Der Einfluss der Körperhaltung auf Atemwegsdurchmesser, Widerstand und Luftstromverteilung bei gesunden Probanden

Viele Atemwegserkrankungen erfordern eine physiotherapeutische Behandlung, die sich auf die Beseitigung von übermäßigem Schleim aus den Atemwegen konzentriert.

Die zugrunde liegende physiologische Hypothese, warum diese Schleimentfernungstechniken wirksam sind, basiert auf der Entwicklung einer optimalen Geschwindigkeit des Ausatmungsluftstroms, die Scherkräfte auf den Schleim an der Innenfläche der Atemwege ausübt. Diese Scherkräfte führen schließlich zu einer Verdrängung des Schleims in die zentralen Atemwege, wo er evakuiert werden könnte. Um eine optimale Geschwindigkeit bei gleichem Ausatemluftstrom zu erreichen, ist es notwendig, den Durchmesser der Atemwege zu verringern und somit die Luftstromgeschwindigkeit zu erhöhen. Mit anderen Worten, Atemwegsdurchmesser und -widerstand sind wichtige Faktoren, die bei Techniken zur Schleimbeseitigung zu berücksichtigen sind.

Bei vielen Schleimentfernungstechniken wird die Haltungsposition verwendet, um diese Entfernung zu erleichtern. Klinische Studien bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und zystischer Fibrose, bei denen sich die Kombination von Clearance-Techniken mit unterschiedlichen Körperhaltungen als wirksam erwiesen hat.

Der Einfluss der Körperhaltung wurde in Seitenlage untersucht und führte zu einer größeren Schleimbeseitigung in der abhängigen Lunge. Die Autoren schlugen vor, dass dies auf eine bessere Deflation der abhängigen Lunge zurückzuführen sein könnte, die durch 3 Kräfte begünstigt wird: Schwerkraft, Mediastinumgewicht und Druck der Baucheingeweide auf die infralaterale Lunge. Die Deflation dieser Lunge führt nicht nur zu einer Verringerung des Lungenvolumens, sondern auch zu einer Verringerung des Atemwegsdurchmessers. Allerdings ist nicht bekannt, inwieweit diese Durchmesserabnahme in Seitenlage auftritt. Außerdem muss bei niedrigeren Lungenvolumina ein optimaler Exspirationsfluss in der darunter liegenden Lunge aufrechterhalten werden. Diese regionalen Veränderungen in der darunter liegenden Lunge können beispielsweise mit klassischen Lungenfunktionstests nicht gemessen werden, da diese Tests nicht sensitiv genug sind. Tatsächlich haben Washko et. Al. fanden keine signifikanten Veränderungen des Gesamtresidualvolumens (RV), der Gesamtlungenkapazität (TLC) und der Vitalkapazität (VC) zwischen den verschiedenen Positionen bei gesunden Probanden.

Die funktionelle respiratorische Bildgebung (FRI) ist jedoch in der Lage, die regionalen Veränderungen bei gesunden Probanden zu beurteilen. Diese 3D-Bildgebungstechnik in Kombination mit Computational Fluid Dynamics (CFD) ist genau bei der Berechnung regionaler Veränderungen wie Durchmesser, Volumen und Widerstand der Atemwege. Darüber hinaus können wiederholte FRI-Messungen die Lappenausdehnung beurteilen, die ein indirektes Maß für die Luftstromverteilung in einem bestimmten Teil der Lunge ist.