key: cord-0924472-a35zywsd
authors: Seibel, Armin; Heinz, Wolfgang; Greim, Clemens‑Alexander; Weber, Stefan
title: Lungensonographie bei COVID‑19
date: 2021-08-18
journal: Wien Klin Mag
DOI: 10.1007/s00740-021-00403-2
sha: 4b43d1628cdc2f1da5e20785504400e0ef3ec8bd
doc_id: 924472
cord_uid: a35zywsd

Providing medical care to patients suffering from the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic is a major challenge for government healthcare systems around the world. The new coronavirus called severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), shows a high organ specificity for the lower respiratory tract. Since there is so far no effective treatment or vaccination against the virus, early diagnostic recognition is of great importance. Due to the specific aspects of the infection, which mainly begins in the peripheral lung parenchyma, lung ultrasonography is suitable as a diagnostic imaging method to identify suspected cases as such in the early stages of the disease. Serial ultrasound examinations on patients with confirmed COVID-19 can promptly detect changes in the affected lung tissue at the bedside. This article summarizes the diagnostic potential of lung ultrasound with respect to screening and therapeutic decision-making in patients with suspected or confirmed SARS-CoV‑2 pneumonia.

über Lungensonographie bei COVID-19 publiziert wurde, ist dieses Thema in der deutschsprachigen Fachliteratur kaum vertreten und in den maßgeblichen Empfehlungen des Robert Koch-Instituts (RKI) bislang unerwähnt [9] .

Dabei ist die Lungensonographie international in der Akutmedizin etabliert und für pulmonale Erkrankungen wie das Lungenödem, das akute Lungenversagen ("acute respiratory distress syndrome", ARDS), die Pneumonie oder den Pneumothorax als bettseitige Bildgebung empfohlen [25, 43] .

Die bei COVID-19 in CT-Untersuchungen nachweisbaren Veränderungen der Lunge werden als multifokale, häufig bilateral auftretende Milchglastrübungen ("ground-glass opacity") mit z. T. verdickten Interlobärsepten ("crazy paving") beschrieben. Abhängig vom Schweregrad der Erkrankung kommt es im Verlauf, von dorsobasal beginnend nach ventral zunehmend, zu massiven Konsolidierungen [17, 19, 28, 32, 41, 42] . In mehreren Publikationen findet sich der Hinweis, dass die radiologisch nachweisbaren pathologischen Veränderungen überwiegend in der Lungenperipherie lokalisiert sind und der dorsobasale Nachweis bereits früh nach Symptombeginn erfolgen kann [19, 29, 32] . Vergleichende Untersuchungen zu CT-und Ultraschallbefunden zeigen eine gute Übereinstimmung beider Bildgebungsverfahren in der Darstellung von infektbedingten pathologischen Lungenveränderungen bei COVID-19-Pneumonien [3, 14, 19, 28, 41, 44, 49] .

Die Anwendung der Lungensonographie bei Patienten mit nachgewiesener SARS-CoV-2-Infektion zeigt, dass nicht nur typische Befunde als Ausdruck infektbedingter subpleuraler Belüftungsstörungen zur Darstellung kommen. Vielmehr differenziert die Sonographie auch zwischen den verschiedenen Stadien der regionalen Lungenveränderungen, denen das Organ im Verlauf der Erkrankung unterliegt [8, 10, 35, 48] . Pathophysiologische Grundlage dieser Veränderungen sind subpleural beginnende alveoläre Be-Tab. 1 Lungensonographische Artefakte, die im Rahmen von COVID-19 darstellbar sein können, nach zeitlichem Verlauf der regionalen Infektion sortiert [33] . Ursache dieser Artefakte sind die unterschiedlichen Stadien der subpleuralen Belüftungsstörungen durch die SARS-CoV-2-Infektion, sodass je nach Alter der jeweiligen infizierten Region mehrere oder sogar alle Artefakte bei einem einzigen Patienten nachweisbar sein können. Die B-Linien-Diagnostik erfordert im Vergleich zu der Bewertung der Pleuralinie im Nahfeld ein grundlegend andere Geräteeinstellung und wird daher in diesem Kontext separat betrachtet B-Linien [34] . Diese sind nicht spezifisch für COVID-19, ebenso wenig sind es auch die lungensonographischen Befunde, die prinzipiell unabhängig von der Ursache auch bei anderen pleuralen oder subpleuralen Pathologien nachweisbar sind [25, 43] . Dagegen zeichnen sich die im Folgenden vorgestellten Sonobefunde durch eine hohe Sensitivität für COVID-19 aus. Finden sie sich im Rahmen einer umfassenden Lungensonographie nicht, kann eine SARS-CoV-2-Pneumonie mit einem negativen Vorhersagewert von 98 % nahezu sicher ausgeschlossen werden [4, 17, 41] .

Das Coronavirus interagiert mit dem Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS), indem es das Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE 2) als funk-tionellen Rezeptor nutzt, um mit der Zellwand der Wirtszelle zu fusionieren [51] . Durch die Fusion gelangt die Virus-RNA ins Zellinnere. Das ACE 2 wird durch die Fusion, die Wirtszelle selbst später durch die ausufernde intrazelluläre Virusreproduktion zerstört. Diese ACE-2-vermittelte Virusinvasion schädigt in der Lunge sowohl Alveolarepithelien wie auch Kapillarendothelzellen, was einerseits in den infizierten Bereichen zu direkten Belüftungsstörungen aufgrund des diffusen Alveolarschadens, andererseits zu einem Kapillarleck in Verbindung mit Mikrozirkulationsstörungen aufgrund regional aktivierter Gerinnung führt [1, 23] .

Das Fortschreiten der Infektion im Lungenparenchym führt konsequenterweise auch zu einem stetigen Anwachsen der subpleuralen Belüftungsstörungen und somit zu einer Reduktion der zur Verfügung stehenden alveolären Gasaustauschfläche. Die Folgen sind eine Hypoxämie und die Ausbildung von intrapulmonalen Rechts-links-Shunts.

Die zeitliche Dynamik der subpleuralen Parenchymveränderungen kann mithilfe der sonographischen Bildgebung verfolgt werden, wodurch zeitnah hilfreiche Informationen zur Optimierung der Therapie gewonnen werden können [8, 10, 17, 34, 35, 45] . Die verschiedenen lungensonographisch nachweisbaren Befunde sind in . Tab. 1 zusammengefasst und werden im Folgenden näher beschrieben; mögliche aus der Sonographie ableitbare Therapieoptionen werden im Abschnitt "Ausblick" erläutert.

Als primär unspezifische Immunreaktion auf ein Infektionsgeschehen im Lungenparenchym entwickelt sich ein proteinreiches interstitielles Ödem mit nachfolgender Störung der alveolär-kapillären Diffusionsstrecke. Auch in histopathologischen Befunde von Patienten mit SARS-CoV-2-Infektion wurden entsprechende diffuse Alveolarschäden nachgewiesen, die in der CT-Diagnostik als multifokale Milchglastrübung mit einem unregelmäßigen Pflastersteinmuster ("crazy paving pattern") beschrieben und als typische Befunde für eine frühe Phase der Erkrankung bezeichnet werden [1, 13, 39, 53] . Das sonographische Korrelat zu diesen CT-Befunden bilden bilateral inhomogen verteilte multiple B-Linien mit scharfzu normalenBereichenabgegrenzter Fokussierung (. Abb. 1; [28, 35] ). Das unregelmäßige fleckförmige Verteilungsmuster der B-Linien unterscheidet sich deutlich von dem typischen Bild der homogenen bilateralen Verteilung bei einem generalisierten Lungenödem [17, 35] . Vielmehr präsentieren sich die B-Linien bei COVID-19-Patienten in Form und regionaler Verteilung auf eine Weise, wie sie auch bei einem klassischen ARDS oder bei Lungenkontusionen zu finden sind [7] . Weitere Unterscheidungsmerkmale zwischen den verschiedenen B-Linien generierenden Erkrankungen sind bei Betrachtung der Pleuralinie selbst zu finden, die sich bei einem generalisierten Lungenödem in der Regel glatt und mit regelmäßig ausgeprägter respiratorischer Gleitbewegung präsentiert, während sie bei einem ARDS mit oder ohne Nachweis einer SARS-CoV-2-Infektion in dem Bereich, dem die multiplen B-Linien entspringen, eine unregelmäßige Verlaufslinie und reduziertes Lungengleiten zeigt [7, 20] .

Bei einigen Patienten mit bestätigter SARS-CoV-2 Infektion fällt besonders in den ersten Tagen nach Symptombeginn zusätzlich eine besonders breitbasige, von einer glatten Pleuralinie ausgehende Form der B-Linien auf (. Abb. 2). Diese bandförmigen Sonderformen des Artefakts werden in aktuellen Publikationen als "waterfall sign" oder "light beam" benannt [14, 44, 45] . Im Gegensatz zu der flackernden respiratorischen Echodynamik "normaler" konfluierender B-Linien bei ausgeprägtem Lungenödem verändern die "Light-beam"-Artefakte ihre Intensität im Rahmen der Respiration nur en bloc. Die spezielle Pathogenese dieses Artefakts ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch unbekannt. Bemerkenswert ist jedoch, dass "Light-beam"-Artefakte bislang nur im Zusammenhang mit SARS-CoV-2-Infektionen beschrieben wurden. Ob auch noch andere pulmonale Erkrankungen diese spezifischen Artefakte auslösen können, ist aktuell Gegenstand einer Multizenterstudie [45] .

Die Pleurablätter sind mit einer Stärke von nur 0,2-0,4 mm auch mit modernen hochauflösenden Schallköpfen nur schwer darstellbar [31] . Beim Eintritt in die Lunge erfahren die Schallwellen durch die luftgefüllten Alveolarräume unmittelbar unter der Pleura jedoch einen so hohen Impedanzsprung, dass sie nahezu total reflektiert werden. Dadurch kommt die Pleura visceralis im Sonogramm als starke echogene Struktur überproportional deutlich zur Darstellung. Diese physikalische Bildverstärkung reduziert sich, wenn der subpleurale alveoläre Luftanteil abnimmt.

Bei 

Coronavirus · SARS-CoV-2 · Airbronchogramm · B-Linien · Lungenkonsolidierungen

Providing medical care to patients suffering from the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic is a major challenge for government healthcare systems around the world. The new coronavirus called severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), shows a high organ specificity for the lower respiratory tract. Since there is so far no effective treatment or vaccination against the virus, early diagnostic recognition is of great importance. Due to the specific aspects of the infection, which mainly begins in the peripheral lung parenchyma, lung ultrasonography is suitable as a diagnostic imaging method to identify suspected cases as such in the early stages of the disease. Serial ultrasound examinations on patients with confirmed COVID-19 can promptly detect changes in the affected lung tissue at the bedside. This article summarizes the diagnostic potential of lung ultrasound with respect to screening and therapeutic decision-making in patients with suspected or confirmed SARS-CoV-2 pneumonia.

Coronavirus · SARS-CoV-2 · Air bronchogramm · B-lines · Lung consolidations hert sich mit Zunahme der Belüftungsstörung immer mehr der der Pleura an, was im Sonogramm zu punktuellen optischen Lücken in der Pleuralinie führt (. Abb. 4 und 5). Die Pleuralinie erscheint dadurch fragmentiert [11, 20, 45] .

Diese für kleine subpleurale Belüftungsstörungen typischen optischen Veränderungen der Pleuralinie können analog zu den B-Linien ebenfalls durch eine Vielzahl von pulmonalen Störungen erzeugt werden. Pathognomonisch für COVID-19 könnten jedoch die fulminante Befundentwicklung und die unregelmäßige bilaterale Verteilung der scharf gegen normale Bereiche abgegrenzten Areale sein [45] , da diese Befundkonstellation bislang weder bei chronischen noch akuten Lungenerkrankungen beschrieben wurde.

Im weiteren Krankheitsverlauf können die zunächst kleinen subpleuralen Konsolidierungsareale v. a. in den schwerkraftabhängigen dorsobasalen Lungenbezirken zu großflächigen Konsolidierungen verschmelzen [13, 34, 35, 37] . Diese Konsolidierungen enthalten . 8a und 9) . In dieser Phase der Erkrankung verstärkten sich in der Regel auch die typischen Symptome Fieber, Kraftlosigkeit und Dyspnoe bis hin zur respiratorischen Insuffizienz [34, 35] .

In der sonographischen Darstellung dieser z. T. massiven und langstreckigen subpleuralen Konsolidierungen sind einige Besonderheiten bemerkenswert, die als Unterscheidungskriterien zu pneumonischen Infiltraten bakterieller Genese dienen können: gescannt wird (2 ventral, 2 lateral, 2 dorsal/Hemithorax) [11, 17, 18, 22, 38] . Da die meisten pathologischen Lungenveränderungen in den dorsobasalen Lungenabschnitten zu finden sind, dürfen diese Areale nicht unbeachtet bleiben [29, 41, 49] . Bereits intubierte Patienten können für die Untersuchung durch eine Assistenzperson in eine stabile überdrehte Seitenlage verbracht werden, sodass alle dorsalen Lungenabschnitte erreichbar sind (. Abb. 11; [11, 22] ). Die im Vergleich zur Linearsonde größere Abtastfläche und geringere Schallfrequenz bietet eine erste Übersicht und erlaubt eine sichere Identifikation der typischen unregelmäßigen Verteilungsmuster von B-Linien. Wird die Untersuchung nur mit einer Linearsonde durchgeführt, sollte ein für die Lungensonographie optimiertes Preset mit möglichst niedriger Frequenz und ohne Verwendung von softwareassoziierter Artefaktunterdrückung verwendet werden [24] [25] [26] .

Die Nahfelduntersuchung auffälliger Pleurabereiche mit einer Linearsonde ermöglicht die Darstellung von Unregelmäßigkeiten oder Fragmentierungen der Pleuralinie und minimale subpleurale Konsolidierungen wie auch die Perfusionsprüfung größerer Konsolidierungsbereiche [20] .

Grundsätzlich ist die Technik der Lungensonographie leicht zu erlernen [35] , sodass die Anwendung bereits im Rahmen von Screeninguntersuchungen in der Notaufnahme auch durch noch wenig erfahrene Kollegen erfolgen sollte [15] . In der intensivmedizinischen Betreuung verlangt das Zusammenspiel von Untersuchung, Bilddokumentation und Befundinterpretation im Kontext der klinischen Symptomatik jedoch die Expertise eines in der Lungensonographie erfahrenen Intensivmediziners, da bei diesem für eine aussagefähige Untersuchung eine kürzere Untersuchungszeit bei gleichzeitig höherer Diagnosesicherheit erwartet werden kann [11, 15, 22, 34] .

Wie bereits angesprochen, verändern sich die lungensonographischen Befunde in Form und Ausdehnung im Verlauf der virusinduzierten Lungenschädigung. Diese Veränderungen können durch konsequente Integration der Lungensonographie in die arbeitstägliche Behandlungsroutine zeitnah erfasst und nach vollständiger Dokumentation jedes Untersuchungspunktes durch Anwendung etablierter Scoring-Konzepte objektiviert werden [8, 11, 17, 18, 25, 34] . Zudem kann auf diese Weise die Anzahl an Untersuchungen mit ionisierender Strahlung ohne Qualitätsverlust in der Patientenversorgung reduziert werden [6, 22] , was in der aktuellen Pandemiesituation u. a. zu Verringerung der Virusexposition für medizinisches Personal und Einsparungen von Schutzkleidung aufgrund reduzierter Patiententransporte führt [26, 34] .

Um die Kontamination des Ultraschallgeräts und des Untersuchers möglichst gering zu halten, müssen hygienisch wirksame Maßnahmen und Strategien Berücksichtigung finden [5, 20] . Von einigen Autoren wird empfohlen, für die Sonographie der COVID-Abb. 10 [17, 33, 38] . Des Weiteren wird empfohlen, die Sonden mit einer langen, das Kabel inkludierenden Schutzhülle zu versehen [5, 20, 33] . Nach jeder Untersuchung müssen das Gerät und die verwendeten Sonden, inklusive der Sondenkabel, mit geeigneten viruziden Desinfektionsmitteln gründlich wischdesinfiziert werden.

Die Lungensonographie hat das Potenzial, intensivmedizinische Behandlungspfade von der differenzialdiagnostischen Abklärung der akuten Dyspnoe über die zielorientiere Steuerung der Beatmungstherapie bis zu Planung und Durchführung des Weaning-Prozesses positiv zu beeinflussen [11, 25, 34] . Seit Ausbruch der Pandemie wurden diese bildgebende Methode weltweit mit dem besonderen Fokus auf den Nachweis und die Entwicklungsverfolgung COVID-19typischer Lungenveränderungen erfolgreich eingesetzt und die Erkenntnisse und Erfahrungen in einer immer noch stetig wachsenden Zahl von Publikationen beschrieben. Die herausragenden Vorteile sind zum einen die Möglichkeiten des bettseitigen Screenings von Verdachtsfällen ohne Transport durch die Klinik wie auch die mögliche Steigerung der Diagnosesicherheit [4, 17, 22, 33] . Die Verbindung der lungensonographischen Befunde mit der Anamnese und klinischen Präsentation des Patienten und der Laborparameter erlauben dem behandelnden Arzt bereits bei der Erstuntersuchung eine orientierende Bewertung der klinischen Situation. Sowohl die Anzahl und Ausprägung der am weitesten fortgeschrittenen Konsolidierungen wie auch die Zusammenfassung der Befunde in einem Scoring-System können wertvolle Hinweise im Hinblick auf Schwere und Prognose der Erkrankung liefern [8, 17, 20, 34, 35] . Eine solche Bewertung kann jedoch nur dann vorgenommen werden, wenn alle Lungenanteile systematisch untersucht wurden.

Vor allem bei Schwangeren, Kindern und Jugendlichen kann die Lungensonographie als Bildgebung der ersten Wahl hilfreich sein, um die hohen Strahlenexposition der CT zu vermeiden [27] .

Wie bereits erwähnt, ist die Lungensonographie auch bei der Therapiekontrolle hilfreich. Die Zunahme von Arealen mit multiplen B-Linien-Artefakten wie auch neu aufgetretene subpleurale Konsolidierungensind hilfreiche Informationen, die in der Zusammenschau von klinischer Symptomatik und Laborwerten frühzeitig die Entscheidung zur intensivierten nichtinvasiven Beatmung, zu programmierter kinetischer Lagerungstherapie auch bei (noch) nicht intubierten Patienten oder zur Intubation unterstützen können [17, 25, 35] . Auch ein rasches Anwachsen von Konsolidierungsarealen identifiziert einen Krankheitsprogress, was in die kontinuierliche Anpassung der Therapiestrategie einbezogen werden sollte [9, 17, 26, 45, 50] . Zeigen sich im Verlauf dagegen verstärkt Pleuraergüsse oder Infiltrate mit dynamischem Airbronchogramm, müssen diese Befunde als zusätzliche Hinweise auf eine bakterielle Superinfektion interpretiert werden. 

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