Bewertung der Bewegungssymmetrie der Brustwand während der Beatmung bei gesunden Probanden mittels optoelektronischer Plethysmographie (EVAST)

Die Lungenventilation ist der einzige makroskopisch beobachtbare Atemschritt. Der Beatmungsmechanismus wurde umfassend untersucht und das Wissen über seine Funktionsweise ist mittlerweile gut etabliert. Das thorako-abdominale Paar wird im Allgemeinen als homogene Funktionseinheit betrachtet. Die anatomische Organisation des Rumpfes ist nicht symmetrisch. Die rechte Lunge erhält 55 % des mobilisierten Luftvolumens, das Herz ist meist nach links lateralisiert und übt eine mechanische Belastung auf die linke Lunge aus, das Brustdiaphragma ist asymmetrisch. Die Dichte der subdiaphragmatischen Eingeweide variiert stark zwischen Hohlorganen (Magen, Dickdarm) und Vollorganen (Leberrate).

Die konventionelle Spirometrie, die Goldstandard-Referenzmethode in der Beatmungsanalyse, ermöglicht die Messung der bei Inspiration und Exspiration mobilisierten Luftmengen. Diese quantitative Methode liefert keine Informationen über die Kinematik der verschiedenen Bereiche des Brustkorbs und des Abdomens, die an der Atmung beteiligt sind.

Die optoelektronische Plethysmographie (OEP) ist eine nicht-invasive Technik zur Analyse der 3D-Bewegung passiver Marker, die auf der Oberfläche von Brust, Bauch und Rücken des Probanden platziert werden. Diese als zuverlässige Alternative zur konventionellen Spirometrie validierte Technik ermöglicht die Kombination quantitativer Messungen des Atemvolumens mit qualitativen Messungen der thorako-abdominalen Kinematik. Die Besonderheit des OEP besteht darin, dass eine Segmentierung des Rumpfes gewählt werden kann, um die Kinematik der verschiedenen identifizierten Zonen zu analysieren. Die in der Forschung am häufigsten verwendete Methode ist die Segmentierung in drei Kompartimente (Lungen-Brustraum, Abdomen und Bauch-Brustraum).

Die OEP-Studien schlugen auch die Verwendung einer Segmentierung in Bezug auf die Mittelebene des Körpers vor, um die Symmetrie der drei oben beschriebenen Kompartimente zu vergleichen. Diese 6-Kompartiment-Segmentierung wurde in der Atemwegsanalyse selten verwendet, um Eingriffe wie chirurgische Eingriffe oder Lungenrehabilitationsprotokolle zu bewerten. Unseres Wissens gibt es keine Studie an gesunden Probanden zur Beurteilung des Symmetriegrades der Lungenventilation. Diese Art von Untersuchung ist ein grundlegender Vorschritt, um anschließend die Symmetrie der Beatmungskinematik bei Pathologien untersuchen zu können, die zu Deformationen des Brustkorbs, der Wirbelsäule und des Bauches führen (z. B. Skoliose).