Lungensonografie in der Geburtshilfe bei COVID-19

Schlüsselwörter

Geburtshilfe - Lungenultraschall - Ausbildung

Hintergrund

Das neue Coronavirus (SARS-CoV-2) ist ein neuer Stamm des Coronavirus, der die 2019 erstmalig diagnostizierte Corona Virus Disease (COVID-19) verursacht und erstmals in Wuhan, China, identifiziert wurde. Andere Coronavirus-Infektionen sind die Erkältung (HCoV 229E, NL63, OC43 und HKU1), das Nahost-Atemwegssyndrom (MERS-CoV) und das schwere akute Atemwegssyndrom (SARS-CoV).

Die meisten Fälle von COVID-19 weltweit weisen auf eine Übertragung von Mensch zu Mensch hin. Dieses Virus kann leicht aus Atemwegssekreten und Fäkalien isoliert werden.

Hinsichtlich der vertikalen Übertragung sind einige Fallberichte aus China zu dem Schluss gekommen, dass es hierfür aktuell keine Hinweise gibt [1], [2], [3], [4], [5]. Nach aktuellem Stand ist es nicht sicher, dass der Fetus innerhalb der Schwangerschaft nicht einer COVID-19-Infektion exponiert wird [6]. In einer von Chen et al. [5] veröffentlichten Fallserie wurden Fruchtwasser, Nabelschnurblut, neonatale Rachenabstriche und Muttermilchproben von COVID-19-infizierten Müttern getestet, wobei alle Proben negativ auf das Virus getestet wurden. Nach aktueller Datenlagen kann davon ausgegangen werden, dass der klinische Verlauf der COVID-19-Krankheit durch eine Schwangerschaft verkompliziert und mit einer höheren Sterblichkeitsrate verbunden sein könnte. Ebenfalls wird aktuell davon ausgegangen, dass eine Übertragung von der Mutter auf das Kind in der Gebärmutter unwahrscheinlich ist. Stillen ist möglich, sobald eine Infektion ausgeschlossen oder die Krankheit für geheilt erklärt worden ist [7].

Jedoch können schwangere Frauen selbst eine symptomatische Atemwegsinfektion entwickeln, sodass eine Lungenuntersuchung Bestandteil einer klinischen Bewertung sein sollte. Eine große Fallserie aus China mit 1014 Patienten deutet an, dass eine Thorax-CT-Untersuchung aufgrund höherer Sensitivität für eine COVID-19-Infektion im Vergleich zur PCR als Bildgebung der Wahl bei Verdachtsfällen zum Einsatz kommen sollte [8]. Doch gerade die CT entwickelt eine Strahlenexposition, die bei schwangeren Patientinnen nach Möglichkeit zu vermeiden ist [9]. Huang et al. konnten in einer vergleichenden Untersuchung bei COVID-19-Patienten zeigen, dass die radiologischen CT-Befunde sehr gut mittels Lungensonografie nachvollzogen werden konnten [10]. Die bei einer Low-Dose-CT entstehende Strahlenexposition entspricht in etwa einer konventionellen Thoraxaufnahme [11]. Die Ultraschalluntersuchung der Lunge kann daher besonders für die Beurteilung der Lungen schwangerer Frauen von hohem diagnostischen Nutzen sein. Dabei sollte bedacht werden, dass die Lungensonografie als Teil des Point-of-Care-Ultraschalls (POCUS) ohne spezielle technische Spezifika als begleitendes klinisches Instrument eingesetzt werden kann. Geburtshelfer/Gynäkologen (OBGYN) nutzen die Sonografie in ihrer alltäglichen Routine; eine Untersuchung der Lunge kurz nach der geburtshilflichen Ultraschalluntersuchung ist somit auch für Geburtshelfer und Gynäkologen problemlos durchführbar und sei es nur, um das Vorhandensein oder Fehlen einer Normalität festzustellen und den Bedarf an weiterer fachärztlicher Betreuung zu vermitteln [12].

Im Vordergrund stehen bei COVID-19 interstitielle Lungenpathologien bis hin zum akuten respiratorischen Atemnotsyndrom (ARDS). Zur Diagnostik, Verlaufsbeurteilung und Therapiesteuerung ist eine Bildgebung notwendig, meist in Form eines CT Thorax [8]. Die aktuell veröffentlichten Empfehlungen zur intensivmedizinischen Therapie von Patienten mit COVID-19 der deutschen intensivmedizinischen Fachgesellschaften formulieren dazu jedoch: Bettseitige Untersuchungen (Ultraschall) werden bevorzugt [13]. Auch die Deutsche Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM) hat in diesem Kontext ein strukturiertes Lungenultraschallprotokoll entworfen [14].

Grundlagen der Lungensonografie

Die konventionelle Sonografie zeigt als Schnittbilduntersuchung im „B-Mode“ die 2-dimensionale Abbildung der Gewebestrukturen. Im Gegensatz dazu zieht die Lungensonografie ihren Nutzen vor allem aus der Entwicklung typischer Artefakte, die durch das Auftreffen der Ultraschallwellen auf die mehr oder weniger mit Luft gefüllte Lunge entstehen und neben charakteristischen sonomorphologischen Befunden für die sonografische Differenzialdiagnostik herangezogen werden können. Hierzu gehören:

• Lungengleiten (Normalbefund, der durch das atemsynchrone Gegeneinandergleiten der Pleurablätter entsteht. Im M-Mode als „Seashore Sign“ dokumentierbar [Abb. 1].)

Abb. 1 Dokumentation des normalen Lungengleitens im M-Mode: „Seashore Sign“.

• Lungenpuls (Normalbefund, entsteht durch die mechanische Übertragung des Herzschlages und der arteriellen Pulswellen in den pulmonalen Arterien. Als Bild im M-Mode dokumentierbar [Abb. 2].)

Abb. 2 Dokumentation des Lungenpulses im M-Mode. Die vertikalen Bewegungsartefakte des Herzschlags (b, blau) beginnen erst an der Pleuralinie (b, rot). Artefaktlinien, die oberhalb der Pleuralinie beginnen, dürfen nicht als Lungenpuls fehlinterpretiert werden.

• Lungenpunkt (pathologischer Befund zur Diagnose eines Pneumothorax)

• B-Linien (hyperechogene schmale vertikale Artefaktlinie, die von minimalen subpleuralen Flüssigkeitsansammlungen ausgeht, vereinzelt auftretend normal, bei Häufung Anzeichen für pathologische subpleurale Flüssigkeitsbelastung [Abb. 3])

Abb. 3 B-Linien sind als hyperechogene vertikale Artefaktlinien definiert, die laserartig von der Pleuralinie bis zum Ende des Sonogramms ziehen und synchron mit dem Lungengleiten bewegt werden. Sie entstehen an punktuellen subpleuralen Grenzflächen von flüssigkeitsgefüllten und angrenzenden luftgefüllten Alveolen oder ödematösen Interlobarsepten und Alveolarluft.

• Reverberationsartefakte (Normalbefund, entstehen durch die Totalreflexion des Ultraschall bei Auftreffen auf Luft [Abb. 4])

Abb. 4 Reverberationen sind multiple Wiederholungsechos der Strukturen der Thoraxwand, die im Bildbereich unterhalb der Pleuralinie zur Darstellung kommen. Die horizontal verlaufenden Reverberationslinien unterhalb der Pleuralinie entstehen also nicht als Reflexionen tatsächlicher Strukturen in dieser Tiefe, sondern sind lediglich Artefakte, da die Ultraschallwellen an der unmittelbaren subpleuralen Luft bereits vollständig reflektiert wurden.

• Pleuraergüsse

• subpleurale Lungenkonsolidierungen (Infiltrate, Atelektasen)

Lungensonografische Befunde bei COVID-19

Bei der pulmonalen Manifestation von COVID-19 zeigen die CT-Untersuchungen nur sehr selten zentral-pulmonale Infiltrate. Als Grund für die überwiegend in der Lungenperipherie anzutreffenden Pathologien wird die sehr geringe Größe des SARS-CoV-2 angenommen. Die im Rahmen der Krankheitsentwicklung entstehenden strukturellen Veränderungen führen zu einer progredienten Verdrängung der subpleuralen alveolären Luft im betroffenen Lungenareal. Mithilfe der Lungensonografie können für die verschiedenen Stadien der subpleuralen Belüftungsstörungen charakteristische artefaktbasierte bildmorphologische Korrelate identifiziert werden. Zu diesen lungensonografischen Befunden zählen [15]:

• fokal auftretende multiple bis konfluierende B-Linien ([Abb. 5] und [6])

Abb. 5 Multiple B-Linien. Als multiple B-Linien werden mehr als 2 B-Linien innerhalb eines Interkostalraums bezeichnet. Der Grund für die Entwicklung von multiplen B-Linien ist eine erhöhte subpleurale Flüssigkeitsbelastung, deren Ursache organübergreifend (kardial, neurogen oder toxisch) oder fokal innerhalb der Lunge zu suchen ist.

Abb. 6 Konfluierende B-Linien. Mit weiterer Zunahme der subpleuralen Flüssigkeit gehen die einzelnen B-Linien verstärkt ineinander über und sind nicht mehr als einzelne Artefaktlinien zu diskriminieren. Es resultiert das Bild einer sonografisch weißen Lunge.

• fokale Verdickungen, Unregelmäßigkeiten und Fragmentierungen der Pleuralinie ([Abb. 7] und [8])

Abb. 7 Verdickte Pleura. Unmittelbar subpleural lokalisierte Entzündungsreaktionen reduzieren den alveolären Luftgehalt, was zu einem Konturverlust der sonografischen Pleuralinie führt. Die Pleuralinie erscheint verdickt, aber auch kontrastärmer. Das Bild zeigt den typischen Befund einer lokal begrenzten subpleuralen Inflammation mit verdickt erscheinender unscharfer Pleuralinie (rot) unmittelbar neben einem normalen Areal mit schmaler, scharf konturierter Pleuralinie (gelb). Unterhalb der Pleuralinie sind nur im normalen Bereich Reverberationen (grün) erkennbar. Diese Konstellation ist auch bei COVID-19-Patienten im Anfangsstadium der Erkrankung zu finden.

Abb. 8 Unregelmäßige und fragmentierte Pleura. Durch die Zunahme der Inflammation im peripheren Lungengewebe breitet sich die resultierende alveoläre Belüftungsstörung unregelmäßig aus. Die Pleura visceralis kann in diesen Bereichen ohne die optische Verstärkung der normalerweise subpleural befindlichen Luft mit Ultraschall nicht mehr dargestellt werden. Im Bild (b) sind diese optischen Unterbrechungen der Pleuralinie (rot) deutlich erkennbar.

• größenvariable subpleurale Verdichtungen (Konsolidierungen) ([Abb. 9])

Abb. 9 Konsolidierung mit Aerobronchogramm. Größerer Bereich einer pulmonalen Belüftungsstörung (b, rot). Die hyperechogene punktförmige Artefakte innerhalb des Konsolidierungsareals werden als Aerobronchogramm bezeichnet und werden durch minimale alveoläre und bronchioläre Restluft erzeugt. Eine Pleuralinie ist oberhalb der Konsolidierung nicht mehr darstellbar. Die orange Linie markiert die Grenze zwischen Konsolidierung und (noch) belüftetem Lungenparenchym.

• irreguläre Beteiligung verschiedener benachbarter Pleuraabschnitte, mit ausgesparten (noch) normalen Regionen

• größere Pleuraergüsse sind selten, allenfalls minimale Randwinkelergüsse (bei Abwesenheit anderer Pathologien)

Im Krankheitsverlauf sind dynamische Verläufe dokumentiert. Insbesondere Schwere und Verlauf von Belüftungsstörungen lassen sich engmaschig überwachen, sowohl als Verschlechterung (Zunahme von Zahl und Dichte von B-Linien, Konfluenz; Konsolidierung) als auch Besserung. Dorsobasale Veränderungen können bei beatmeten Patienten auf eine verbesserte Reagibilität auf Bauchlage hindeuten, Veränderungen im Kontinuum der B-Linien können die Anpassung der Beatmung unterstützen.

Lungenkonsolidierungen bei COVID-19

Der Pathomechanismus, der durch die intrazelluläre Replikation des SARS-CoV-2 ausgelöst wird, führt zu einem Untergang der betroffenen Zellen. In der Lunge führt dies zu einem Verlust der strukturellen alveolären Integrität. Die betroffenen Alveolen füllen sich nun mit interstitieller Flüssigkeit oder kollabieren. Da sich diese pulmonalen Areale bei COVID-19 überzufällig häufig unmittelbar subpleural befinden, können bereits geringe alveoläre Flüssigkeitsansammlungen zu den o. a. charakteristischen Veränderungen der Pleura und der verstärkten Darstellbarkeit von B-Linien führen ([Abb. 5] bis [8]). Im weiteren Verlauf der Erkrankung nehmen auch die Belüftungsstörungen weiter zu ([Tab. 1]). Das Lungenparenchym verdichtet sich durch den Verlust der alveolären Luft immer weiter, bis die Lunge im Endstadium in diesen Arealen zu einem festen Organ wird, das wie jedes andere Organ (z. B. die Leber) mit Ultraschall beurteilt werden kann.

Tab. 1 Zeitlinie und pathophysiologische Entwicklung der typischen lungensonografischen Befunde bei COVID-19.

	Phase der Entzündung	Symptomatik	typisch bei COVID-19	typisch für COVID-19
fokale B-Linien	früh	keine, evtl. unspezifisches Krankheitsgefühl mit trockenem Husten und Fieber	ja	nein
regional verdickte Pleuralinie	früh	zusätzlich beginnende Hypoxie ohne Dyspnoe	ja	nein
fragmentierte Pleuralinie	fortgeschritten	zusätzlich Dyspnoe	ja	nein
regionale subpleurale Konsolidierungen	fortgeschritten	zusätzlich beginnende respiratorische Insuffizienz	ja	nein
gering ausgeprägtes Aerobronchogramm	fortgeschritten		ja	nein
breitbasige große Konsolidierungen mit reduzierter Perfusion	maximale Ausprägung	zusätzlich Somnolenz, ausgeprägte respiratorische Insuffizienz	ja	ja

Das Entwicklungsstadium dieser Konsolidierungen kann im Ultraschall sehr gut anhand des alveolären Restluftgehalts, dem sog. Aerobronchogramm beurteilt werden ([Abb. 9]). Im frühen Stadium der Konsolidierungsphase variieren sowohl die Ausdehnung der Konsolidierung als auch die Intensität des Aerobronchogramms noch deutlich im Rahmen der Atembeweglichkeit der Lunge [16]. Diese respiratorische Dynamik nimmt mit Fortschreiten der Erkrankung immer weiter ab, was prognostisch als ungünstig zu bewerten ist.

Pleuraergüsse bei COVID-19

Die Beurteilung des Pleuraergusses ist das traditionelle Ziel der Lungenultraschalluntersuchung. Einige Geburtshelfer/Gynäkologen haben Erfahrung mit der Erkennung von Ergüssen in der klinischen Routine, da einige Schwangerschaftskomplikationen und gynäkologische Krebserkrankungen zur Entstehung von Ergüssen führen können. Im Allgemeinen kann ein Pleuraerguss einfach und einheitlich echofrei oder durch das Vorhandensein von Blut, Eiter, Fibrin und/oder Septen kompliziert sein [17].

Die Beschreibung der Entwicklungsstadien bezieht sich auf die Betrachtung einzelner Entzündungsherde, nicht auf die Gesamtentwicklung der Erkrankung. Die beschriebenen Symptomatiken sind daher in Abhängigkeit von der Anzahl der betroffenen Lungenareale variabel zu werten. Lediglich ausgeprägte breitbasige Konsolidierungen mit reduzierter Perfusion sind bislang noch nicht bei anderen Lungenerkrankungen beschrieben worden und daher nach derzeitigem Kenntnisstand als typisch für COVID-19 zu interpretieren. Alle anderen Befunde sind dagegen zwar absolut typisch bei COVID-19, können grundsätzlich aber auch bei anderen pulmonalen Erkrankungen erhoben werden, was die Sensitivität der Lungensonografie für die Diagnose von COVID-19 einerseits limitiert, andererseits bei hoher Spezifität gut zum Ausschluss der Erkrankung herangezogen werden kann [18].

Lungensonografie in der Praxis

Wahl des Schallkopfes

Die Untersuchung der Lungen kann je nach klinischer Fragestellung mit einem Konvex-, einem Linear- oder einem Sektorschallkopf erfolgen. In der Praxis hat sich bewährt, für die sonografische Untersuchung der Lungen universell einen Konvexschallkopf mit einer Eindringtiefe von ca. 7 – 14 cm zu verwenden, da dieser sowohl oberflächennahe als auch tiefer gelegene Strukturen ausreichend gut darstellt. Bei gezielter Untersuchung hinsichtlich der genaueren Beurteilung der Pleura und subpleuraler Lungenkonsolidierungen bietet sich ein Linearschallkopf mit hohen Frequenzen und geringer Eindringtiefe (ca. 4 – 7 cm) an.

Untersuchungssetting im Kreißsaal und bei der Eingangsuntersuchung

Die Lungensonografie kann als eine Erweiterung der geburtshilflichen Ultraschalluntersuchung im Kreißsaal angesehen werden und sollte in diesem Setting durch einen sonografisch erfahrenen Geburtshelfer durchgeführt werden [12]. Auch geschulte Hebammen könnten bei Aufnahme der Patientin die sonografische Untersuchung der Lunge durchführen. Dabei sollte die Untersuchung bei Aufnahme der Patientin im Kreißsaal oder bei Vorstellung in einer Schwangerenambulanz erfolgen. Insbesondere bei symptomatischen Patientinnen im Rahmen der klinischen Ersteinschätzung bzw. bei Durchführung der fetalen Biometrie sollte die Lungensonografie durchgeführt werden. Der Untersucher kann dabei die Sonde einfach vom Abdomen in den Bereich des Brustkorbs bewegen und dabei den vorderen, seitlichen und dorsobasalen Bereich des Brustkorbs scannen. Die Untersuchung sollte den gesamten Lungenbereich abdecken, von der basalen bis zur oberen Zone des Thorax. Hierbei sollte der ventrale und dorsale Thorax systematisch in jeweils 8 Untersuchungsfelder unterteilt werden ([Abb. 10]). Die alleinige Untersuchung nur an einer Stelle ist nicht sinnvoll.

Abb. 10 Ventrale und dorsale thorakale Untersuchungsareale. Als Screeningpunkte bei Verdacht auf COVID-19 haben die dorsalen Untersuchungspunkte D3 – D8 die größte Bedeutung.

Fazit

Das respiratorische Versagen im Rahmen von COVID-19 stellt eine potenziell lebensbedrohliche Situation für jede Patientin dar und sollte so schnell wie möglich einer differenzierten Diagnostik zugeführt werden. Dabei kann die Lungensonografie gerade im Bereich der Schwangerendiagnostik einen wichtigen Zusatzaspekt bieten, da hier die Indikationen für strahlenbelastende Bildgebung besonders restriktiv gestellt werden sollten. Bei sonografisch nachgewiesener Beteiligung der Lunge sollte in Abhängigkeit von der Symptomatik und der sonomorphologischen Ausdehnung des Befundes eine stationäre Aufnahme mit engmaschiger fetaler und maternaler Überwachung erwogen werden, da bisher zuverlässige Daten zum Verlauf einer COVID-19-Infektion bei Schwangeren fehlen [19].

Hier wird ein systematischer Ansatz mit Dokumentation für Geburtshelfer/Gynäkologen zur Durchführung von Lungenultraschalluntersuchungen bei schwangeren Frauen vorgeschlagen, wobei mögliche Anwendungen und die Symptomatologie beschrieben und praktische Punkte zur Berücksichtigung gegeben werden. Pathologische Ultraschallmuster werden mit denen verglichen, die bei einer normalen Lunge zu erwarten sind, mit besonderem Schwerpunkt auf denjenigen, die eher auf eine COVID-19-Infektion hindeuten.

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