Zur Fortbildung Aktuelle Medizin
DEUTSCHES ÄRZTEBLATT
Heft 45 vom 12. November 1982
Die praktische Bedeutung der Rhinorheomanometrie
Harald Enzmann
Aus der Hals-, Nasen-, Ohrenklinik
(Direktor: Prof. Dr. med. Hans-Georg Boenninghaus) der Universität Heidelberg
Mit der Rhinomanometrie mißt man die Widerstände in der Nase und damit das häu- figste Äquivalent für das sub- jektiv empfundene Symptom der verstopften Nase. Patien- ten, bei denen sich präthera- peutisch meßbar erhöhte Wi- derstände der Norm anglei- chen, werden beschwerdefrei.
Ohne Änderung des meßba- ren Widerstandes ist eine Be- schwerdebesserung, mehr als es dem Placeboeffekt der ärzt- lichen Zuwendung entspricht, nicht zu erwarten. Allergo- logen verwenden die Rhino- manometrie zum objektiven Nachweis der Aktualität eines Allergens für die Rhinitis aller- gica. Elementare Kenntnisse zur richtigen Interpretation der Meßwerte sind nicht nur für den Spezialisten von Inter- esse. Der Druck im Nasenpha- rynx kann von vorn über eine Nasenhälfte oder von hinten über den Oropharynx gemes- sen werden. Man unterschei- det eine anteriore und eine posteriore Rhinomanometrie.
Die meisten Rhinologen emp- fehlen für die routinemäßige Messung in der Klinik die aktive anteriore Rhinomanometrie.
Entwicklung
der Rhinomanometrie
Erste Druckvergleiche zwischen Mundatmung und einer Nasenat- mung führten Braune und Clasen 1878 durch. Bereits wenig später, 1895, erwähnt R. Kayser den nasalen Zyklus. Es handelt sich hierbei um eine Regulation des Atemwegswi- derstandes durch die Nasenschwell- körper: Bei symmetrisch gebauten Nasen wird durch ein abwechseln- des Auf- und Abschwellen rechts und links der Gesamtwiderstand konstant gehalten. J. Tonndorf be- schrieb 1939, daß die Strömung in der Nase vorwiegend turbulent ist bzw. eine direkte quadratische Ab- hängigkeit zwischen Druck und Vo- lumenfluß besteht. Im Jahre 1970 zeigte W. Ey, daß die Atemkurven des Ganzkörperplethysmographen und damit der Druck in den Alveolen durch den Nasenwiderstand mitbe- stimmt werden, wenn bei einer Na- senatmung gemessen wird.
Obwohl bereits lange zuvor bekann- te Rhinologen ihre Operationser- gebnisse einer rhinomanometri- schen Kontrolle unterwarfen, wurde erst in den Jahren 1979 und 1980 von mehreren Autoren unabhängig voneinander der Zusammenhang zwischen rhinomanometrisch ge- messenem Wert und subjektiv emp-
fundener Nasenverstopfung nach- gewiesen (Broms, P.; Kern, E. B., und McCaffrey, T. H.; Mlynski, G., und Klingholz, F.; Morimoto, H.).
Zur Physik
des nasalen Luftstroms
In der Rhinomanometrie ist die Druckdifferenz zwischen Nasopha- rynx und Außenluft maßgebend. Ein positiver Druck im Nasopharynx (im Vergleich zur Außenluft) drückt bei der Exspiration die Luft durch die Nase nach außen, ein negativer Druck saugt bei der Inspiration die Luft nach innen. Hoher Druck be- wirkt einen großen Volumenfluß, entsprechend niedriger Druck einen geringen Volumenfluß. Ohne Druck- differenz zur Außenluft entsteht kei- ne Luftströmung. Diese Druck-Vo- lumenfluß-Beziehung wird durch die Nasenatmungsfunktion „oberer Atemwegswiderstand" geregelt. Zur genauen Beschreibung der Volu- menflußdruckbeziehung ist die syn- chrone Aufzeichnung von Druck und Volumenfluß nötig. Dies ge- schieht durch die Rhinomanometrie.
Die Nasenatmung ist durch einen ständigen Wechsel des Volumen- flusses in seiner Größe und Rich- tung gekennzeichnet. Untersuchun- gen mit konstantem Volumenfluß
Ausgabe B DEUTSCHES
ÄRZTEBLATT 79. Jahrgang Heft 45 vom 12. November 198229
Zur Fortbildung Aktuelle Medizin Rhinomanometrie
geben physiologische Verhältnisse nach den heute möglichen Meßtech- niken nur näherungsweise wieder.
Die meisten physikalischen Strö- mungsgesetze beruhen auf Untersu- chungen mit, zumindest kurzzeitig, gleichbleibendem Volumenfluß.
Durch die heute erreichbare verzö- gerungsfreie Aufzeichnung kann festgestellt werden:
> In der Nase ist eine turbulente Strömung.
> Der Grad der Turbulenz ist unter- schiedlich ausgeprägt.
> Die Druck-Volumenfluß-Bezie- hung ist annähernd quadratisch.
> Die Hochzahl in der näherungs- weisen quadratischen Funktions- beziehung liegt zwischen 1 und 2, näher bei 2.
Es gilt also P = a • V2
(P ist der Druck im Epipharynx im Vergleich zur Außenluft, a ist ein Wi- derstandskoeffizient, V ist der Volu- menfluß.)
Der Grad der Turbulenz und damit der Exponent (Hochzahl) in der Funktionsgleichung wird bestimmt durch die Oberfläche in der Nase (glatt oder rauh), durch den fortwäh- renden Wechsel zwischen In- und Exspiration und durch die Form der Nase. Der Widerstandskoeffizient a ist ein Maß für die „Verstopfung".
Überblick über die Meßmethoden
Die Methode wird als Rhinomano- metrie bezeichnet. Eine Aussage- kraft erhält die Methode jedoch nur durch die gleichzeitige Messung von Druck und Volumenfluß. Besser, aber nicht geläufig, ist daher der Na- me Rhinorheomanometrie.
Der Druck im Nasopharynx kann von vorn über eine Nasenhälfte oder von hinten über den Oropharynx ge-
messen werden. Man unterscheidet deshalb eine anteriore und eine posteriore Rhinomanometrie.
Die Messung kann bei spontaner At- mung und den dabei auftretenden Druckschwankungen bzw. Luftströ- mungen erfolgen.
Der Proband atmet aktiv. Es ist dies die aktive Rhinomanometrie. Wird apparativ Luft durch die Nase ge- saugt oder durch die Nase gepreßt, muß sich der Proband passiv verhal- ten. Er darf nicht spontan durch die Nase atmen. Es ist dies die passive Rh inomanometrie.
Die meisten Rhinologen empfehlen für die routinemäßige Messung in der Klinik die aktive anteriore Rhino- manometrie.
Die aktive posteriore Rhinomano- metrie kann im Gegensatz zur akti- ven anterioren Rhinomanometrie beide Nasenhälften auf einmal mes- sen. Schwierigkeiten macht den meisten rhinomanometrischen La- bors hierbei die Kontrolle des Gau- mensegelspiels. Wegen der dabei
Abbildung 1: Drucksonde am linken Na- senloch, wie sie bei der aktiven anterio- ren Rhinomanometrie verwendet werden kann. Gemessen wird bei Atmung durch das rechte Nasenloch. Dieses darf nicht berührt, nicht verformt werden
erforderlichen Mitarbeit des Proban- den ist die posteriore Rhinomano- metrie nicht immer möglich.
Methoden aus den Lungenfunk- tionslabors werden ebenfalls zur Be- urteilung der Nasenatmungsfunk- tion empfohlen. Insbesondere alle Methoden, die mit physikalisch defi- nierten Widerstandsgrößen arbeiten (Ganzkörperplethysmographie, Ver- schlußdruckmethode, Oszillations- methode), können rhinorheomano- metrische Messungen sinnvoll er- gänzen.
Oft wird vorausgesetzt, daß bei Mundatmung der Widerstand im Be- reich der Luftwege des HNO-Fach- gebietes gleich null sei und eine Änderung des tiefen Atemwegs- widerstandes durch Veränderung des oberen Atemwegswiderstandes nicht erfolgt. Diese Annahme ist nur teilweise berechtigt.
Elementare
Rhino(rheo)manometrie
Druckmessung bei der Rhinomano- metria anterior: Instrumente in der Nasenhaupthöhle, auch Druckson- den, sind wegen der damit verbun- denen Reize an der Schleimhaut zu vermeiden. Durch Verschluß eines Nasenloches (zum Beispiel durch luftdichtes, möglichst durchsichti- ges Pflaster) entsteht auch bei wei- terbestehender unbehinderter At- mung durch das andere Nasenloch eine nicht bewegte Luftsäule zwi- schen dem verschlossenen Nasen- loch und dem Nasopharynx. Da der Volumenfluß null ist, entsteht ent- lang dieser stehenden Luftsäule kein Druckabfall.
Der Druck am Nasenloch und im Na- sopharynx ist der gleiche. Mit einer Drucksonde am Nasenloch kann man so den Druck im Nasopharynx ohne intranasale Instrumente be- stimmen (Abbildung 1).
Volumen flu ßmessung bei der Rhino- manometria anterior: Der Volumen- fluß wird mit Pneumotachographie- köpfen gemessen. Von medizini- schem Interesse ist die Art, wie der
30 Heft 45 vom 12. November 1982 79. Jahrgang DEUTSCHES ÄRZTEBLATT Ausgabe B
Abbildung 2: Atemmaske unter Einschluß des Mundes, die als Volumenflußsonde dient. Der Mund muß in diesem Fall während der Messung geschlossen sein
Zur Fortbildung Aktuelle Medizin
Rh inomanometrie
Pneumotachographiekopf mit der Nase verbunden wird. Dies kann durch Röhrchen erfolgen, die mehr oder weniger fest in den Nasenvor- hof eingeführt oder an der Nase an- gesetzt werden.
Neben einer Verformung des Nasen- vorhofes wird auch der Luftstrom in der Nase beeinflußt: Es entsteht ein Meßfehler. Trotz leicht möglicher Sterilisation und Reinigung sind die- se Sonden nur beschränkt brauch- bar. Eine Atemmaske, die die Nase in ihren verformbaren Anteilen nicht berührt, nicht zu einem Blutstau im Bereich der Nasenschwellkörper bzw. Venen des Kopfes führt, ist vor- teilhaft (Abbildung 2).
Einsatzfähigkeit: Mit der Rhinoma- nometria anterior kann der Nasenwi- derstand für jedes Nasenloch ge- trennt und ohne Verformung der ge- messenen Nasenseite bestimmt wer- den. Die Druckmessung und damit die Methode versagt bei einer voll- ständig verlegten Nasenseite und bei einer Septumperforation.
Auch bei Septumflattern (Zustand nach submuköser Septumresektion) kann es zu Fehlmessungen kom- men. Eine Rhinoskopie vor der Na- senwiderstandsmessung ist deshalb notwendig.
Physiologische Grundlagen Bei Ruheatmung beträgt der Anteil des oberen Atemwegswiderstandes ungefähr die Hälfte des Gesamt- atemwegswiderstandes. Erst eine Erhöhung des tiefen oder oberen Atemwegswiderstandes um das 4- bis 6fache über die Norm wird als Dyspnoe wahrgenommen.
Bei Verschluß einer Nasenhälfte er- höht sich der Druckabfall bei glei- chem (gemessenen) Volumenfluß nicht um das Doppelte, sondern um das Vierfache. Erklärung: Fließt die Luft durch eine Nasenhälfte anstatt durch beide, ist der Volumenfluß in dieser Nasenhälfte doppelt so groß wie zuvor. Ist der Volumenfluß dop- pelt so groß, nimmt der Druck we- gen der quadratischen Druckvolu-
menflußbeziehung nicht um das Zweifache, sondern um das 2 2
-fache, das ist das Vierfache, zu. Psy- chophysische Untersuchungen zei- gen, daß das Weber-Fechnersche Gesetz auch für den Nasenwider- stand bzw. dem Gefühl der verstopf- ten Nase gilt.
Bei Angehörigen der weißen Rasse mit schmalen Nasen erfolgen nor- malerweise bereits zwei Drittel des nasalen Druckabfalls am Übergang vom Nasenvorhof zur Nasenhaupt- höhle. An dieser Nasenklappe oder dem inneren Nasenloch erfolgt eine Widerstandsregulation durch die mi- mische Muskulatur. Bei der kindli- chen Pneumonie ist dieser Regula- tionsmechanismus gesteigert und als Nasenflügelatmen sichtbar.
Bei der posterioren Rhinomanome- trie — und einer Sonderform der pas- siven Rhinomanometrie — wird der durch das Gaumensegel verengbare Nasopharynx mitgemessen. Im Ver- gleich zur aktiven anterioren Rhino- manometrie sind auf diese Weise zu hohe Meßwerte (und die stärkere Streuung), die bei einigen Proban- den auftreten, erklärbar.
Die Widerstandsregulation in den Nasenhaupthöhlen erfolgt durch blutgefüllte Schwellkörper über das vegetative Nervensystem.
Der Ausfall des Sympathikotonus führt zu einer verstopften Nase. Ein veränderter Tonus der Blutgefäße (über sogenannte H-Substanzen) bedingt bei einer einfachen Rhinitis (auch allergischer Genese) eine ver- mehrte Blutfülle und damit eine ver- stopfte Nase.
Im Liegen ist der hydrostatische Druck in den Blutgefäßen erhöht (venöser Druck). Die Nase ist bei ver- ändertem Gefäßtonus im Liegen deutlich stärker verstopft als im Stehen.
Spornartige Verbiegungen der Na- senscheidewand in den hinteren Ab- schnitten der Nasenhaupthöhle be- wirken, besonders nach Abschwel- len der Nasenschleimhäute, keine starke Veränderung des meßbaren Widerstandes.
Sie können jedoch durch taktile Rei- ze am Septum bzw. der gegenüber- liegenden Nasenmuschel zu einer gestörten Vasomotorik führen. 1>
Ausgabe
B
DEUTSCHES ÄRZTEBLATT 79. Jahrgang Heft 45 vom 12. November 1982 31InspiratiM
P
0.6 s —
V —
Zur Fortbildung Aktuelle Medizin
Rhinomanometrie
Abbildung 3: Rhinomanometrische Kurve, dargestellt im schnellen Zeitvorschub von 5 cm/sec. Meßtechnik: aktive ante-
riore Rhinomanometrie. Oben (P) die Druck-, darunter (V) die synchron aufgezeichneten Volumenflußschwankungen
Abbildung 4: Rhinomanometrische Kurve im X-Y-Koordinaten- system. Zugrundeliegende Meßtechnik: aktive posteriore Rhi- nomanometrie. Diese Darstellungsart ist jedoch genauso für die anteriore Rhinomanometrie geeignet
Die zusätzliche Messung mit abge- schwollener Schleimhaut (z. B. eine halbe Stunde nach abschwellenden Nasentropfen) läßt vasomotorische Einflüsse erkennen.
Beschwerden in der Anamnese, rhi- noskopischer Befund und rhinoma- nometrische Werte sind zeitgebun- den und deshalb nur miteinander vergleichbar, wenn sie sich auf die- selbe Zeit und Untersuchungssitua- tion beziehen.
Auswertung und Normbereiche Wegen des nasalen Zyklus ist bei nicht abgeschwollenen Nasen- schleimhäuten die Angabe eines Normbereiches nur für die Gesamt- nase sinnvoll.
Unter Berücksichtigung des Gau- mensegelspiels im Nasopharynx und der Fehlerbreite bei diesen bio- logischen Meßwerten stimmen die Werte der anterioren und posterio- ren Rhinomanometrie überein. Ähn- liches gilt für Meßwerte aus den erwähnten Lungenfunktionsme- thoden.
Durch die anteriore Rhinomanome- trie sind zusammengehörige Werte- paare des Volumenflusses und Druckes bestimmbar.
Addiert man den Volumenflußwert des linken und des rechten Nasenlu-
mens, gemessen oder bestimmt bei einem vorgegebenen Druck (z. B.
bei 1 cmH 2O), erhält man den Volu- menfluß, der bei diesem Druck durch die Gesamtnase fließt. Dieses einfache Berechnungsprinzip, die Addition des Volumenflusses rechts und links zum Volumenfluß der Ge- samtnase (unter Berücksichtigung gleichen Druckes im Nasopharynx) ist der Ausgangspunkt aller, oft sehr kompliziert erscheinender Berech- nungsformeln.
Der Druckabfall von der Alveole bis zum Oropharynx und der vom Oro- pharynx zum äußeren Nasenloch sind zum Gesamtdruckabfall und damit Gesamtwiderstand addierbar.
Voraussetzung ist, daß die Werte bei gleichem Volumenfluß bestimmt oder gemessen worden sind und daß bei der Messung keine Verände- rung durch die Widerstandsregula- tion stattgefunden hat.
Besonders die letzte Voraussetzung ist nur schwer kontrollierbar. Im europäischen Raum wird zuneh- mend eine Darstellung im X-Y-Koor- dinatensystem bevorzugt.
Von einer Aufzeichnung im schnel- len Zeitvorschub (z. B. 5 cm/sec., Ab- bildung 3) ist die Druck-Volumen- fluß-Beziehung ins X-Y-Koordina- tensystem punktweise übertragbar (Abbildung 4). Der umgekehrte Weg ist nicht möglich.
Die rhinomanometrischen Kurven — besonders im X-Y-Koordinatensy- stem — werden, vor allem bei wissen- schaftlichen Fragestellungen, oft mit mathematischen Funktionsglei- chungen beschrieben. Durch diese für wissenschaftliche Fragestellun- gen mögliche Genauigkeit kann leicht der Eindruck entstehen, die Rhinomanometrie sei für die Praxis nicht geeignet.
Dies trifft jedoch nicht zu, sofern physiologische und rhinologische Grundkenntnisse beim Untersucher vorhanden sind.
Literatur
(1) Bachmann, W.: Die Funktionsdiagnostik der behinderten Nasenatmung. Einführung in die Rhinomanometrie. Springer-Verlag Berlin/
Heidelberg/New York (1982) — (2) Broms, P.:
Rhinomanometry, Thesis 1980, Universität von Lund, Department of Otolaryngology, Malmö General Hospital, Malmö, Schweden — (3) Enz- mann, H.: Luftdruck und Volumenfluß in der Nase — Darstellung im doppeltlogarithmischen System, Laryng. Rhinol, 54 (1975) 220-235 —(4) Mlynski, G.; Klingholz, F.: Neue Aspekte der Rhinorheomanometrie, HNO-Praxis 5 (1980) 114-118 — (5) Kern, E. B.: Basics of rhinomano- metry. Vortrag am 3. „International postgra- duate course in functional rhinosurgery", Bo- logna (Italien) Policlinico S. Orsola (1980).
Anschrift des Verfassers:
Privatdozent Dr. med. habil.
Harald Enzmann Klinikum
der Universität Heidelberg Hals-, Nasen-, Ohrenklinik Voßstraße 5-7
6900 Heidelberg 1
32 Heft 45 vom 12. November 19ö2 79. Jahrgang DEUTSCHES ÄRZTEBLATT Ausgabe B
