ventral, lateral und dorsal durchgefächert. Zur genaueren Befundbeschreibung kann die Lungenoberfläche in verschiedene Bereiche eingeteilt werden. Dabei dienen die hintere und vordere Axillarlinie zur Differenzierung in ein ventrales, laterales und dorsales Lungenfeld je Hemithorax. Eine weitere Unterteilung dieser Areale kann in Querrichtung mittig in jeweils ein Ober- und Unterfeld erfolgen ([Abb. 1]) [1] [2] [3] [4] [5]. Abhängig von Rippenstand und Region ergeben sich so 3–5 interkostalräume pro Areal. Für die Untersuchung von ventral ist die Rückenlage, für die Untersuchung von dorsal die Bauchlage optimal. Bei kritisch kranken Patienten kann auf eine Umlagerung verzichtet und stattdessen der Patient abwechselnd leicht zur Seite gedreht werden, um so die Darstellung möglichst großer Bereiche der Lungenoberfläche zu ermöglichen. Eine weitere wichtige Schnittebene ist der nach oben geneigte Oberbauchquerschnitt, welcher eine Beurteilung der dorsobasalen Lungenfelder von ventral sowie einen Einblick in die Recessus diaphramatici ermöglicht.

Abb. 1 Schematische Darstellung der Lungenareale. In Längsrichtung erfolgt je Thoraxhälfte die Differenzierung in ein vorderes, seitliches und hinteres Lungenfeld. Als anatomische Landmarken dienen die Sternal-Linie (SL), die vordere Axillarlinie (VAL), die hintere Axillarlinie (HAL) und die Vertebrallinie (VL). Eine weitere Unterteilung in Ober- und Unterfeld kann durch mittige Trennung in Querrichtung erfolgen. Bei Frühgeborenen wird aufgrund der geringen Oberfläche häufig auf die Zweiteilung der lateralen Areale verzichtet.

Normalbefund im B-Mode

Schallkopfnah stellen sich die Strukturen der Thoraxwand inkl. der Rippen dar. Hinter knöchernen Strukturen entsteht ein dorsaler Schallschatten. Daran angrenzend wird die Pleuralinie, eine zarte, hyperechogene Linie, welche der Gewebe-Luft-Grenze entspricht, abgebildet ([Abb. 2], [Video 1]) [6]. Durch den großen Impedanz-Unterschied zwischen dem Gewebe der Thoraxwand und der luftgefüllten Lunge kommt es an der Gewebe-Luft-Grenze zur Totalreflexion und axialen Spiegelung der Schallwellen ([Abb. 2], [Video 1]). Treffen die Schallwellen auf die Spiegelfläche, werden diese vollständig reflektiert und zum Schallkopf zurückgesendet. Ein kleiner Teil der Schallwellen wird vom Schallkopf absorbiert und vom Ultraschallgerät verarbeitet; der Rest wird an der Schallkopfoberfläche erneut reflektiert. Dieser Ablauf setzt sich fort, bis die Schallenergie verbraucht ist. Je länger das Signal bis zur Verarbeitung zwischen Schallkopf und Spiegelfläche hin und her läuft, desto tiefer positioniert das Ultraschallgerät die vermutete Struktur im Bild. So entstehen die nach unten in ihrer Intensität abnehmenden Wiederholungsechos ([Abb. 2], [Video 1]) [7]. Diese horizontalen Reverberationsartefakte werden in der Lungensonografie als A-Linien bezeichnet ([Abb. 2]). Im bewegten Bild sieht man zudem das sog. Pleuragleiten, eine atemsynchrone Verschiebung der Pleuralinie gegen die Strukturen der Thoraxwand ([Video 1]) [8] [9]. Von wesentlicher Bedeutung ist, dass unterhalb der Gewebe-Luft-Grenze nur Ultraschall-Artefakte abgebildet werden können. Zentrale Prozesse, welche von luftgefüllter Lunge umgeben werden, sind der Sonografie nicht zugänglich. Im Bereich knöcherner Strukturen kommt es zudem zur Absorption der Schallwellen, sodass dahinter eine Beurteilung der Lunge nicht möglich ist. Die Lungenoberfläche kann bei vollständig verknöcherten Thoraxstrukturen zu ca. 70 % sonografisch erfasst werden [2] [5] [6]. Bei Früh- und Neugeborenen ist das Schallfenster allerdings größer, da der noch knorpelige Rippen-Sternum-Bereich eine fast vollständige Erfassung der ventralen Lungenoberfläche ermöglicht ([Abb. 2a]). Da die luftgefüllte Lunge nur über Artefakte dargestellt werden kann, ist das sonografisch erzeugte Bild – mehr als bei der Darstellung anderer Organe – abhängig vom gewählten Schallkopf, den Geräteeinstellungen und der Erfahrung des Untersuchers. Gerätefunktionen zur Bildoptimierung, wie die Harmonic Imaging, Compound Imaging oder die Cross-Beam-Technik, unterdrücken Ultraschall-Artefakte und beeinflussen so signifikant die Darstellung der für die Lungensonografie relevanten Signale [1] [3].

Abb. 2 Normalbefund. a Parasternaler Longitudinalschnitt von ventral. Schallkopfnah zeigen sich die Strukturen der Thoraxwand (Doppelpfeil) inklusive der Rippen (offene Pfeilköpfe). Die noch knorpeligen, echoarmen Rippen führen durch ihre hohe Schall-Leitungs-Geschwindigkeit zu einer axialen Fehlplatzierung der angrenzenden Pleuralinie, wodurch diese nicht als gerade Linie, sondern gewellt abgebildet wird. Unterhalb der hyperechogenen Pleuralinie werden durch Totalreflexion und Spiegelung nur Artefakte abgebildet. Es zeigen sich horizontale, in ihrer Intensität abnehmende Wiederholungsechos, die sog. A-Linien (Pfeilköpfe). Zudem kann man angedeutet Spiegelungen der Rippenknorpel erkennen (schräge Pfeile). b Longitudinalschnitt von dorsal. Im Unterschied zur Darstellung von ventral führen die knöchernen Rippen (offene Pfeilköpfe) zu einer Absorption der Schallwellen mit dorsalem Schallschatten. c M-Mode mit Darstellung des Seashore- oder Sandy-Beach-Sign bei regelrechtem Pleuragleiten. Die Strukturen der Thoraxwand stellen sich als glatte, parallele Linien dar ⇒ Wellen (Doppelpfeil). Die angrenzende prominente hyperechogene Linie entspricht der Pleuralinie. Durch das Pleuragleiten bilden sich die folgenden Wiederholungsechos leicht verschwommen ab ⇒ Strand. Zudem kann der Lungenpuls (Sternchen) identifiziert werden.

Video 1 Reguläres Pleuragleiten in einem paravertebralen Longitudinalschnitt. Atemsynchrone Verschiebung der hyperechogenen Pleuralinie gegen die Strukturen der Thoraxwand.

Normalbefund im M-Mode

Mit dem M-Mode kann das Pleuragleiten in einem Bild visualisiert und damit dokumentiert werden ([Abb. 2c]). Während sich die Strukturen der Thoraxwand bei ruhiger Atmung nur wenig bewegen und somit im M-Mode glatte horizontale Linien abgebildet werden, kommt es unterhalb der Pleuralinie durch das Pleuragleiten zu einer fein- bis grobkörnigen Darstellung der Wiederholungsechos. Es zeigt sich das sog. Seashore- oder Sandy-Beach-Sign ([Abb. 2c]). Als Zusatzinformation kann im M-Mode bei guten Untersuchungsbedingungen außerdem der Lungenpuls abgebildet werden ([Abb. 2c]). Dabei handelt es sich um die Weiterleitung der Pulsationen von Herz und großen Gefäßen an die Lunge, welche zu einer kleinen Erschütterung der Pleuralinie und einem vertikalen Artefakt im Bereich der dorsal gelegenen Reverberationsartefakte führt ([Abb. 2c]). Diese Veränderung ist synchron zum QRS-Komplex und bezieht die Thorax-Wandstrukturen nicht mit ein [6] [9]. Sind das Seashore-Sign und der Lungenpuls nicht optimal zu identifizieren, sollte eine Anpassung des Durchlaufes im M-Mode erfolgen. Eine Verlangsamung der Laufgeschwindigkeit kann die Visualisierung des Pleuragleitens, eine Beschleunigung der Laufgeschwindigkeit die Identifizierung des Lungenpulses vereinfachen.

Pathologische Befunde

Die gesunde, belüftete Lunge ist nur über ihre Artefakte darstellbar. Durch pathologische Veränderungen von Pleura und subpleuralem Lungengewebe ändern sich deren Schalleigenschaften. Dies führt zu typischen Veränderungen der darstellbaren Ultraschall-Artefakte. Solange die Lunge luftgefüllt ist, können sonografisch weiterhin nur Artefakte abgebildet und zentrale Lungenbereiche nicht erfasst werden [6] [10].

Die wichtigsten sonografischen Charakteristika pulmonaler Erkrankungen stellen vermehrte vertikale Reverberationsartefakte und Lungenkonsolidierungen dar. Zudem können sich Pathologien durch Auffälligkeiten der Pleuralinie oder durch einen sichtbaren Lungenpuls manifestieren. Krankhafte Prozesse im Pleuraspalt präsentieren sich durch pathologisches Pleuragleiten oder die Darstellung von Ergüssen.

B-Linien und interstitielles Syndrom

B-Linien sind senkrecht von der Pleuralinie ausgehende hyperechogene, vertikale Wiederholungsechos, welche sich laserartig von der Pleuralinie bis zum Ende der Bildschirmfläche erstrecken und synchron zum Pleuragleiten bewegen ([Abb. 3]) [9] [11]. Vor allem die B-Linien-Diagnostik ist abhängig vom gewählten Schallkopf und den Geräteeinstellungen, weshalb die meisten Autoren empfehlen, Geräteoptionen zur Bildoptimierung für die Darstellung der B-Linien zu deaktivieren [1] [3] [12]. Die klassischen B-Linien, welche von einer intakten, glatten Pleuralinie ausgehen, entstehen nach aktuellem Wissensstand an Luft-Flüssigkeits-Grenzflächen im pleuranahen Interstitium und den Pleura-nahen Alveolen. Der Nachweis einzelner B-Linien, vor allem in den basalen Lungenfeldern, gilt als physiologisch. Zeigen sich im Längsschnitt in jeder untersuchten Region mehr als 2 B-Linien pro Interkostalraum, spricht man von einem interstitiellen Syndrom ([Abb. 3]). Das interstitielle Syndrom gilt als Zeichen eines erhöhten Flüssigkeitsgehaltes der Lunge. Die B-Linien-Diagnostik soll deshalb eine semiquantitative Beurteilung des Luft-zu-Flüssigkeitsverhältnisses ermöglichen. Bei zunehmendem Flüssigkeitsgehalt und abnehmendem Luftgehalt des pleuranahen Lungengewebes kommt es zu einer vermehrten Darstellung von B-Linien bei parallel abnehmender Darstellbarkeit der A-Linien ([Abb. 3]). Dabei können B-Linien einzeln auftreten oder in einzelnen oder mehreren Interkostalräumen miteinander verschmelzen. In der Maximalvariante spricht man von einer sonografisch weißen Lunge ([Abb. 3]) [2] [6] [9] [10]. Vermehrte vertikale Wiederholungsechos zeigen sich sowohl bei interstitiellem und alveolär-interstitiellem Lungenödem durch entzündliche oder nichtentzündliche Prozesse als auch bei Lungenparenchym-Erkrankungen. Bei fibrotischen Parenchym-Erkrankungen werden die vertikalen Reverberationsartefakte am ehesten durch narbige, interstitielle Veränderungen mit Zunahme der Dichte des Interstitiums verursacht. Vertikale Wiederholungsechos, welche von einer irregulären und fragmentierten Pleuralinie ausgehen, werden deshalb in Abgrenzung zu den klassischen B-Linien von einigen Autoren als Kometenschweif-Artefakte bezeichnet. Sie gelten als Hinweis auf entzündliche oder fibrotische Prozesse ([Abb. 4a]) [5]. Eine Differenzierung zwischen klassischen B-Linien und Kometenschweif-Artefakten erfolgt aber in den meisten wissenschaftlichen Arbeiten aus dem Gebiet der Neonatologie bisher nicht [9] [10] [13].

Abb. 3 B-Linien und interstitielles Syndrom im parasternalen Longitudinalschnitt. Es zeigen sich von der Pleuralinie ausgehende vertikale Wiederholungsechos, die sog. B-Linien (Sternchen), welche sich wie ein Laserstrahl von der Pleuralinie bis zum Ende der Bildschirmfläche erstrecken. B-Linien können einzeln auftreten oder in einem oder mehreren Interkostalräumen miteinander verschmelzen (Klammern). Mit von links nach rechts zunehmender Intensität der B-Linien lassen sich immer weniger A-Linien (Pfeilköpfe) darstellen. Lassen sich nur noch konfluierende B-Linien ohne darstellbare A-Linien abbilden, bezeichnet man dies als sonografisch weiße Lunge (Bild rechts außen).

Abb. 4 Kometenschweif-Artefakte. a Longitudinalschnitt von ventral bei einem Frühgeborenen von 23 + 3 SSW mit Bronchopulmonaler Dysplasie (2 Monate alt, FiO2 0.75 unter invasiver Beatmung). Die Pleuralinie stellt sich unregelmäßig und deutlich fragmentiert dar. Sie wird durch mehrere kleinere und größere hypoechogene Strukturen (Minderbelüftungen) unterbrochen. Von den Rändern dieser hypoechogenen Areale gehen vertikale Wiederholungsechos aus, welche als Kometenschweif-Artefakte (Sternchen) bezeichnet werden. A-Linien (Pfeilköpfe) können nur vereinzelt abgebildet werden. b Pleuranahe Minderbelüftung im interkostalen Querschnitt bei einem Frühgeborenen der 26. SSW mit respiratorischer Insuffizienz im Rahmen einer schweren postnatalen CMV-Infektion (6 Wochen alt, FiO2 0.8 unter invasiver Beatmung). Von den irregulären, tiefen Rändern der homogen, echoarmen Konsolidierungen (Mikro-Atelektasen/Dystelektasen) mit feiner Echotextur gehen vertikale Wiederholungsechos aus, welche B-Linien ähneln. Die Kometenschweif-Artefakte konfluieren und sind nur noch eingeschränkt zu differenzieren.

Bei Früh- und Neugeborenen kann ein erhöhter interstitieller Flüssigkeitsgehalt sowohl durch physiologische Prozesse im Rahmen der postnatalen Adaptation als auch durch pathologische Prozesse bedingt sein. Da die Lunge im Früh- und Neugeborenen-Alter physiologisch einen erhöhten Flüssigkeitsgehalt aufweist, kann die o. g. Definition nicht synonym zur Differenzierung zwischen physiologischem und pathologischem Befund angewendet werden. Bei den meisten gesunden, reifen Neugeborenen ist der pulmonale Adaptationsprozess innerhalb der ersten 24 Lebensstunden abgeschlossen [13] [14]. Bei Frühgeborenen persistieren B-Linien und interstitielles Syndrom dagegen deutlich länger und an Schwangerschaftswoche und postnatales Alter angepasste Normdefinitionen fehlen. Eine ubiquitär weiße Lunge gilt allerdings in jedem Lebensalter als pathologisch.

Konsolidierungen

Unter einer Lungenkonsolidierung versteht man ein nicht belüftetes oder minderbelüftetes Lungenareal, welches dadurch sonografisch darstellbar wird. Dabei kann die Luft in den Alveolen durch Flüssigkeit verdrängt bzw. ersetzt oder die Belüftung der Alveolen durch insuffiziente Ventilation, Luftwegs-Obstruktion oder Alveolarkollaps unzureichend sein [2] [9]. Konsolidierungen zeigen sich folglich bei allen Erkrankungen mit inflammatorisch, mechanisch oder thromboembolisch bedingten Minderbelüftungen. Sonografisch können bereits minimale pleuranahe Minderbelüftungen detektiert werden. Ebenso können Minderbelüftungen ganzer Lungenlappen dargestellt werden ([Abb. 5]); erfasst werden können allerdings nur Konsolidierungen mit Kontakt zur Lungenoberfläche [2] [6]. Konsolidierungen führen zu einer Unterbrechung der Pleuralinie und stellen sich im B-Bild echoarm dar ([Abb. 4], [5]). Bei größeren Konsolidierungen ähnelt das Lungengewebe in Echogenität und Echotextur Leber oder Milz ([Abb. 5]). Unterhalb von Konsolidierungen können keine A-Linien mehr dargestellt werden. Die tiefen, unregelmäßigen Ränder der Konsolidierungen sind Ausgangspunkte von hyperechogenen, vertikalen Wiederholungsechos, welche B-Linien ähneln ([Abb. 4], [5]). Im Gegensatz zu diesen, entstehen sie aber nicht im Bereich der Pleuralinie und werden deshalb den Kometenschweif-Artefakten zugeordnet ([Abb. 4b]) [2] [3]. Die enthaltene Restluft zeigt sich als tubuläre oder Bäumchen-artige, hyperechogene Struktur im Bronchialsystem (Aerobronchogramm) oder als Inseln restbelüfteter Alveolen ([Abb. 4b], [5]). Im Gegensatz zum statischen Aerobronchogramm sind beim dynamischen Aerobronchogramm während In- und Expiration Bewegungen der Restluft im Bronchialsystem zu beobachten. Ein dynamisches Aerobronchogramm spricht gegen eine vollständige mechanische Obstruktion des Bronchialsystems ([Video 2]).

Abb. 5 Konsolidierungen. a Dorsaler Querschnitt bei einem Frühgeborenen von 23 + 3 SSW am 3. Lebenstag (FiO2 0.60 unter invasiver Beatmung). Am linken Bildrand zeigt sich eine grob- bis feinkörnig veränderte Pleuralinie. Diese Pathologie erstreckt sich bis über die subpleurale Region hinaus und entspricht minderbelüftetem Lungengewebe. Dieses minderbelüftete Areal mit viel darstellbarer Restluft geht in eine ausgedehntere Minderbelüftung am rechten Bildrand mit kaum darstellbarer Restluft über. In diesem Bereich stellt sich das Lungengewebe Leber-ähnlich dar. b Dorsaler Querschnitt bei einem Frühgeborenen der 26. SSW mit respiratorischer Insuffizienz im Rahmen einer schweren postnatalen CMV-Infektion (6 Wochen alt, FiO2 0.65 unter invasiver HFO-Beatmung). Es zeigt sich eine grobfragmentierte, teils fehlende Pleuralinie. Das konsolidierte Lungengewebe zeigt sich hypoechogen. Das konsolidierte Lungengewebe zeigt sich hypoechogen mit hyperechogenen, scholligen Lufteinschlüssen und unregelmäßigen tiefen Rändern. Dorsal der Konsolidierung lassen sich keine A-Linien mehr darstellen. c Dorsaler Querschnitt bei einem Zwillingsfrühgeborenen von 23 + 4 SSW im Alter von 4 Wochen (FiO2 0.85 unter invasiver HFO-Beatmung). Die Pleuralinie lässt sich in großen Abschnitten nicht darstellen. In diesen Bereichen bildet sich die Pleura visceralis als sehr zarte hyperechogene Linie ab (Pfeil). Durch etwas Flüssigkeit im Pleuraspalt ist auch eine Abgrenzung der Pleura parietalis (Pfeilköpfe) möglich. In den übrigen Abschnitten stellt sich die Pleuralinie grob fragmentiert dar. Das konsolidierte Lungengewebe, welches sich bis in tiefe Regionen der Lunge erstreckt, zeigt sich hypoechogen mit feiner Echotextur, wenigen rundlichen bis tubulären hyperechogenen Luftresten und irregulär konfigurierten tiefen Rändern. d Oberlappenatelektase bei einem Neugeborenen mit Vena Galeni Malformation unter invasiver Beatmung (FiO2 0.40). Ausgedehnte Minderbelüftung (Atelektase) des rechten Oberlappens im Querschnitt. Das Lungengewebe ähnelt dem der Milz. Es lässt sich kaum hyperechogene Rest-Luft darstellen. Da der ganze Querschnitt des Oberlappens betroffen ist, entsprechen die Ränder der Minderbelüftung der Pleura, weshalb diese Konsolidierung allseits von glatten Rändern begrenzt wird.

Video 2 Dynamisches Aerobronchogramm. Dorsaler Querschnitt im linken unteren Quadranten bei einem Zwillings-Frühgeborenen von 23 + 1 SSW bei respiratorischer Globalinsuffizienz (2. Lebenstag, FiO2 0.80 unter invasiver Beatmung). Es zeigt sich eine großflächige, echoarme Konsolidierung mit viel Restluft. In den flüssigkeitsgefüllten, echoarmen Bronchien bewegen sich atemsynchron multiple, hyperechogene Luftreflexe.

Bei persistierend darstellbarem, zystisch verändertem oder in Echogenität und Echotextur auffälligem intrathorakalem solidem Gewebe muss differenzialdiagnostisch auch an kongenitale Fehlbildungen oder Tumoren gedacht werden. In diesen Fällen können Schnittbildverfahren zur weiteren ätiologischen Klärung beitragen [5] [7].

Veränderungen der Pleuralinie

Die Pleuralinie ist eine zarte, hyperechogene Linie, welche sich atemsynchron bewegt ([Video 1]). Sie entspricht nicht der direkten Visualisierung der Pleura, sondern der Gewebe-Luft-Grenze. Befindet sich etwas freie Flüssigkeit im Pleuraspalt, gelingt es mit hochauflösenden Linearschallköpfen, Pleuraspalt und Pleura parietalis von der Gewebe-Luft-Grenze zu differenzieren ([Abb. 5c]). Nur bei fehlender Luft im pleuranahen Lungengewebe kann die Pleura visceralis direkt als sehr zarte hyperechogene Linie abgebildet werden ([Abb. 5c]) [1] [6] [9]. Pleurale und subpleurale Pathologien führen zu einer abnormen Darstellung der Pleuralinie. Die Pleuralinie kann sich verdickt (> 0,5 mm), unregelmäßig, fragmentiert, grob- oder feinkörnig verändert abzeichnen oder ganz fehlen ([Abb. 5]). Von kleinen sonografisch meist hypoechogenen, pleuranahen Veränderungen gehen die oben beschriebenen Kometenschweif-Artefakte aus ([Abb. 4], [5]). Pleura-Pathologien können sowohl auf eine Minderbelüftung des pleuranahen Lungengewebes als auch auf entzündliche oder fibrotische Veränderungen hinweisen [1] [13] [14] [15] [16]. Die genaue Beurteilung pleuraler und subpleuraler Veränderungen gelingt am besten mit hochauflösenden Linearschallköpfen bei geringer Eindringtiefe und Fokussierung auf Höhe der Pathologien sowie unter Verwendung der Geräteoptionen zur Bildoptimierung.

Sichtbarer Lungenpuls

Der Lungenpuls entspricht der Weiterleitung der Pulsationen von Herz und großen Gefäßen an das Lungengewebe. Unter physiologischen Bedingungen kann der Lungenpuls nur mittels M-Mode dargestellt werden ([Abb. 1c]). Entsprechen die physikalischen Eigenschaften der Lunge zunehmend denen eines soliden Organs, z. B. bei massiver alveolointerstitieller Flüssigkeitsansammlung oder ausgeprägten Minderbelüftungen, wird der Lungenpuls hingegen im bewegten Bild sichtbar ([Video 3]) [9]. Die Bedeutung eines sichtbaren Lungenpulses bei sehr kleinen Frühgeborenen wird aufgrund der besonderen anatomischen Verhältnisse allerdings kontrovers diskutiert.

Video 3 Sichtbarer Lungenpuls. Ventraler Longitudinalschnitt bei einem Drillings-Frühgeborenen von 33 + 6 SSW mit Atemnotsyndrom Grad III im Alter von 3 Stunden. Es zeigen sich überwiegend konfluierende vertikale Reverberationsartefakte, welche das Bild einer weißen Lunge hervorrufen. Zudem sind eine verdickte, grobkörnig veränderte Pleuralinie, eine kleine subpleurale Konsolidierung und der im B-Bild sichtbare Lungenpuls zu erkennen.

Auffälligkeiten des Pleuragleitens

Kann die atemsynchrone Verschiebung der Lunge gegen die Strukturen der Thoraxwand im bewegten Bild nicht dargestellt werden, spricht man von einem fehlenden Pleuragleiten. Das fehlende Pleuragleiten ist das sonografische Hauptkriterium des Pneumothorax ([Video 4]) [17]. Auffälligkeiten des Pleuragleitens zeigen sich aber nicht nur beim Pneumothorax. Auch bei fehlender oder verminderter Lungenbelüftung durch Tubus-Fehllage im Ösophagus, selektive endobronchiale Intubation ([Video 5]), großflächige Atelektasen ([Video 6]) oder massive Überblähung, lässt sich kein reguläres Pleuragleiten nachweisen. Nach Pleurodese oder bei pleuralen Adhäsionen anderer Ursache kann die Beurteilung des Pleuragleitens nicht mehr für die Pneumothorax-Diagnostik genutzt werden [1] [9] [16] [18]. Die sonografischen Charakteristika des Pneumothorax werden im zweiten Teil dieser Arbeit dargestellt.

Video 4 Fehlendes Pleuragleiten bei Pneumothorax. Rechtsseitiger Pneumothorax bei einem Frühgeborenen von 23 + 6 SSW unter invasiver Beatmung. Im bewegten Bild lässt sich kein Pleuragleiten darstellen. Die Bewegungen unterhalb der Gewebe-Luft-Grenze entsprechen Spiegelungen der Bewegungen der Thorax-Wandstrukturen. Zudem erkennt man sehr deutlich die Spiegelungen der Rippenknorpel.

Video 5 Fehlendes Pleuragleiten bei therapeutischer, selektiver endobronchialer Intubation links bei bullösem Emphysem rechts. Auf der rechten Seite kann im parasternalen Longitudinalschnitt kein reguläres Pleuragleiten dargestellt werden. Zudem sind Konsolidierungen bei beginnender Atelektasen-Bildung zu erkennen. Bei bullösem Emphysem bilden sich aber trotz fehlender Belüftung Abschnitte mit horizontalen Wiederholungsechos (überblähte, bullöse Areale) ab – die Ausbildung einer Komplett-Atelektase der rechten Seite dauerte dabei über 12 Stunden. Die minimalen Atembewegungen sind durch Nachlassen der Relaxierung mit geringer Eigenatmung bedingt.

Video 6 Auffälligkeiten des Pleuragleitens bei großflächiger Atelektase. Dorsaler Longitudinalschnitt bei einem Frühgeborenen von 23 + 1 Schwangerschaftswochen im Alter von 6 Wochen bei respiratorischer Globalinsuffizienz im Rahmen einer Bronchopulmonalen Dysplasie (FiO2 0.90 unter invasiver Beatmung). Dorsokranial sind kaum Bewegungen der Lunge gegen die Strukturen der Thoraxwand zu erkennen; weiter kaudal ist das Pleuragleiten hingegen deutlich nachweisbar.

Ergüsse

Die Sonografie ermöglicht bei Früh- und Neugeborenen bei richtiger Anwendung bereits die Detektion von wenigen Millilitern intrapleuraler Flüssigkeit [1] [19] [20]. Der Pleuraerguss sammelt sich dabei lageabhängig am tiefsten Punkt der Pleurahöhle, weshalb die Rückenlage zum Ausschluss eines Pleuraergusses zu bevorzugen ist. Die wichtigsten Schnittebenen sind der nach oben geneigte subxiphoidale Oberbauchquerschnitt sowie der sternale und laterale Längsschnitt mit Darstellung der Recessus diphragmatici. Mithilfe der Sonografie kann die Ausdehnung des Ergusses erfasst sowie seriell und strahlungsfrei am Patientenbett kontrolliert werden. Eine ausgeprägte basale Kompressions-Atelektase kann dabei einen Hinweis auf eine relevante Ergussmenge darstellen ([Abb. 6]). Die Sonografie alleine kann weder die Ätiologie eines Ergusses mit ausreichender Sicherheit klären noch eine diagnostische Punktion ersetzen; sie ermöglicht aber eine optimale Beurteilung der Binnenstruktur des Ergusses und ist dabei MRT und CT weit überlegen. Bei der Bewertung der Echogenität und Echotextur eines Ergusses muss allerdings berücksichtigt werden, dass zwar einerseits ein rein seröser Erguss in der Regel echofrei erscheint, andererseits aber ein echofreier Erguss nicht beweisend für ein Transsudat ist. Entzündliche, chylöse oder blutige pleurale Ergüsse präsentieren sich sonografisch meist als komplexe Ergüsse mit feinen oder groben Binnenreflexen, können aber – abhängig vom verwendeten Schallkopf und dem Zeitpunkt der Untersuchung – auch echofrei wirken ([Abb. 6], [7]). Der Nachweis eines komplexen Ergusses schließt aber ein Transsudat mit hoher Wahrscheinlichkeit aus und sollte deshalb zur genauen ätiologischen Klärung großzügig durch eine diagnostische Punktion ergänzt werden. Diese kann ultraschallgesteuert bereits bei kleinsten Ergussmengen sicher durchgeführt werden [1] [5] [19] [20]. Die korrekte Lage einer Thoraxdrainage kann allein sonografisch meist nicht mit ausreichender Sensitivität bestätigt werden. Allerdings kann die Sonografie in Zweifelsfällen besser als das ap-Röntgenbild darstellen, ob die Drainage der Lunge ventral oder dorsal anliegt ([Abb. 8]).

Abb. 6 Ergüsse. a + b Beidseitiger seröser Erguss im nach oben geneigten subxiphoidalen Oberbauchquerschnitt a und transversalen Flankenschnitt b bei einem Frühgeborenen im Rahmen einer Sepsis. Der Erguss stellt sich echofrei dar. Durch Kompression der Lunge kommt es zur Konsolidierung der basalen Lungenfelder, wodurch sich die Lunge sichelförmig mit glatter Begrenzung innerhalb des Ergusses abgrenzen lässt. c + d Rechtsseitiger chylöser Erguss. Im nach oben geneigten Oberbauchquerschnitt lässt sich kranial der Leber ein Erguss mit groben, inhomogenen Binnenreflexen darstellen c. Unter Therapie zeigt sich der Erguss – hier in einem Longitudinalschnitt auf Höhe der mittleren Axillarlinie dargestellt – überwiegend echofrei mit einzelnen Septen d.

Abb. 7 Hämatothorax bei einem Neugeborenen. a Im nach oben geneigten Oberbauchquerschnitt zeigt sich kranial des linken Leberlappens im Bereich des linken Hemithorax ein komplexer Erguss. Der konsolidierten Lunge liegt ventral ein solide wirkender, inhomogener Prozess mit Leber-ähnlicher Echogenität und Echotextur auf, umgeben von einem Erguss mit feinen Binnenreflexen (Erythrozyten). Die konsolidierte, sichelförmige Lunge (Pfeile) lässt sich nur schwer von dem inhomogenen Erguss abgrenzen. b Darstellung des linken Recessus diaphragmaticus im Flankenschnitt. Die anteilig belüftete basale Lunge (Pfeil) stellt sich hyperechogen mit dorsalen vertikalen Wiederholungsechos dar. Der Lunge liegt eine inhomogene Masse (Blutkoagel) an, umgeben von einem Erguss mit feinen Binnenreflexen (Erythrozyten). Die Pleura parietalis lässt sich als zarte, hyperechogene Linie von den Strukturen der Thoraxwand sowie von denen des Zwerchfells abgrenzen.

Abb. 8 Sonografische Darstellung einer Thoraxdrainage in einem dorsalen interkostalen Querschnitt bei einem Frühgeborenen mit therapierefraktärem Chylothorax. Die Wände der Thoraxdrainage stellen sich im Längsschnitt als hyperechogene parallele Doppelkonturen dar, welche ein echofreies Lumen einschließen. Im linken Bild ist der Durchtritt in die Pleurahöhle dargestellt. Durch Verschiebung des Schallkopfes lässt sich die Drainage weiter nach intrathorakal verfolgen (rechtes Bild). Zudem sind eine verdickte Pleura sowie multiple subpleurale Konsolidierungen zu erkennen. Die Pleura geht paravertebral in eine Pleuraschwarte (Sternchen) über, welche eine Verlagerung und Kompression der Lunge verursacht.

Schlussfolgerungen

Die luftgefüllte Lunge galt lange als der Sonografie nicht zugängliches Organ. Mittlerweile haben viele Studien bewiesen, dass die Ultraschall-Artefakte der Lunge sehr wohl eine sonografische Beurteilung ermöglichen. Zur richtigen Interpretation lungensonografischer Befunde in der Neonatalperiode sind fundierte Kenntnisse über die altersabhängigen Normalbefunde sowie typische pathologische Befunde und deren Bedeutung notwendige Voraussetzung. Sonografische Kennzeichen respiratorischer Erkrankungen sind: Veränderungen der Pleuralinie, vermehrte B-Linien und Kometenschweif-Artefakte, Lungenkonsolidierungen, Auffälligkeiten des Pleuragleitens, ein sichtbarer Lungenpuls sowie die Darstellung von Ergüssen. Diese Abweichungen vom sonografischen Normalbefund werden durch Veränderungen der Schalleigenschaften von Pleura und subpleuralem Lungengewebe hervorgerufen und lassen sich bestimmten, zugrunde liegenden Pathophysiologien zuordnen. Zusammen mit dem klinischen Bild können so Rückschlüsse auf die bestehende Erkrankung gezogen werden.

Der Untersucher sollte sich aber stets bewusst machen, dass überwiegend Artefakte abgebildet werden, verschiedene Krankheitsbilder deshalb sehr ähnliche oder gar identische sonografische Bilder erzeugen können und die Darstellung zudem vom gewählten Schallkopf und den Geräteeinstellungen beeinflusst wird. Der lungensonografische Befund kann also stets nur im klinischen Kontext korrekt interpretiert werden. Die Lungensonografie stellt für oberflächennahe Lungenpathologien ein sehr sensitives bildgebendes Verfahren dar – zentrale, von luftgefüllter Lunge umgebene Pathologien sind der Sonografie jedoch nicht zugänglich. Die Beurteilung kann sich deshalb nur auf die tatsächlich untersuchte Lungenoberfläche beschränken, weshalb eine möglichst vollständige Untersuchung von allen Seiten für eine sichere Diagnostik anzustreben ist.

Conflict of Interest

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Declaration of non-financial interests

The authors declare that there is no conflict of interest.

• References

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Publication History

Article published online:
08 September 2022