Diagnostik und Einschätzung des „Pleuraergusses“ (Ausmaß, Art, Punktionsstelle)
Diagnostik und Differenzierung von Hämatothorax und Pleuraempyem
Diagnostik und Einschätzung der Pleuritis
Diagnostik des Pneumothorax
Diagnostik und Einschätzung von Pleura-Erkrankungen und pleuraständiger Raumforderungen (parietal, viszeral; inklusive Differenzierung in solide, zystisch, flüssig)
Diagnostik und Einschätzung subpleuraler Konsolidierungen
Diagnostik und Differenzierung von Artefakten
Direkte Ultraschallzeichen sind der Artefakt-Beurteilung überlegen
Grenzen sonografischer Diagnostik
Einleitung
Die hier präsentierte CME-Übersichtsarbeit erläutert die Aussagekraft der Pleurasonografie und gibt Hinweise zu deren Anwendung. Zu Beginn der Sonografie in den 80er-Jahren des 20. Jahrhunderts mit der dazumal möglichen Auflösung der Geräte konnte die Pleura lediglich als weiße Linie wahrgenommen werden. Aufgrund der hohen Impedanz-Unterschiede kann die Pleura in besonderem Maße gut abgegrenzt werden. Mit den zunehmenden hochauflösenden Geräten von mehr als 10 MHz kann auch eine normale Pleura mit einer Dicke von 0,2 mm beurteilt werden. In diesem Artikel werden die Besonderheiten der Untersuchungstechnik mit der Kenntnis der Vortestwahrscheinlichkeit erläutert und die Indikationen der Pleurasonografie beschrieben. Die Pleurasonografie hat einen hohen Stellenwert – sowohl in der Notfall- und Intensivmedizin, präklinisch, ambulant und stationär, in der Hausarzt- wie auch in der Spezialarzt-Praxis der Pneumologen. Dargestellt werden die Besonderheiten in der Kindheit (Pädiatrie) [1 ]
[2 ]
[3 ], wie auch in der Geriatrie. Das Erkennen eines Pneumothorax, auch in schwierigen Situationen, wie auch die Beurteilung des Pleuraergusses werden erläutert. Aufgrund der heutigen hochauflösenden Technik können sowohl die Pleura selbst wie auch kleine subpleurale Veränderungen beurteilt und diagnostisch bewertet werden. Direkte und indirekte sonografische Zeichen und Begleiterscheinungen werden beschrieben und der konkrete klinische Stellenwert der Sonografie wird dargestellt. Dargelegt werden zudem die Bedeutung und Kriterien des konventionellen helligkeitskodierten B-Bildes, der Farbdoppler-Sonografie (FDS), mit oder ohne Spektralanalyse des Dopplersignals (SDS), sowie des Kontrastmittel-Ultraschalls (CEUS) [4 ]
[5 ]
[6 ]
[7 ]
[8 ]
[9 ]
[10 ]
[11 ]. Auch die Elastografie [12 ] und ultraschallgestützte Interventionen sollen Erwähnung finden. Eine zugehörige weitere Arbeit beschäftigt sich mit den Erkrankungen des Lungenparenchyms [13 ] und eine weitere Arbeit mit den Erkrankungen der Thoraxwand, des Zwerchfells und des Mediastinums [14 ].
Es stehen eine Vielzahl von sonografischen Techniken zur Diagnostik und für Interventionen zur Verfügung.
Vortestwahrscheinlichkeit und Fragestellung
Vortestwahrscheinlichkeit und Fragestellung
Die Vortestwahrscheinlichkeit für den Pleura- und Lungen-Ultraschall (LUS) beschreibt die Wahrscheinlichkeit, mit der eine bestimmte Pleura- oder Lungenkrankheit vorliegt, bevor eine zusätzliche diagnostische Maßnahme wie LUS durchgeführt wird. Ob LUS bei einem Patienten mit einer Pleura- oder Lungenkrankheit diese richtig identifizieren kann, hängt von der Wahrscheinlichkeit ab, mit der sie bei dem untersuchten Patienten schon vorher bestand (a-priori-Wahrscheinlichkeit) sowie von den intrinsischen Vor- und Nachteilen des Tests und somit der der richtigen Fragestellung, um evidenzbasiert zu handeln. Die Sonografie unter Kenntnis der Symptomatik und der Krankengeschichte ist nicht fehlerfrei, und es können bestimmte Befunde fälschlich als Erkrankung gedeutet werden (falsch-positives Ergebnis), oder Erkrankungen nicht richtig erkannt werden (falsch-negatives Ergebnis).
Berücksichtigung der Vortestwahrscheinlichkeit und spezifische Fragestellung sind für den Erfolg von LUS wesentlich.
Vor- und Nachteile der Sonografie
Vor- und Nachteile der Sonografie
Vorteile
Grundsätzlich ist die LUS die konsequente bildgebende Weiterführung des Perkussions- und Auskultationsbefundes des Thorax im Sinne von „Ultrasound – the stethoscope of the future“ [15 ]. Wichtige Vorteile sind u. a. die Echtzeituntersuchung, eine bettseitige, jederzeit wiederholbare Durchführung, fehlende Strahlenbelastung, hohe Ortsauflösung im Nahfeldbereich, Aussagen zur Perfusion mithilfe von FDS, Spektralanalyse und CEUS, und die sichere bildgebende Führung von Interventionen. Grundsätzlich stellt die Sonografie eine „dialogische“ Untersuchungsmethode dar [16 ].
Bei Patienten mit Dyspnoe ist die Lungen- und Pleurasonografie oft für die Therapieentscheidung ausreichend.
Bei Patienten mit onkologischen Fragestellungen ist die Computertomografie zum Staging die Methode der Wahl – und Ultraschall wird ergänzend und mit spezifischen Fragestellungen eingesetzt.
Nachteile
Relevante Nachteile sind die limitierte Darstellung pulmonaler Pathologien bei totaler Reflexion an der Lungenoberfläche mit Artefakten, die Schallauslösung hinter knöchernen Strukturen, eine fehlende Übersicht, fehlende Darstellung zentraler hilärer Pathologien sowie die eingeschränkte Beurteilbarkeit bei liegenden Patienten. Es können geschätzt nur zirka 70 % der Pleura aufgrund der knöchernen Umgebung eingesehen werden.
Pleura
Untersuchungstechnik
Einige diagnostische Fragen lassen sich mit einer gezielten, von einer lokalisierten Symptomatik geleiteten Untersuchung beantworten; die Mehrzahl der Indikationen für LUS erfordern dagegen einen systematischen und grundsätzlich bilateral vergleichenden Untersuchungsgang. Die konkreten Protokolle hängen sowohl von der konkreten Fragestellung als auch von der klinischen Patientensituation ab. Ist eine Untersuchung nur im Liegen möglich (z. B. unter Ventilationsbedingungen) sowie bei Verdacht auf Pneumothorax oder interstitielles Syndrom, wird ein 8-Regionen-Protokoll mit beidseitiger Untersuchung ventral-kranial, ventral-kaudal, lateral-kranial und lateral-kaudal empfohlen. Für eine Semiquantifizierung des interstitiellen Syndroms wird dagegen die Untersuchung von 28 Interkostalräumen präferiert [17 ]
[18 ]
[19 ]
[20 ]. Bei Patienten mit Verdacht auf eine (COVID-19)-Pneumonie und Lungenarterienembolie ist die Untersuchung der dorsalen Lungenanteile wichtig, und es muss der geringen Größe der peripheren Lungenkonsolidierungen Rechnung getragen werden. Daher wurde ein Protokoll mit 14 Scan-Regionen vorgeschlagen, das zusätzlich zu den genannten 8 ventralen und lateralen Lungen-Regionen beidseits jeweils 3 dorsal-paravertebrale Regionen mit einbezieht [21 ]. Es sind weitere Modifikationen beschrieben worden: ein 4-Regionen-Protokoll (beidseits ventral-kranial + lateral-kaudal), ein 6-Regionen-Protokoll (beidseits je 3 Scanzonen von ventral-kranial über median im mittleren Thorax bis lateral-kaudal) und ein 12-Regionen-Protokoll mit beidseits jeweils 3 kranialen und 3 kaudalen Scanzonen (parasternal, vordere und hintere Axillarlinie), das der Tatsache Rechnung trägt, dass COVID-19-Patienten und solche mit ventilatorischer Insuffizienz häufig nur im Liegen untersucht werden können [8 ]
[22 ]. Diese Vielfalt von Protokollen erschwert die Vergleichbarkeit von Studienergebnissen, Befunden und Scores. Es ist daher zu fordern, dass grundsätzlich im Befund das verwendete Untersuchungsprotokoll angegeben wird und dass nach Möglichkeit an einer Einrichtung nur ein Standardprotokoll verwendet wird.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Ausprägung bestimmter diagnostischer Artefakte der Lungen- und Pleurasonografie, insbesondere der Vertikalartefakte, vom gewählten Schallkopf (insbesondere Zentralfrequenz und Bandbreite), den Geräteeinstellungen bzw. Presets, der Fokussierung und der Time-Gain-Compensation (TGC) sowie der Verwendung von artefaktminimierenden Technologien (Harmonic Imaging, Compounding) abhängig ist. Die dazu verfügbare Literatur ist begrenzt und stammt vorwiegend aus den letzten 3 Jahren [23 ]
[24 ]
[25 ]
[26 ], sodass die 2012 publizierten internationalen Konsens-Guidelines noch keine konkreten Empfehlungen geben konnten [17 ]. Internationale Konsensempfehlungen aus dem Jahr 2023 gehen zwar detailliert auf das Thema ein und schlagen die Nutzung optimierter LUS-Presets vor, ohne allerdings deren Spezifika detailliert anzugeben [11 ]. Aus experimentellen, nicht aber klinischen Untersuchungen ist bekannt, dass Untersuchungen mit hohem mechanischem Index subpleural pulmonale kapilläre Blutungen auslösen können [27 ]. Während ein klinisch nachteiliger Effekt bisher nicht bekannt ist und vorwiegend bei der Untersuchung Neugeborener befürchtet werden kann, könnten aber kapilläre Blutungen im Lungenparenchym selbst Ausgangspunkt von B-Linien sein und damit falsch-positive Ergebnisse verursachen [11 ]. Die aktuellen Konsens-Empfehlungen raten daher in Anlehnung an Publikationen der Sicherheitskomitees nationaler und internationaler Ultraschall-Fachgesellschaften zur Verwendung eines mechanischen Index von 0,4–1,0 (abhängig von Lebensalter und Thoraxwand-Dicke) sowie zu einer Begrenzung der Expositionszeit [11 ]
[28 ].
Aus der publizierten Literatur können nur wenige verallgemeinerungswürdige Schlussfolgerungen gezogen werden, die erstmals in den Vorschlägen zur Standardisierung des LUS zur Untersuchung von COVID-19-Patienten [21 ] zusammengefasst wurden und unter Berücksichtigung aktueller Daten in [Tab. 1 ] zusammengefasst wurden.
Tab. 1
Vorschläge zu standardisierten Bildgebungseinstellungen für den LUS (nach [11 ]
[21 ]
[23 ]
[24 ]
[25 ]
[26 ].
Wahl von Konvex- oder Linear-Schallköpfen abhängig von der Körpergröße des Patienten, für die detaillierte Pleuradarstellung sind hochfrequente Linearschallköpfe zu bevorzugen.
Einzel-Fokus mit Fokussierung auf die Pleuralinie.
Ausschalten von Algorithmen zur Artefakt-Unterdrückung wie Tissue Harmonic Imaging , Frame Averaging (Persistence) und Compounding .
Nutzung der höchstmöglichen Frame Rate (d. h. keine Multifokussierung, niedrige Persistence ).
Nutzung einer Dynamic Range von mindestens 60 dB.
Vermeidung von Sättigungsphänomenen („weißes Bild“) durch Minimierung von Gain und MI.
Begrenzung des mechanischen Index (MI) auf 0,4–0,7 (bei Neugeborenen eher 0,4, bei Kindern und Erwachsenen schrittweise Reduktion, beginnend mit 0,7, solange die Bildqualität erhalten bleibt) und Minimierung der Expositionszeit auf das diagnostisch Erforderliche.
Sonografischer Normalbefund
Die Pleura besteht aus ihren beiden Anteilen Pleura parietalis und Pleura visceralis. Die normale Pleura kann sonografisch nicht dargestellt werden. Beide Pleurablätter sind bei fehlender Pathologie als einlagige Mesothel-Zellschichten von nur wenigen Mikrometern Durchmesser – auch mit hochfrequenten Schallköpfen – nicht darstellbar, werden aber indirekt als echoreiche Grenzflächenechos visualisiert. Das Reflexband der belüfteten Lunge (lung interface line) ist als feine Linie zu erkennen. Darüber befinden sich die Interkostal-Muskulatur und das Fettgewebe, darunter folgen als feine echoarme Linie der Pleuraspalt und die echoreiche Pleura visceralis, welche von der Lungenoberfläche nicht abgegrenzt werden kann. Erst bei pathologischen Prozessen (inflammatorisch und/oder neoplastisch) wird die dann verdickte Pleura direkt als echoarme Struktur sichtbar und besonders mit hochfrequenten Linearschallköpfen gut beurteilbar. Bei pathologisch veränderten Pleurablättern findet sich meistens vermehrt Flüssigkeit im Pleuraspalt (häufig nur lokal), sodass sich diese infolge der höheren Impedanz-Unterschiede gut darstellen lassen ([Abb. 1 ]). Im bewegten B-Bild verschieben sich beide Pleurablätter atemsynchron (sog. „Lungengleiten“). Dies kann sowohl im M-Mode als auch im B-Bild, besser noch mit dem Farb-Doppler bzw. Power-Doppler, visualisiert werden.
Abb. 1 Normale Pleuralinie mit hochauflösender Linearsonde. Die normale Pleura kann sonografisch nicht dargestellt werden. Das Reflexband der belüfteten Lunge (lung interface line) ist als feine Linie zu erkennen. Darüber befinden sich die Interkostal-Muskulatur und Fettgewebe, darunter folgen als feine echoarme Linie der Pleuraspalt und die echoreiche Pleura visceralis, welche von der Lungenoberfläche nicht abgegrenzt werden kann.
Es empfiehlt sich, bei der Pleurabeurteilung mit der Abdomen-Konvexsonde zu beginnen. Um bei der Pleura die größtmögliche Auflösung zu erreichen, sollte die Fokus-Position auf die Höhe der Pleuralinie verschoben werden. Auch wenn die Ortsauflösung mit der Konvexsonde limitiert ist, können zumindest das Pleuragleiten, die Regularität der Pleurakontur, etwaige Ergüsse und von der Pleura sowie subpleuralen Lunge ausgehende Schallphänomene beurteilt werden ([Abb. 2 ]). Die detaillierte Beurteilung der Pleura sollte mit dem hochauflösenden Linearschallkopf erfolgen. Auch hier ist es wichtig, den Fokus in die Höhe der Pleuralinie zu verschieben, um die größtmögliche Auflösung zu bekommen. Unabhängig vom Schallkopftyp ist es wichtig, in einem Schnitt quer zum Rippenverlauf die echoreichen Grenzflächen-Phänomene von Rippen-Kortikalis und Pleura voneinander zu differenzieren.
Abb. 2 Differenzierung der echoreichen Grenzflächen-Phänomene von Rippen-Kortikalis (*) und Pleura (Pfeile) in einem Schnitt quer zum Rippenverlauf. Verbindet man die echoreichen Grenzflächen miteinander, entsteht eine Kontur (gelb), die an die Silhouette einer fliegenden Fledermaus erinnert („Bat sign“).
Indikation(en), Beschreibung der typischen Situation
Als Pathologien werden Tumoren, Verdickungen, Unterbrechungen der Pleuralinie (Fragmentation) sowie subpleurale Konsolidierungen beschrieben. Tumoren sind meist echoarme bis echoreiche, runde oder flach aufliegende Prozesse, welche aufgrund der Abgrenzung und der Durchblutung beurteilt werden. Tumore können sowohl von der Pleura parietalis wie auch visceralis ausgehen. Eine pathologisch veränderte Pleura fällt durch von dieser ausgehende Kometenschweif-Artefakte auf ([Abb. 3 ]). Je nach Erkrankung (häufig bei viralen Infekten) können kleine (2–3 mm) subpleurale Konsolidierungen auffallen, die auch durch Kometenschweif-Artefakte charakterisiert sind.
Abb. 3 Darstellung unterschiedlicher pleuraler Artefakte. Die linke Abbildung A stellt einen normalen Lungeneintrittsreflex mit multiplen A-Linien dar (Pfeile). Die rechte Abbildung B zeigt einen pathologischen irregulären Lungeneintrittsreflex mit vertikalen Artefakten im Sinne von B-Linien. Die diesem lokalisierten interstitiellen Syndrom zugrunde liegende Pathologie muss klinisch gestellt werden. Hier lag eine rechtsseitige Pleuropneumonie vor.
Pleuritis
Die sonografischen Muster der Pleuritis sind uncharakteristisch und variabel – und die Veränderungen an der Pleuralinie häufig vom Normalbefund nicht abgrenzbar. Eine (geringfügige) Ergussbildung ist wegweisend ([Abb. 4 ]).
Abb. 4 Darstellung unterschiedlicher Ultraschallbefunde bei Patienten mit klinischer Diagnose einer Pleuritis. Neben einer Pleuraverdickung, dem Nachweis eines kleinen Pleuraergusses, können Läsionen unterschiedlicher Größe im Bereich der parietalen Pleura beobachtet werden. Die diesen sonografischen Befunden zugrunde liegende Pathologie muss klinisch gestellt werden.
Pleuraerguss
Beim Pleuraerguss handelt es sich um Flüssigkeit zwischen der Pleura parietalis und Pleura visceralis. Wenig Erguss ist physiologisch: 0,3 ml/kg [29 ]. Ein Pleuraerguss entsteht bei einer Dysbalance zwischen Produktion und Absorption. Ein Erguss kann frei oder abgekapselt zwischen den beiden Pleurablättern gefunden werden. Der freie Pleuraerguss findet sich basal im kostophrenischen Winkel. Der Erguss ist beim liegenden Patienten seitlich-dorsal und beim sitzenden Patienten dorsal zu suchen. Gelegentlich ist beim liegenden Patienten eine subkostale transhepatische Ankopplung hilfreich ([Abb. 5 ]).
Abb. 5 Patient mit rechtseitigem gekammerten Erguss. Dieser kann durch interkostale (links) und subkostale transhepatische Ankopplung (rechts) dargestellt werden.
Abgekapselte Pleuraergüsse werden lokalisiert am Rand von unterschiedlichen Pathologien der Pleura gefunden ([Abb. 6 ]), können aber auch als Residuen nach interventioneller Therapie ausgedehnter Pleuraergüsse verbleiben. Der abgekapselte Pleuraerguss wird mit der Small-Part-Linearsonde beurteilt. Der freie Pleuraerguss muss wegen der Übersichtlichkeit mit der Abdomen-Konvexsonde gesucht werden. Gerade bei übergewichtigen Personen mit schlechter Schallbedingung im Liegen ist die Beurteilung, ob es sich bei der echoarmen Region oberhalb des Zwerchfells um Flüssigkeit handelt, nicht immer einfach zu sehen. Das Spine-Zeichen [30 ]
[31 ] kann helfen, hier Sicherheit zu erlangen. Die Einstellung des kostophrenischen Winkels muss so erfolgen, dass die Querfortsätze der Wirbelsäule mit ihrem Schallschatten erkannt werden. Sind diese nur unterhalb des Zwerchfells erkennbar und die Lunge löscht diese bei der Atmung wie ein Vorhang aus, ist das Spine-Zeichen negativ; es ist kein Pleuraerguss vorhanden. Sind die Querfortsätze jedoch auch oberhalb des Zwerchfells zu sehen, besteht ein Pleuraerguss ([Abb. 7 ]). Werden B-Linien resp. Kometenschweif-Artefakte gesehen, welche von der diaphragmanahen Pleura ausgehen, handelt es sich um Lungengewebe: Ein Pleuraerguss ist ausgeschlossen.
Abb. 6 Patienten mit lokalisierter Ergussbildung und unterschiedlichen Pathologien wie Pleuritis (links), parainfektiösem Pleuraempyem (Mitte) und bei Pleurakarzinose (rechts), mit Darstellung einer Pleurametastase (m) (Pfeil).
Abb. 7 Darstellung des kostophrenischen Winkels zum Ausschluss und Nachweis eines kleinen auslaufenden Pleuraergusses, bei fehlendem Erguss spiegelt sich die Leber am Diaphragma (links). Bei Nachweis von Kometenschweif-Artefakten von der dem Zwerchfell anliegenden Pleura ist sichergestellt, dass kein Pleuraerguss vorhanden ist (Mitte). In der rechten Abbildung ist der kostophrenische Winkel echofrei. Durch das positive Spine-Zeichen ist es sicher, dass es sich um einen Pleuraerguss handelt. Die Querfortsätze der Wirbelkörper sind im abdominalen Bereich immer zu sehen, im thorakalen Bereich jedoch nur, wenn ein Pleuraerguss oder eine Lobärpneumonie vorhanden ist. Eine entfaltete Lunge führt zur Totalreflexion der Schallwellen.
Volumenbestimmung
Eine exakte Quantifizierung von Pleuraergüssen gelingt aufgrund der komplexen räumlichen Geometrie und der nicht immer definierten Position des Patienten nicht ausreichend gut. Dennoch gibt es verschiedene Formeln zur Abschätzung des Volumens [32 ]
[33 ]. Die einfachste Methode ist die Multiplikation der im Sitzen vom kostophrenischen Winkel aus gemessenen lateralen Höhenausdehnung des Ergusses in Zentimetern mit dem Faktor 100 (Volumen in Kubikzentimetern) ([Abb. 8 ]). Bei einer anderen Methode [29 ] werden die Patienten liegend mit leichter Rumpferhöhung bei 15° untersucht. Die Sonde wurde nach oben in die posteriore axilläre Linie verschoben. Im Querschnitt zur Körperachse wird die Differenz der Pleura parietalis und Pleura visceralis an der Lungenbasis, end-exspiratorisch, gemessen. Die Menge der Pleuraflüssigkeit wird mit der folgenden Formel evaluiert: Volumen (ml) = 20 × Abstand der Pleurablätter (mm).
Abb. 8 Semiquantitative Volumenabschätzung bei einem Patienten mit rechtsseitigem Pleuraerguss. Gemessen wird eine 7 cm laterale Ergusshöhe, multipliziert mit 10 ergibt dies einen Erguss von zirka 700 ml.
Allerdings ist die möglichst genaue Volumenbestimmung von geringer klinischer Relevanz, obwohl sie häufig vorgenommen wird. Die Indikation zur Ergusspunktion oder -drainage ergibt sich entweder aus diagnostischen Gründen, aufgrund eines komplizierten Ergusses bzw. Empyems oder aufgrund der Symptomatik mit Luftnot des Patienten. Wie ausgeprägt die durch einen Pleuraerguss verursachte Luftnot eines Patienten ist, ergibt sich nicht alleine aus dem Ergussvolumen, sondern wird u. a. auch durch Körpergröße, Body-Mass-Index und vorbestehende kardiopulmonale Erkrankungen des Patienten bestimmt. Bei einer vorbestehenden Herzinsuffizienz mit zusätzlicher chronisch-obstruktiver Pneumopathie kann unter Umständen bereits die Entlastung um 300 ml dem Patienten einen klinischen Vorteil bringen. Wir bevorzugen daher eine grobe Klassifikation als „Winkelerguss“, „geringen basalen“, „moderaten“ oder „ausgeprägten Pleuraerguss“ und stellen die Punktionsindikation nach klinischen Kriterien ein.
Artbestimmung
Sonografische Aussagen zur Art des Pleuraergusses sind nur begrenzt möglich. Fibröse Veränderungen sowie Septierungen treten häufig bei einem chronischen Erguss auf, echogene Binnenstrukturen weisen auf eine Blutung oder Infektion hin, müssen aber von Artefakten differenziert werden. Die Echogenität (echofrei, homogen echogen oder inhomogen echogen) kann nur im Zusammenhang mit der klinischen Situation einen Hinweis auf die Ursache des Ergusses geben [34 ]
[35 ]. Während kardiogene Ergüsse oder auch ein frischer Hämatothorax oft echofrei sind, können echogene Ergüsse oder solche mit echogenen Binnenreflexen auf eine entzündliche oder maligne Genese hinweisen ([Abb. 9 ]), wobei viele maligne Ergüsse auch echofrei sind.
Abb. 9 Patienten mit echofreiem (links), echoreichen (Mitte) und polyseptiertem Pleuraerguss (rechts). Zur Dignitätsbeurteilung spielt die sonografische Beurteilung des Ergusses hinsichtlich der Echogenität keine Rolle.
Wichtiger als die Echogenität sind die Lateralität, das (Nicht-)Vorhandensein einer Abkapselung, lokale oder diffuse Pleura- und Lungenveränderungen sowie Begleiterkrankungen und Alter des Patienten. Daher sollten neben dem Erguss stets die gesamte einsehbare Pleurahöhle, das Zwerchfell und die Pleura selbst mitbeurteilt werden ([Abb. 10 ], [11 ]).
Abb. 10 Patienten mit Pleuraerguss und sonografisch darstellbaren Pathologien im Bereich der Lunge: A gesicherte Lungenmetastase, B klinisch gesicherte Pneumonie mit Airbronchogramm und polyseptiertem Erguss, C periphere Lungenkonsolidierungen bei im CT gesicherter Lungenarterienembolie, D Pleuraerguss mit Atelektase und Fluidobronchogramm bei gesichertem zentralen Bronchialkarzinom (rechts unten).
Abb. 11 Patienten mit malignem Pleuraerguss und Pathologien im Bereich der Pleura; die Pfeile kennzeichnen die Tumorformationen: gesicherte Pleurametastase im rechten costodiaphragmalem Winkel bei Bronchialkarzinom (links oben), gesicherte diaphragmale Metastase bei subkostal/transdiaphragmalem Strahlengang bei Patientin mit Mammakarzinom (rechts oben), viszerale Pleurametastase bei Bronchialkarzinom (links unten), flächenhafte pleurale Tumorformation bei Mesotheliom (rechts unten).
So können zentral liegende Tumore, Abklatschmetastasen auf dem Diaphragma oder Pleuratumoren erkannt und auch ultraschallgestützt bioptisch gesichert werden, die bei einer entfalteten, luftgefüllten Lunge der Ultraschalldarstellung entgehen. Außer bei klinisch klar ersichtlichem Grund für den Pleuraerguss (z. B. kardiogener bilateraler Erguss bei Herzinsuffizienz oder einseitiger Erguss bei Thoraxtrauma mit Rippenfrakturen) muss der Erguss aus diagnostischen Gründen punktiert und sowohl biochemisch als auch zytologisch, ggf. auch mikrobiologisch, untersucht werden [36 ].
Primär muss beim nicht traumatischen Erguss ein Transsudat gegenüber einem Exsudat abgegrenzt werden [37 ]. Einem im Regelfall bilateral nachweisbaren Transsudat liegen eine Volumenüberlastung zugrunde, wie bei Herzinsuffizienz, und/oder ein niedriger onkotischer Druck bei Albuminmangel (z. B. bei Leberzirrhose, renalem oder intestinalem Verlust). Exsudate sind dagegen meist durch eine pleurale Erkrankung verursacht und somit nur auf der betroffenen Seite vorhanden. Die Differenzierung kann nach den Light-Kriterien erfolgen, welche 1972 publiziert wurden [38 ]
[39 ].
Eine 3-fach gegenüber der Norm erhöhte LDH-Konzentration in der Pleuraflüssigkeit kommt vor bei einer Infektion (inkl. Tuberkulose), rheumatologischen Erkrankungen oder einer Neoplasie. Die Light-Kriterien sind hoch-sensitiv für die Diagnose von Exsudationen, missklassifizieren allerdings bis zu 25 % aller Transsudate fälschlich als Exsudat. Daher wurden zahlreiche Ergänzungen und Alternativen publiziert. Insbesondere die Bestimmung des Serum-Pleura-Gradienten, von Cholesterinkonzentration und -gradient sowie von Tumormarkern [40 ]
[41 ]
[42 ]
[43 ]
[44 ] müssen immer im Zusammenhang mit der Klinik des Patienten interpretiert werden. Die Ergusszytologie hat insgesamt nur eine Sensitivität von 50–80 % [45 ], steigt aber mit dem eingesandten Ergussvolumen sowie bei wiederholter Punktion.
Pneumothorax
Beim Pneumothorax handelt es sich um Luft im Spalt zwischen Pleura parietalis und Pleura visceralis. Ein Pneumothorax muss bei jedem Patienten mit Dyspnoe in die Differenzialdiagnose einbezogen werden. Ein Pneumothorax kann spontan auftreten (zum Beispiel bei Patienten mit einer chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung und bei Lungenemphysem, bei angeborener Bindegewebsschwäche, z. B. im Rahmen eines Marfan-Syndroms, oder zystischen Lungenerkrankungen). Häufig tritt ein Pneumothorax traumatisch auf (Stichverletzung und Luftbrücke vom Pleuraspalt nach draußen oder Rippenfraktur und Luftbrücke vom Pleuraspalt zu verletzten Bronchien). Iatrogene Pneumothoraces können sowohl bei einer Pleurapunktion von außen oder durch eine Verletzung der Bronchien über eine Bronchoskopie erfolgen. Wegen der Elastizität der Lunge, welche ohne den negativen Druck im Pleuraspalt (geschätzt zirka 8 cm Wassersäule) in sich zusammenfällt, nimmt ein Pneumothorax mit der Zeit eher zu. Dem entgegen wirkt die natürliche pleurale Luftresorption. Die sensitivste Methode zur Detektion eines Pneumothorax ist die Computertomografie, die als Goldstandard gilt. Bei Traumapatienten kann ein Pneumothorax sonografisch mit einer Sensitivität von 90 % diagnostiziert werden, während die Röntgenaufnahme des Thorax nur eine Sensitivität von 69 % erreicht [46 ]. Allerdings wurde in dieser Studie nur das Pleuragleiten beurteilt, während andere sonografische Kriterien des Pneumothorax ([Tab. 2 ]) nicht mit einbezogen wurden, mit denen eine weitere Steigerung der diagnostischen Genauigkeit erreicht werden kann.
Tab. 2
Sonografische Zeichen des Pneumothorax.
Fehlendes Lungengleiten
Nachweis des Lungenpunktes
Fehlende Kometenschweif-Artefakte und B-Linien
Fehlender Lungenpuls (M-Mode oder Farb-Doppler)
2012 wurde in einer Konsensuskonferenz ein diagnostischer Algorithmus vorgeschlagen [17 ]. Leicht modifiziert wird zuerst das Lungen- respektive das Pleuragleiten gesucht ([Abb. 12 ], [13 ]). Direkte Zeichen (fehlendes Lungengleiten, Nachweis des Lungenpunktes) haben eine höhere Wertigkeit als indirekte Zeichen (fehlende Artefakte, fehlender Lungenpuls [M-Mode oder Farb-Doppler], ([Abb. 14 ]). Das fehlende Lungengleiten findet sich typischerweise beim liegenden Patienten am höchsten Punkt, zirka eine Handbreit unterhalb der Klavikula – allerdings nur dann, wenn keine Adhäsionen zwischen der Pleura visceralis und der Pleura parietalis vorliegen.
Abb. 12 Pneumothorax-Algorithmus nach Volpicelli et al. 2012, leicht modifiziert, indem der Lungenpuls dem Lungenpunkt vorangestellt wird. Der Lungenpuls kann bei einer ausgebreiteten Lunge fast immer nachgewiesen werden – der Lungenpunkt hingegen kann bei einem großen Pneumothorax oft nicht gefunden werden.
Abb. 13 Im linken Bild wird der Normalbefund mit normal belüfteter Lunge gezeigt (oben B-Mode, unten M-Mode). Das M-Mode-Bild ähnelt einem Sandstrand (Seashore-Sign). Im rechten Bild stellt sich oben die Pleura mit einer quergetroffenen Rippe dar, in der Farbdoppler-Sonografie kann das Pleuragleiten durch ein positives Farbzeichen dokumentiert werden (rechts unten).
Abb. 14 Patient mit Pneumothorax und Nachweis eines Lungenpunktes (Pfeile): Patient mit rechtsseitigem Mantelpneumothorax und Nachweis eines einzelnen Lungenpunktes. Das Ausmaß des Pneumothorax ist sonografisch nicht bestimmbar (linkes Bild); Darstellung eines kleinen Pneumothorax durch Nachweis von 2 Lungenpunkten nach US-gesteuerter Punktion einer kleinen Pleurametastase (M), (rechtes Bild). Bei fehlendem Pleuraerguss ist das Risiko eines punktionsbedingten Pneumothorax erhöht.
Direkte Zeichen des Pneumothorax sind indirekten Zeichen überlegen.
Im Lungenultraschall mit dem M-Mode sind beim Gesunden Haut, subkostales Fettgewebe, Muskulatur und die Pleura parietalis als unbewegliche, parallel verlaufende Linien erkennbar („Wellen“). Die Pleura visceralis und die Lungen bewegen sich, sodass sie sich als Rauschen darstellen („Strand“), ([Abb. 15 ]). Das Vorhandensein von Lungengleiten respektive des Seashore-Signs beweist, dass an dieser Stelle kein Pneumothorax vorliegt. Die Hautschichten, die Brustmuskulatur und die parietale Pleuralinie („Pleura parietalis“) werden als statische (unbewegliche) und parallel verlaufende Linien („Strand“) von der sich respiratorisch bewegenden viszeralen Pleuralinie (Pleura visceralis) und dem Lungenparenchym abgegrenzt („Wellen“). Auch das Vorhandensein von Kometenschweif-Artefakten und B-Linien, die ja von der viszeralen Pleura ausgehen, schließt einen Pneumothorax aus. Sind weder Lungengleiten noch B-Linien/Kometenschweif-Artefakte vorhanden, wird der Lungenpuls gesucht. Dies zeigt die Herzaktion, welche über das Mediastinum und eine ausgebreitete Lunge bis an die Pleuralinie übertragen wird. Eine herzschlagsynchrone Pulsation beweist eine ausgebreitete Lunge. Dargestellt werden kann sie mittels M-Mode (regelmäßige Verwerfung der horizontalen Linien bis an die Pleuralinie) oder auch im Farb- bzw. Power-Doppler ([Abb. 16 ], [17 ]).
Abb. 15 Patient mit Pneumothorax: Im M-Mode werden nur horizontale Linien dargestellt (nur „Wasser ohne Sand“) = Stratosphären-Zeichen oder Barcode-Zeichen.
Abb. 16 Der Lungenpuls wird mit dem M-Mode dargestellt. Zusammen mit dem EKG aufgezeichnet gibt es bei jedem QRS-Komplex im EKG eine Verwerfung der Pleuralinie. Ein darstellbarer Lungenpuls heißt, dass die Lunge an dieser Stelle ausgebreitet ist.
Abb. 17 Der Lungenpuls wird mit der Farbe dargestellt. Ein Farbzeichen unterhalb der Pleura entsteht sowohl durch die Atembewegung wie auch durch den Lungenpuls. Ein positives Farbzeichen heißt somit, dass die Lunge an dieser Stelle entfaltet ist.
Ein positives Farbzeichen im Farb- oder Power-Doppler, das entweder vom Lungenpuls oder durch Pleuragleiten verursacht wird, schließt einen Pneumothorax aus.
Sonografisch kann die Größe des Pneumothorax mittels der Position des Lungenpunktes nur abgeschätzt werden. Der Lungenpunkt ist die Stelle des Übergangs des Pneumothorax in die normal der Thoraxwand anliegende Lunge. Eine genaue Beurteilung des Ausmaßes eines Pneumothorax bleibt der Röntgenaufnahme oder der Computertomografie vorbehalten. Bei ausgedehntem Pneumothorax ist der Lungenpunkt häufig nicht darzustellen.
Solide pleurale Läsionen und subpleurale parenchymale Veränderungen (diffuse und umschriebene)
Solide pleurale Läsionen und subpleurale parenchymale Veränderungen (diffuse und umschriebene)
Pleurale Tumore kommen in der Regel lokalisiert vor. Sie können in primäre Pleura-Tumore oder Metastasen unterteilt werden [47 ]. Der häufigste primäre Pleuratumor ist das maligne Pleuramesotheliom ([Abb. 18 ]). Alle anderen primären Tumoren wie der solide fibröse Pleuratumor ([Abb. 19 ]), Sarkome oder ein Hämangioendotheliom sind sehr selten. Das maligne Pleuramesotheliom ist bei Männern in 87 % und bei den Frauen in 65 % durch Asbest-Exposition verursacht. Das mediane Überleben nach der Diagnosestellung ist kurz [47 ]. Das Pleuramesotheliom kann sich unterschiedlich manifestieren, als Plaques oder flächenartig, es kann die viszerale oder die parietale Pleura betreffen [48 ]. Pleurametastasen treten bei sehr unterschiedlichen Tumoren auf; häufig handelt es sich beim Primärtumor um Lungen- oder Mammakarzinome ([Abb. 10 ], [11 ]).
Abb. 18 Patient mit malignem Pleuramesotheliom im CT-Bild (Quelle: Herr Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Direktor der Diagnostischen und Interventionellen Radiologie am Universitätsklinikum Marburg) und Ultraschall: Es zeigen sich eine deutlich verdickte Pleura parietalis im apikalen Bereich der Lunge (obere Bilder); im kaudalen diaphragmalen Bereich durchbricht der Tumor (TU) das Zwerchfell (untere Bilder).
Abb. 19 Patient mit histologisch gesichertem solide-fibrösem Pleuratumor: Darstellung im CT (Quelle: Herr Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Direktor der Diagnostischen und Interventionellen Radiologie am Universitätsklinikum Marburg) und B-Bild-Ultraschall.
Tumore können sowohl die viszerale wie auch die parietale Pleura befallen ([Abb. 20 ]). Bei pleuralen Tumoren ist meist eine Biopsie notwendig, damit die histologische Diagnose und eine entsprechende Therapie in die Wege geleitet werden können. Die ultraschallgestützte Biopsie hat eine sehr hohe diagnostische Genauigkeit und eine geringe Komplikationsrate [49 ], da ein Punktionsweg unter Vermeidung einer Interposition von Rippen und Interkostalgefäßen gewählt werden kann. Am besten findet die Biopsie einer parietalen Pleuraläsion an einer Stelle statt, wo ein Pleuraerguss vorliegt, um das Risiko eines Pneumothorax zu reduzieren ([Abb. 11 ], [14 ]).
Abb. 20 Obere Reihe: Patient mit kleiner viszeraler Pleura-/Lungenmetastase (M) im CT (Quelle: Herr Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Direktor der Diagnostischen und Interventionellen Radiologie am Universitätsklinikum Marburg) und im Ultraschall, die Läsion gleitet atemabhängig mit der Lunge. Die US-gesteuerte Punktion (rechts oben) ergab die Diagnose einer Lungenmetastase bei malignem Melanom. Das Risiko eines Pneus ist bei Lungenmetastasen eher reduziert. Untere Reihe: Patient mit Plattenepithelkarzinom und kleiner parietaler Pleurametastase, die Lunge gleitet über die pleurale Läsion (Pfeile), (links unten). Die US-gesteuerte Punktion (unten Mitte) ergab die Diagnose einer Lungenmetastase. Postinterventionell ließ sich ein kleiner Pneumothorax nachweisen (siehe auch Abb.14), (rechts unten).
Subpleurale parenchymale Veränderungen können diffus oder umschrieben auftreten. Zu den diffusen Veränderungen gehören Lungenkrankheiten, welche zu Veränderungen des Pleurareflexes führen (Lungenfibrose mit unterschiedlichen Ursachen wie Sarkoidose, amiodaron-induzierte Lungenfibrose, systemischer Lupus erythematodes und andere mehr) ([Abb. 21 ]). Sarkoidose und amiodaron-induzierte Lungenfibrose sind aber keine primären Pleura-Erkrankungen, sondern Erkrankungen, die bis an die Pleura heranreichen. Lokalisierte Veränderungen können pleurale Narben nach Bestrahlung, Entzündungen, Traumata, Lungenmetastasen oder Tumore mit Kontakt zur viszeralen Pleura sein ([Abb. 22 ]). Zu den diffusen pleuralen Veränderungen gehören auch seltenere Ursachen wie IgG4-assoziierte Krankheiten, welche die Pleura befallen und entsprechend zu einem Pleuraerguss führen. Diese können vermutet werden, wenn im Pleuraerguss oder der Pleurabiopsie eine lymphoplasmazelluläre Infiltration vorhanden ist [50 ]
[51 ]. Sonografisch zeigt die Lungenfibrose das Bild einer stark veränderten Pleura, welche verdickt und fragmentiert erscheint, teils subpleurale kleine Konsolidationen aufweist, sowie ein interstitielles Syndrom mit vielen Kometenschweif-Artefakten zeigt.
Abb. 21 Patienten mit gesicherter Lungenfibrose: in der oberen Reihe A zeigt das CT (Quelle: Herr Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Direktor der Diagnostischen und Interventionellen Radiologie am Universitätsklinikum Marburg) dorsale fibrotische Veränderungen, rechtsseitig das korrespondierende Ultraschallbild mit multiplen kleinen nodulären viszeralen Läsionen (Pfeile). In der unteren Reihe B zeigt das CT (zur Verfügung gestellt von *BLINDED*, Marburg) deutliche Veränderungen, im Ultraschall lassen sich noduläre Herde nachweisen (Pfeile). Die Sonografie ist nicht geeignet, das Ausmaß der computertomografischen fibrotischen Veränderungen darzustellen.
Abb. 22 Patienten mit gesicherten pleuralen Pathologien: narbige Veränderung (A ), Sklerodermie (B ); GvHD der Lunge (C ), Tuberkulose (D ), Mittelmeerfieber (E ), Neurofibrom (F ); die Läsionen sind B-Bild-sonografisch uncharakteristisch und nicht spezifisch – eine klinische Einordnung ist essenziell.
Eine Differenzialdiagnose ist aufgrund des sonografischen Erscheinungsbildes alleine nicht möglich. Die Sonografie hilft jedoch bei gewissen Krankheiten weiter. So können bei einer Sarkoidose pathologische Lymphknoten gefunden werden, welche bei oberflächlicher Lage der Biopsie gut zugänglich sind.
Fibrothorax
Der Fibrothorax ist eine narbige Veränderung der Pleura. Andere Ausdrücke sind „Pleuraschwarte“, „Pleuraschwiele“ und pleurale Fibrose. Eine Verklebung beider Pleurablätter kann aufgrund der daraus resultierenden Restriktion zu einer Atemnot führen. Die Ursachen sind vielfältig. Häufiger sind jedoch benigne Veränderungen – wie ein Status nach Pleuritis (infektiös, tuberkulös, medikamenten-induziert, urämisch, rheumatisch) oder Status nach Hämatothorax. Ist die parietale Pleura verdickt und weist fokale Verkalkungen auf, weist dies auf einen asbest-induzierten Fibrothorax hin [52 ]
[53 ].
Wichtige Differenzialdiagnosen sind Pleuraverkalkungen nach vorangegangenem Hämatothorax oder spezifischer Pleuritis. Eine Biopsie ist oft notwendig, um die Differenzierung einer malignen von einer benignen Erkrankung zu erzwingen. Die histologische Diagnosesicherung ist jedoch häufig nicht sehr einfach [54 ].
Interstitielles Syndrom – vertikale Reverberationsartefakte
Interstitielles Syndrom – vertikale Reverberationsartefakte
Aufgrund klinischer und experimenteller Studien sind vertikale Reverberationsartefakte heterogene Artefakte, deren Beschaffenheit eng mit der pleuralen und subpleuralen Gewebezusammensetzung zusammenhängt. Diese Artefakte können kurz oder lang, hell, glatt, gut oder schlecht begrenzt, schmal oder breit und von unterschiedlicher Form sein [55 ]. Vereinzelte Vertikalartefakte werden auch bei gesunden, oft älteren Individuen beobachtet (meistens in den basalen Lungenabschnitten). Als positiver Befund wird angesehen, wenn eine untersuchte Region bei sagittaler Schnittführung 3 oder mehr vertikale Reverberationsartefakte zwischen 2 Rippen aufweist („interstitielles Syndrom“). Das interstitielle Syndrom kann fokal, unilateral oder bilateral bzw. ubiquitär vorkommen. Ubiquitär heißt, dass beim liegenden Patienten beidseits ventral und lateral jeweils mindestens 2 Regionen positiv für vertikale Wiederholungsartefakte sind [17 ].
Einstellung
Die vertikalen Reverberationsartefakte können prinzipiell mit allen Sondentypen dargestellt werden – beim Erwachsenen sollte typischerweise eine Konvexsonde mit einem Frequenzbereich zwischen etwa 3 und 6 MHz benutzt werden. Da die neuen Ultraschallgeräte häufig in den Presets eine Artefakt-Unterdrückung programmiert haben, muss diese zwingend ausgeschaltet werden, da ansonsten diese Reverberationsartefakte ebenfalls unterdrückt werden. Die vertikalen Reverberationsartefakte können aufgrund ihrer Darstellung unterschiedlichen Krankheiten zugeordnet werden. Sie werden in B-Linien und Kometenschweif-Artefakte unterteilt. Um diese Unterscheidung vornehmen zu können, muss die Pleura mit einer hochfrequenten Sonde (ab 10 MHz) beurteilt werden.
B-Linien
Als B-Linien werden echoreiche Reverberationsartefakte bezeichnet, welche von einer glatten Pleuralinie (beurteilt mit einer hochfrequenten Sonde) ausgehen und sich ohne Abschwächung bis an den unteren Bildrand (mehr als 10 cm) ausbreiten. Sie sind immer gleich breit, überstrahlen alles und bewegen sich mit dem Lungengleiten. Wenn sie ubiquitär vorkommen, entspricht dies einem Lungenödem. Typischerweise kommen sie bei einem kardiogenen Lungenödem vor.
Kometenschweif-Artefakte
Als Kometenschweif-Artefakte werden stark echogene Reverberationsartefakte bezeichnet, welche von einer unregelmäßigen, fragmentierten Pleuralinie ausgehen, die häufig verdickt erscheint (beurteilt mit einer hochfrequenten Sonde). Sie entstehen an einer pathologisch veränderten Pleura, gehen von subpleuralen Konsolidierungen oder vom Rand von Lungenkonsoliderungen aus. Sie sind unterschiedlich breit und enden in unterschiedlicher Tiefe (weniger als 10 cm). Bei ubiquitärem Vorkommen kann es sich um eine Lungenfibrose (z. B. Sarkoidose, Pneumonitis und weitere mehr) handeln. Fokal kommen sie bei einer Lungenkontusion, einer Pleuritis und weiteren Pleura-Erkrankungen vor.
