Thoraxsonografie bei Aufnahme auf einer COVID-Verdachtsstation – differenzialdiagnostisch hilfreich oder Zeitverschwendung?

Zusammenfassung

Einleitung Bei Patienten mit COVID-19 werden typische, teils schwere Lungenveränderungen beschrieben. Neben dem Einsatz des Thorax-CT wurde bereits frühzeitig auf einen diagnostischen Nutzen durch den Einsatz des Lungenultraschalls hingewiesen.

Diese Pilotstudie untersucht die Frage, ob die Thoraxsonografie bei auf COVID-19 hinweisenden Symptomen in der Frühphase differenzialdiagnostisch sinnvoll eingesetzt werden kann.

Methoden 46 Patienten aus der „ersten Welle“ der COVID-19-Pandemie (23 mit gesicherter, 23 mit im weiteren Verlauf nicht bestätigter Infektion als Kontrollen), die initial mit dem klinischen Verdacht auf eine SARS-CoV-2-Infektion auf die COVID-Verdachtsstation eines akademischen Lehrkrankenhauses aufgenommen worden waren, wurden kurz nach ihrer Aufnahme mittels Lungenultraschall untersucht. Die endgültige Diagnose einer Infektion wurde mittels – teils wiederholtem – PCR-Nasen-/Rachenabstrich gestellt oder ausgeschlossen.

Die erhobenen Befunde der SARS-CoV-2-Patienten und der Kontrollen wurden gegenübergestellt und hinsichtlich signifikanter Unterschiede der thoraxsonografischen Parameter analysiert.

Ergebnisse Es zeigten sich deutliche Unterschiede in den Lungenultraschallbefunden beider Gruppen. In der COVID-Gruppe fanden sich signifikant weniger A-Linien, mehr pathologische B-Linien (vermehrt oder konfluierend) sowie mehr Konsolidierungen. Pleuraergüsse traten in der Kontrollgruppe signifikant häufiger auf. Der berechnete Lungen-Ultraschall-(LUS)-Score war in der COVID-Gruppe höher als in der Kontrollgruppe. Eine sichere Unterscheidung zwischen beiden Gruppen war jedoch nicht möglich, da die Verteilungsbreite der Veränderungen bzw. des LUS-Score zu groß war.

Diskussion In einem klinischen Setting zeigt die Thoraxsonografie bei SARS-CoV-2-Infizierten häufigere und andere Läsionen als bei Patienten, bei denen sich der initiale klinische Verdacht nicht bestätigte. Aufgrund des großen Überlappungsbereiches war die Thoraxsonografie jedoch nicht geeignet, um bei initialem klinischen Verdacht zwischen SARS-CoV-2-Infizierten und Nicht-Infizierten hinreichend sicher zu unterscheiden.

Abstract

Background In patients with Covid-19, typical and often severe lung lesions have been reported. In addition to the use of chest CT, the diagnostic benefit of lung ultrasound has been advocated.

This trial investigates if in patients presenting with symptoms compatible with Covid-19, lung ultrasound is of use in the early differential diagnosis.

Methods This study includes 46 patients of the first wave of the Covid-19 pandemic (23 with confirmed infection, 23 controls with later on excluded infection), who were initially admitted to the Covid Decision Unit of an academic teaching hospital under the clinical suspicion of SARS-CoV-2 infection. All patients were examined by pulmonary ultrasound shortly after admission. The final diagnosis of infection was made or ruled out by means of – sometimes repeated – PCR of nasal/pharyngeal swabs.

Findings of SARS-CoV-2 patients and controls were compared and analyzed for significant differences in chest sonographic parameters.

Results There were significant differences in the lung ultrasound findings of both groups. In the Covid group there were significantly fewer A-lines, more pathological B-lines (increased or confluent) and more consolidations. Pleural effusions were significantly more frequent in the control group. The calculated lung ultrasound score (LUS) was higher in the Covid group than in the control group. However, a reliable differentiation between the two groups was not possible due to the wide range and overlap. 

Conclusion In a clinical setting, lung ultrasound reveals more frequent and different lesions in SARS-CoV-2 infected patients than in patients in whom the initial clinical suspicion was not confirmed. However, due to the overlap of findings between the two groups, lung ultrasound was not suitable to differentiate with sufficient certainty between SARS-CoV-2 infected and non-infected patients.

Einleitung

Beginnend im Dezember 2019 in China, hat die rasche weltweite Ausbreitung des SARS-CoV-2-Virus zu einer hohen Anzahl an teils schwer verlaufenden Infektionen geführt und stellt für die Gesundheitssysteme weltweit eine nach wie vor große Herausforderung dar.

Die Diagnose oder der Ausschluss einer SARS-CoV-2-Infektion erfolgt primär meist mittels PCR-Nasen-/Rachenabstrich. Das Verfahren ist zeitaufwendig, und die Sensitivität ist v. a. in frühen Infektionsstadien eingeschränkt [1] [2].

Daher kommen klinisch häufig (explizite oder implizite) Algorithmen zum Einsatz, die Kontaktanamnese, Symptome, klinische Einschätzung, Testergebnisse und ggf. auch eine Bildgebung miteinander kombinieren. Eine frühzeitige eindeutige Diagnosestellung bzw. ein sicherer Ausschluss einer Infektion haben erhebliche Relevanz für das Patienten- und Ressourcenmanagement, insbesondere wenn es sich um schwer erkrankte, stationär behandlungsbedürftige Patienten handelt.

Als relevantes bildgebendes Verfahren wurde bereits frühzeitig das Thorax-CT beschrieben [3] [4], da die Lunge häufig die wichtigste Manifestation einer Infektion darstellt und sich im Thorax-CT typische klinische Befunde zeigen, die im Nativ-Röntgen nicht mit gleicher Sicherheit detektiert werden können.

Entsprechende Veränderungen sind auch sonografisch häufig gut nachweisbar. Grund hierfür ist, dass die pulmonalen Veränderungen häufig peripher, d. h. an der Thoraxwand auftreten und somit dem Ultraschall zugänglich sind [5] [6] [7]. Zum anderen sind die Veränderungen auch gerade bei hospitalisierten Patienten oft so schwerwiegend, dass sie sonografisch gut darstellbar sind.

Typische thoraxsonografische Befunde bei COVID-19 wurden bereits in der Literatur beschrieben [5] [8] [9], diese sind in [Abb. 1] exemplarisch dargestellt und umfassen

Abb. 1 Thoraxsonografische Befunde bei COVID-Patienten: a irreguläre/verdickte Pleuralinie, b vermehrte B-Linien, c subpleurale Konsolidierungen, d A-Linien (physiologisch, Wiederauftreten bei Rekonvaleszenz) (Quelle: Albertinen-Krankenhaus, Erstveröffentlichung Hamburger Ärzteblatt, Ausgabe 05/20).

• eine verdickte Pleuralinie,

• vermehrte B-Linien,

• subpleurale Konsolidierungen und

• eine diffuse Verteilung der Veränderungen (multilobulär).

Bei rekonvaleszenten Patienten wurde über ein Wiederauftreten von A-Linien berichtet. Pleuraergüsse treten selten auf.

Ähnliche thoraxsonografische Befunde wurden auch bereits zuvor als „interstitielles Syndrom“ beschrieben [10] [11], das u. a. bei der Influenza [12] [13], der Lungenbeteiligung rheumatischer Erkrankungen [14] [15] und bei der Lungenkontusion [16] auftreten kann.

Eine Standardisierung des Ausmaßes der Veränderungen findet sich im Lungenultraschall (LUS)-Score wieder, bei dem die sonografischen Veränderungen je nach untersuchtem Lungenabschnitt mit einem Punktwert versehen wurden. Am besten untersucht wurde der LUS-Score bei respiratorisch kritisch kranken Patienten, es existieren z. B. Untersuchungen zur Korrelation des LUS-Scores mit dem Ausmaß der Belüftung bei ARDS und Ventilator-assoziierter Pneumonie sowie mit dem Outcome nach Extubation [17] [18] [19].

Weiterhin konnte bereits gezeigt werden, dass höhere LUS-Scores mit einer höheren Wahrscheinlichkeit eines schweren COVID-Verlaufs einhergehen [20].

Von den deutschen Fachgesellschaften existiert inzwischen die Empfehlung, die Thoraxsonografie als diagnostische Methode in verschiedenen Indikationen bei der SARS-CoV-2-Infektion einzusetzen [21].

Bislang gibt es unseres Wissens keine Untersuchung, die den Stellenwert der Thoraxsonografie in der frühen Diagnostik einer Infektion im Vergleich zwischen letztendlich gesicherten COVID-19-Erkrankten und initialen, im weiteren Verlauf aber nicht bestätigten COVID-Verdachtsfällen untersucht. Die hier vorgelegte Studie fokussiert sich auf die Untersuchung dieses sich bei der stationären Aufnahme ergebenden differenzialdiagnostischen Aspektes.

Material und Methoden

Im Zuge der anlaufenden COVID-19-Pandemie wurde im März 2020 im Albertinen-Krankenhaus Hamburg eine Isolierstation eingerichtet, auf der Patienten mit Verdacht auf eine SARS-CoV-2-Infektion untergebracht wurden. Die Stellung der Verdachtsdiagnose und die separate Unterbringung von Verdachtsfällen erfolgten entlang der vom Robert Koch-Institut vorgegebenen Algorithmen bzw. Empfehlungen [22] [23].

Maßgebend für die Verdachtsdiagnose waren im wesentlichen COVID-typische Symptome (Fieber, respiratorische Symptome) ohne naheliegende andere Erklärung sowie symptomatische Patienten mit Kontakt zu COVID-Erkrankten. Nur Patienten, die nach Einschätzung des aufnehmenden Arztes einer stationären Behandlung oder Überwachung bedurften, wurden auch aufgenommen.

Bei allen Patienten, bei denen sich eine Infektion bestätigte – gesichert durch einen positiven PCR-Nachweis im Nasen-/Rachenabstrich – und die für eine Untersuchung zur Verfügung standen, wurde sobald wie möglich eine Thoraxsonografie durch in der Methode erfahrene Untersucher durchgeführt.

Die Untersuchung erfolgte unter Einhaltung der hygienischen Standards in der Versorgung von COVID-Patienten (Einmalkittel, Handschuhe, Haarschutz, FFP2-Maske, Sichtschutz bzw. Brille).

Eine zufällig ausgewählte, gleich große Gruppe von Patienten der COVID-Verdachtsstation, bei denen eine Infektion entsprechend der klinikinternen Algorithmen im weiteren Verlauf ausgeschlossen wurde, wurde ebenfalls auf gleiche Weise thoraxsonografisch untersucht. Die Untersucher waren gegenüber den klinischen und virologischen Untersuchungsbefunden, sofern sie bereits vorlagen, nicht verblindet.

Für die Untersuchung wurden folgende Ultraschallgeräte verwendet: Philips CX 50, Philips iU22, Philips Envisor, Sonosite M-Turbo.

Eine schriftliche Einwilligung der Patienten in die Datenerhebung, Weiterverwertung sowie wissenschaftliche Auswertung weiterer krankheitsbezogener Daten sowie die anonymisierte Veröffentlichung wurde eingeholt.

Der Untersuchungsablauf folgte einem standardisierten Schema und umfasste die beidseitige Untersuchung von jeweils 2 anterioren, lateralen und dorsalen Thoraxabschnitten. Für jeden Bereich wurden pathologische Veränderungen erfasst und dokumentiert.

Als nichtpathologische Befunde galten hierbei:

• das Vorhandensein einer glatten Pleuralinie

• der Nachweis von A-Linien

• geringe Anzahl von B-Linien (< 3/Gesichtsfeld)

Pathologische Befunde umfassten als COVID-typische Veränderungen:

• eine unregelmäßige Pleuralinie

• pleuraständige Konsolidierungen

• eine Vermehrung von B-Linien, wobei diese letztere Erfassung semiquantitativ vorgenommen wurde.

Ferner wurden auch nicht-COVID-typische pathologische Veränderungen wie das Vorhandensein eines Pneumothorax oder eines Pleuraergusses erfasst.

Das von uns verwendete standardisierte Auswertungsschema findet sich in [Abb. 2].

Abb. 2 Verwendetes Auswertungsschema (nach Vorlage von Dr. James Rippey [24], mit freundlicher Genehmigung des Autors). [rerif]

Für die weitere Auswertung wurden folgende patientenbezogene Daten erfasst:

• Befunde von zeitgleich durchgeführtem Röntgen-Thorax und CT-Thorax

• Laborparameter: Blutbild mit Differenzierung, CRP, LDH, Ferritin

• Vitalparameter: Sauerstoffbedarf, Sättigung, Atemfrequenz.

Anhand der erhobenen Daten wurde der LUS-Score bestimmt (siehe [Abb. 3]).

Abb. 3 Ermittlung des LUS-Scores. Der Wert wird für jedes untersuchte Segment einzeln bestimmt. Für den Gesamtscore werden die einzelnen Lungenbereiche addiert (somit ergibt sich ein Maximalwert von 36 Punkten).

Für die statistische Analyse wurden die einzelnen lungensonografischen Merkmale beider Gruppen auf statistische Unterschiede geprüft. Hierzu wurden sowohl Verfahren zur Prüfung bei metrischen Parametern (t-Test für unabhängige Stichproben) sowie für nominale Merkmale (Chi-Quadrat; bei geringen Zell-Besetzungen: exakter Test nach Fisher) verwendet.

Ergebnisse

Zwischen April und Mai 2020 wurden im Rahmen der „ersten Welle“ der Pandemie in Deutschland insgesamt 23 Patienten mit nachgewiesener SARS-Co-V2-Infektion (COVID-Gruppe) sowie 23 initiale Verdachtspatienten mit im weiteren Verlauf ausgeschlossener SARS-CoV-2-Infektion (Kontrollgruppe) in die Studie eingeschlossen.

Die Eigenschaften der beiden Gruppen (COVID-Gruppe vs. Kontrollgruppe) sind in [Tab. 1] aufgeführt. Die erfassten klinischen Parameter und Laborwerte beziehen sich auf den Zeitpunkt der sonografischen Untersuchung. Röntgen- und CT-Befunde wurden nur einbezogen, wenn sie höchstens einen Tag vor oder nach der sonografischen Untersuchung erhoben wurden.

Hauptsymptome in beiden Gruppen waren Schwäche, Dyspnoe, Husten und Fieber, die Dauer der Symptomatik bei stationärer Aufnahme war in beiden Gruppen ähnlich und lag im Mittelwert bei 7 Tagen.

In der COVID-Gruppe zeigte sich eine diskret niedrigere Sauerstoffsättigung (95 % vs. 97 %, p < 0,05). Zudem zeigten sich signifikante Unterschiede in der Höhe der LDH- und Ferritin-Werte (p < 0,05), beide waren in der COVID-Gruppe höher. Radiologisch (Röntgen oder CT-Thorax) wurde der Verdacht auf eine COVID-Pneumonie bei 8 Patienten in der COVID-Gruppe und bei einem Patienten in der Kontrollgruppe geäußert (p < 0,05).

Die weiteren erhobenen klinischen Variablen (Atemfrequenz, Sauerstoffbedarf) und Laborparameter unterschieden sich nicht signifikant (vgl. [Tab. 1]).

Tab. 1 Patientencharakteristika.

	COVID (n = 23)	COVID-negativ (n = 23)
Alter (Jahre), Mittelwert (Range)	69,4 (36–99)	69,9 (19–91)
Männliches Geschlecht, n (%)	15 (65 %)	13 (56 %)
Symptomatik, n (%)
Schwäche	19 (83 %)	14 (61 %)
Dyspnoe	15 (65 %)	15 (65 %)
Husten	15 (65 %)	12 (52 %)
Fieber > 38,5 °C	10 (43 %)	5 (22 %)
Auswurf	6 (26 %)	5 (22 %)
Verwirrtheit	6 (26 %)	1 (4 %)
Brustschmerz	5 (22 %)	3 (13 %)
Gliederschmerzen	4 (17 %)	2 (9 %)
Diarrhö	2 (9 %)	1 (4 %)
Geruch-/Geschmacksstörung	2 (9 %)	1 (4 %)
Kopfschmerzen	1 (4 %)	2 (9 %)
Bauchschmerzen	1 (4 %)	2 (9 %)
Halsschmerzen	0	2 (9 %)
Übelkeit	0	2 (9 %)
Erbrechen	0	2 (9 %)
Zeitdauer Symptomatik bei Aufnahme (Tage), Mittelwert (Range)	7,8 (0–21)	6 (0–20)
Klinische Parameter
Sauerstoffbedarf, n (%)	11 (48 %)	15 (65 %)	p = 0,23[a]
Sauerstoffsättigung, Mittelwert (Range)	95 % (90–99 %)	97 % (95–100 %)	p = 0,02[b]
Atemfrequenz, Mittelwert (Range)	17,6 (12–33)	15,2 (12–23)	p = 0,06[b]
Laborparameter
LDH (U/l), Mittelwert (Range) [n = 22/18]	333,7 (158–671)	246 (142–433)	p = 0,02[b]
CRP (mg/l), Mittelwert (Range) [n = 23/23]	95,8 (1,5–277,1)	57,7 (0,4–222,9)	p = 0,07[b]
PCT (ng/ml), Mittelwert (Range) [n = 13/4]	0,73 (0,05–5,91)	0,71(0,05–2,62)	p = 0,98[b]
Ferritin (ng/ml), Mittelwert (Range) [n = 11/4]	1320 (39–3172)	289 (29–577)	p = 0,05[b]
NT pro BNP (pg/ml), Mittelwert (Range) [n = 3/11]	2450 (575–5214)	6975 (35–41196)	p = 0,54[b]
Bildgebung
Röntgen, n (%)	16 (70 %)	18 (78 %)
CT, n (%)	3 (13 %)	5 (22 %)
radiologisch COVID-Verdacht, n (%)	8 (35 %)	1 (4 %)	p = 0,04[a]

^a Chi-Quadrat-Test

^b T-Test für unabhängige Stichproben

6 der 23 COVID-Patienten mussten im weiteren Verlauf auf der Intensivstation behandelt werden, 3 verstarben. In der Kontrollgruppe wurde ein Patient auf der Intensivstation behandelt, 2 verstarben.

Die abschließenden Diagnosen der Nicht-COVID-Patienten zeigt [Tab. 2].

Tab. 2 Entlassungsdiagnosen der Nicht-COVID-Patienten.

Anzahl	Diagnose
6	Atemwegsinfekt, bakteriell
6	kardiale Dekompensation
2	COPD, exazerbiert
2	bakterieller Infekt, urogenital
1	Atemwegsinfekt, viral
1	Sarkoidose
1	Lungenarterienembolie
1	Perikarditis
1	somatoforme Störung
1	systemische virale Infektion (CMV)
1	Tumorerkrankung

Sonografisch zeigten sich folgende Veränderungen (vgl. [Tab. 3]):

Tab. 3 Häufigkeit der Lungenultraschallbefunde in den einzelnen Segmenten.

	A-Linien			B-Linien			B-Linien
				> 2 pro Gesichtsfeld			konfluierend
Segment	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[a]	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[a]	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[c]
R1	10 (43 %)	20 (87 %)	< 0,01	5 (22 %)	3 (13 %)	0,44	2 (9 %)	0 (0 %)	1,00
R2	7 (30 %)	19 (83 %)	< 0,01	4 (17 %)	5 (22 %)	0,71	3 (13 %)	2 (9 %)	0,19
R3	5 (22 %)	18 (78 %)	< 0,01	14 (61 %)	4 (17 %)	< 0,01	5 (22 %)	1 (4 %)	0,23
R4	2 (9 %)	19 (83 %)	< 0,01	12 (52 %)	7 (30 %)	0,13	3 (13 %)	0 (0 %)	0,23
R5	4 (17 %)	17 (74 %)	< 0,01	9 (39 %)	2 (9 %)	0,02	4 (17 %)	0 (0 %)	0,09
R6	0 (0 %)	12 (52 %)	< 0,01	13 (57 %)	7 (30 %)	0,07	9 (39 %)	3 (13 %)	0,35
L1	6 (26 %)	19 (83 %)	< 0,01	7 (30 %)	3 (13 %)	0,15	4 (17 %)	1 (4 %)	0,61
L2	2 (9 %)	18 (78 %)	< 0,01	4 (17 %)	1 (4 %)	0,16	3 (13 %)	1 (4 %)	0,49
L3	3 (13 %)	18 (78 %)	< 0,01	9 (39 %)	3 (13 %)	0,04	2 (9 %)	0 (0 %)	1,00
L4	3 (13 %)	17 (74 %)	< 0,01	10 (43 %)	6 (26 %)	0,22	2 (9 %)	3 (13 %)	0,61
L5	3 (13 %)	16 (70 %)	< 0,01	7 (30 %)	6 (26 %)	0,74	3 (13 %)	1 (4 %)	0,70
L6	0 (0 %)	14 (61 %)	< 0,01	11 (48 %)	7 (30 %)	0,23	5 (22 %)	3 (13 %)	0,61
Gesamt	3,75 (16,3 %)	17,25 (75,0 %)	< 0,01 [b]	8,75 (38,0 %)	4,5 (19,6 %)	< 0,01 [b]	3,75 (16,3 %)	1,25 (5,4 %)	< 0,01 [b]
	Pleuralinie			Konsolidierungen			Konsolidierungen
	verdickt, irregulär			vorhanden			nur > 5 mm
Segment	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[a]	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[c]	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[c]
R1	13 (57 %)	11 (48 %)	0,56	3 (13 %)	1 (4 %)	1,00	2 (9 %)	1 (4 %)	1,00
R2	9 (39 %)	5 (22 %)	0,20	4 (17 %)	3 (13 %)	1,00	3 (13 %)	1 (4 %)	1,00
R3	11 (48 %)	10 (43 %)	0,77	3 (13 %)	1 (4 %)	1,00	0 (0 %)	0 (0 %)	1,00
R4	8 (35 %)	9 (39 %)	0,76	7 (30 %)	3 (13 %)	0,28	5 (22 %)	1 (4 %)	0,19
R5	4 (17 %)	10 (43 %)	0,05	4 (17 %)	2 (9 %)	0,67	1 (4 %)	1 (4 %)	1,00
R6	5 (22 %)	8 (35 %)	0,33	8 (35 %)	3 (13 %)	0,17	5 (22 %)	1 (4 %)	0,19
L1	7 (30 %)	9 (39 %)	0,54	3 (13 %)	0 (0 %)	0,23	0 (0 %)	0 (0 %)	1,00
L2	6 (26 %)	9 (39 %)	0,35	2 (9 %)	2 (9 %)	1,00	2 (9 %)	1 (4 %)	1,00
L3	9 (39 %)	9 (39 %)	1,00	6 (26 %)	1 (4 %)	0,10	2 (9 %)	0 (0 %)	1,00
L4	10 (43 %)	11 (48 %)	0,77	9 (39 %)	3 (13 %)	0,09	7 (30 %)	2 (9 %)	0,13
L5	8 (35 %)	12 (52 %)	0,23	4 (17 %)	3 (13 %)	1,00	1 (4 %)	2 (9 %)	1,00
L6	4 (17 %)	5 (22 %)	0,71	12 (52 %)	8 (35 %)	0,37	10 (43 %)	2 (9 %)	0,02
Gesamt	7,83 (34,1 %)	9,00 (39,1 %)	0,27	5,41 (23,6 %)	2,50 (10,9 %)	0,01	3,17 (13,8 %)	1,00 (4,3 %)	0,02

fett wenn p < 0,05

^a Chi-Quadrat-Test

^b T-Test (zweiseitig, ungepaart)

^c exakter Test nach Fisher

Bei den Patienten in der COVID-Gruppe zeigten sich im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant weniger A-Linien, signifikant mehr pathologische B-Linien (mehr als 2 je Gesichtsfeld oder konfluierend) sowie signifikant mehr Konsolidierungen.

So fanden sich in der COVID-Gruppe in durchschnittlich 16,3 % der Fälle konfluierende B-Linien, in der Kontrollgruppe lediglich in 5,4 %. Konsolidierungen sahen wir bei 23,6 % aller COVID-Patienten im Vergleich zu 10,9 % in der Kontrollgruppe.

Im direkten Vergleich der einzelnen untersuchten Lungenabschnitte zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen beiden Gruppen bei der Vermehrung von B-Linien v. a. in den lateral gelegenen Lungenabschnitten, bei den Konsolidierungen nur in einem der basal gelegenen Lungenabschnitte.

Ein Pleuraerguss fand sich bei 2 Patienten in der COVID-Gruppe und bei 8 Patienten in der Kontrollgruppe (p < 0,05).

Ein Pneumothorax wurde bei keinem der Patienten diagnostiziert.

Wie in [Tab. 4] dargestellt, zeigte sich in der COVID-Gruppe ein signifikant höherer LUS-Score (11,4 vs. 5,5, p = 0,02). Dies konnte auch für den direkten Vergleich der einzelnen Segmente gezeigt werden, signifikant war der Unterschied hier jedoch nur in 3 der 4 lateralen Lungensegmente.

Tab. 4 Durchschnittlicher LUS-Score in den einzelnen Segmenten.

Segment	COVID (n = 23)	N-COVID (n = 23)	p[a]
R1	0,61	0,22	0,16
R2	0,65	0,57	0,8
R3	1,00	0,26	< 0,01 **
R4	1,22	0,57	0,07
R5	0,70	0,26	0,14
R6	1,35	0,70	0,08
L1	0,65	0,17	0,07
L2	0,48	0,26	0,43
L3	1,09	0,22	< 0,01 **
L4	1,48	0,57	0,01 **
L5	0,65	0,52	0,68
L6	1,52	1,22	0,47
Gesamt (Range)	11,39 (0–34)	5,52 (0–19)	0,02 *

^a T-Test für unabhängige Stichproben

Allerdings fand sich in beiden Gruppen eine große Verteilungsbreite mit einem entsprechend großen Überlappungsbereich, sodass eine Diskriminierung COVID vs. Nicht-COVID nur anhand des LUS-Scores nicht möglich ist. Eine Kombination des LUS-Scores mit Sauerstoffbedarf oder anderen klinischen oder Laborparametern ergab keinen statistischen Vorteil in der Vorhersage einer Gruppenzugehörigkeit.

In einer Subgruppenanalyse der COVID-Gruppe konnte beobachtet werden, dass schwere Verläufe (intensivstationärer Aufenthalt oder Tod) mit höheren LUS-Scores einhergingen. Bei den Patienten mit schwerem Infektionsverlauf zeigte sich ein durchschnittlicher LUS-Score von 20,1 (n = 7, Range: 2–34), in der Gruppe ohne schweren Verlauf von 7,6 (n = 16, Range 0–20), der Unterschied war signifikant (p = 0.018, T-Test).

Ein Cutoff von 12 Punkten als Prädiktor eines schweren Verlaufes zeigte nur bei einem der 7 im weiteren Verlauf intensivpflichtigen und/oder verstorbenen Patienten ein falsch-negatives Ergebnis. Bei 4 der 16 nicht-intensivpflichtigen Patienten lag ein LUS-Score über 12 vor.

Für die COVID-Gruppe zeigte sich eine Korrelation zwischen dem LUS-Score und Ferritin (r = 0,64, p = 0,03, n = 11), auch wenn dieser Zusammenhang aufgrund der geringen Fallzahl vorsichtig zu interpretieren ist. Für weitere klinische oder laborchemische Variablen (wie z. B. CRP, LDH, Dauer der Symptomatik) konnte ein solcher Zusammenhang nicht beobachtet werden.

Diskussion

Die Daten unserer monozentrisch angelegten Pilotstudie zeigen, dass bei COVID-Patienten typische thoraxsonografische Veränderungen vorhanden sind, die stärker ausgeprägt sind als bei von der Symptomatik her vergleichbaren SARS-CoV-2-negativen Patienten. Auch wenn sich statistisch teils signifikante Unterschiede in den Daten zeigen, ist es dennoch nicht möglich, sonografische Kriterien zu definieren, anhand derer zwischen beiden Gruppen klar getrennt werden kann. Dies betrifft sowohl die einzelnen erhobenen Parameter als auch den ermittelten LUS-Score.

Als Limitationen der Untersuchung sind die geringe Zahl an rekrutierten Patienten und die fehlende Verblindung der Untersucher aufzuführen. Es handelt sich um eine explorative Studie zur Identifikation möglicher, in der Versorgungspraxis auftretender Unterschiede bei beiden Patientenkollektiven. Daher wurde auf eine Adjustierung des Signifikanzniveaus verzichtet. Insbesondere die multiple Testung potenzieller Unterschiede in den einzelnen lungensonografischen und klinischen Parametern sollte in zukünftigen, idealerweise prospektiven Studien mit einem entsprechend adjustierten Signifikanzniveau durchgeführt werden.

Die Thoraxsonografie sollte in der hier beschriebenen Indikation als Erstuntersuchung nur dann eingesetzt werden, wenn die Aussagekraft der Untersuchungsergebnisse den Zeitaufwand und das nicht ganz auszuschließende Kontaminationsrisiko des Untersuchers rechtfertigen. Nach den Ergebnissen unserer Untersuchung erscheint entgegen unserer ursprünglichen Erwartungen ein früher Einsatz der Thoraxsonografie allerdings nicht geeignet, um bei entsprechenden klinischen Verdachtsmomenten zwischen SARS-CoV-2-Infizierten und Nicht-Infizierten mit hinreichender Sicherheit zu unterscheiden. Die Lungensonografie, und das ist das wesentliche Ergebnis unserer Studie, ist also nicht dazu geeignet, bspw. in der Notaufnahme die Wartezeit auf einen PCR-Test zu verkürzen.

Die beobachteten Unterschiede unterstreichen jedoch den Gesamtstellenwert der Thoraxsonografie in der Behandlung von COVID-Patienten, z. B. zur Beurteilung des Schweregrades und damit auch zur prognostischen Einschätzung der Erkrankung, wie die hier nachgewiesene Assoziation zwischen LUS-Score und Intensivpflichtigkeit oder Tod gezeigt hat. Auch können manche Komplikationen (Pneumothorax, Pleuraerguss) mittels Thoraxsonografie rasch und unmittelbar erfasst werden. Eine weitere klinische Bedeutung kann die Thoraxsonografie bei COVID-Patienten in der Verlaufsbeurteilung von Erkrankten haben, z. B. im Hinblick auf eine Intensivierung oder Deeskalation der Behandlung [21] [25]. Denkbar wäre z. B. ein routinemäßiger Einsatz zur Beatmungssteuerung intubierter COVID-Patienten. Entsprechende Studienvorhaben sind von verschiedenen Forschungsgruppen geplant [21] [26]. Der LUS-Score scheint als bereits evaluierter und standardisiert erfassbarer Gesamtscore dafür gut geeignet zu sein.

Die erst nach Durchführung unserer Untersuchung publizierten „Empfehlungen zur Lungen- und Thoraxsonografie bei Patienten mit COVID-19-Erkrankung“[21] enthalten Hinweise zur Indikationsstellung, praktischen Durchführung und Auswertung. Im Wesentlichen entsprechen die hier genannten Empfehlungen unserem Ansatz. Allerdings sprechen unsere Untersuchungsergebnisse gegen den in diesen Empfehlungen formulierten routinemäßigen Einsatz zur Primär- bzw. Differenzialdiagnose.

Interessenkonflikt

Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Eine Einwilligung zur Weiterverarbeitung der persönlichen Daten und Bilddokumente wurde von allen untersuchten Patienten eingeholt.

• Literatur

• 1 Tahamtan A, Ardebili A. Real-time RT-PCR in COVID-19 detection: issues affecting the results. Expert Rev Mol Diagn 2020; 20: 1-2
• 2 Weissleder R, Lee H, Ko J. et al. COVID-19 diagnostics in context. Sci Transl Med 2020; 12: eabc1931
• 3 Chung M, Bernheim A, Mei X. et al. CT Imaging Features of 2019 Novel Coronavirus (2019-nCoV). Radiology 2020; 295: 202-207
• 4 Song F, Shi N, Shan F. et al. Emerging 2019 Novel Coronavirus (2019-nCoV) Pneumonia. Radiology 2020; 295: 210-217
• 5 Zheng Y, Wang S, Liu Y. et al. A Preliminary Study on the Ultrasonic Manifestations of Peripulmonary Lesions of Non-Critical Novel Coronavirus Pneumonia (COVID-19). Ssrn Electron J 2020;
• 6 Kalafat E, Yaprak E, Cinar G. et al. Lung ultrasound and computed tomographic findings in pregnant woman with COVID‐19. Ultrasound Obst Gyn 2020;
• 7 Soldati G, Smargiassi A, Inchingolo R. et al. Is There a Role for Lung Ultrasound During the COVID‐19 Pandemic?. J Ultras Med 2020;
• 8 Peng Q-Y, Wang X-T, Zhang L-N. Findings of lung ultrasonography of novel corona virus pneumonia during the 2019–2020 epidemic. Intens Care Med 2020; 1-2
• 9 Lomoro P, Verde F, Zerboni F. et al. COVID-19 pneumonia manifestations at the admission on chest ultrasound, radiographs, and CT: single-center study and comprehensive radiologic literature review. European J Radiology Open 2020; 7: 100231
• 10 Volpicelli G, Mussa A, Garofalo G. et al. Bedside lung ultrasound in the assessment of alveolar-interstitial syndrome. Am J Emerg Medicine 2006; 24: 689-696
• 11 Soldati G, Demi M. The use of lung ultrasound images for the differential diagnosis of pulmonary and cardiac interstitial pathology. J Ultrasound 2017; 20: 91-96
• 12 Tsung JW, Kessler DO, Shah VP. Prospective application of clinician-performed lung ultrasonography during the 2009 H1N1 influenza A pandemic: distinguishing viral from bacterial pneumonia. Critical Ultrasound J 2012; 4: 16
• 13 Tsai NW, Ngai CW, Mok KL. et al. Lung ultrasound imaging in avian influenza A (H7N9) respiratory failure. Critical Ultrasound J 2014; 6: 6
• 14 Barskova T, Gargani L, Guiducci S. et al. Lung ultrasound for the screening of interstitial lung disease in very early systemic sclerosis. Ann Rheum Dis 2013; 72: 390
• 15 Moazedi-Fuerst FC, Kielhauser S, Brickmann K. et al. Sonographic assessment of interstitial lung disease in patients with rheumatoid arthritis, systemic sclerosis and systemic lupus erythematosus. Clin Exp Rheumatol. 2015 33. 87-91 https://www.clinexprheumatol.org/abstract.asp?a=8104
• 16 Soldati G, Testa A, Silva FR. et al. Chest Ultrasonography in Lung Contusion. Chest 2006; 130: 533-538
• 17 Bouhemad B, Liu Z-H, Arbelot C. et al. Ultrasound assessment of antibiotic-induced pulmonary reaeration in ventilator-associated pneumonia*. Crit Care Med 2010; 38: 84-92
• 18 Chiumello D, Mongodi S, Algieri I. et al. Assessment of Lung Aeration and Recruitment by CT Scan and Ultrasound in Acute Respiratory Distress Syndrome Patients*. Crit Care Med 2018; 46: 1761-1768
• 19 Soummer A, Perbet S, Brisson H. et al. Ultrasound assessment of lung aeration loss during a successful weaning trial predicts postextubation distress&ast. Crit Care Med 2012; 40: 2064-2072
• 20 Ji L, Cao C, Gao Y. et al. Prognostic value of bedside lung ultrasound score in patients with COVID-19. Crit Care 2020; 24: 700
• 21 Kiefl D, Eisenmann S, Michels G. et al. Empfehlungen zur Lungen- und Thoraxsonographie bei Patienten mit COVID-19-Erkrankung. Medizinische Klinik - Intensivmedizin Und Notfallmedizin 2020; 115: 654-667
• 22 Robert Koch-Institut. COVID-19-Verdacht: Maßnahmen und Testkriterien – Orientierungshilfe für Ärzte. 2020 Im Internet (Stand 11.03.2020): https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Massnahmen_Verdachtsfall_Infografik_Tab.html
• 23 Robert Koch-Institut. Optionen zur getrennten Versorgung von COVID-19-Fällen, Verdachtsfällen und anderen Patienten im stationären Bereich. 2020 Im Internet (Stand 11.03.2020): https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Getrennte_Patientenversorg_stationaer.html
• 24 Rippey J. Lung Ultrasound in COVID-19. 2020 Verfügbar unter (Stand 11.04.2020): https://litfl.com/lung-ultrasound-in-covid-19/
• 25 Boero E, Schreiber A, Rovida S. et al. The role of lung ultrasonography in COVID‐19 disease management. J Am Coll Emerg Physicians Open 2020;
• 26 Soldati G, Smargiassi A, Inchingolo R. et al. Proposal for international standardization of the use of lung ultrasound for COVID‐19 patients; a simple, quantitative, reproducible method. J Ultras Med 2020;

Publication History

Received: 08 March 2021

Accepted: 03 May 2021

Article published online:
12 July 2021