RHINO-SYS: Vergleich prä- und postoperativer Befunde

von Prof. Dr. Gunter Mlynski, Prof. Dr. Giorgi Gogniashvili und Priv.-Doz. Dr. med. Achim Beule

Warum RHINO-SYS?

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Für eine „evidence-based medicine“ wird bei funktionell-chirurgischen Eingriffen präoperativ eine aussagekräftige objektive Diagnostik und postoperativ eine objektive Qualitätskontrolle gefordert. In der Ohrchirurgie ist das bereits Routine. Für die funktionell-ästhetische Rhinochirurgie ist diese Forderung längst überfällig. Die dafür bisher zur Verfügung stehende Rhinomanometrie ermöglicht lediglich eine objektive Aussage über das Ausmaß einer nasalen Obstruktion und unterscheidet zwischen schwellungsbedingter und nicht schwellungsbedingter Obstruktion. Diese Methode hat sich in der Diagnostik für die funktionellästhetische Rhinochirurgie letztendlich nicht etabliert, weil die damit möglichen Aussagen für den Rhinochirurgen wegen der geringen Aussagekraft wenig hilfreich sind.

RHINO-SYS wurde entwickelt, um auch für die Rhinochirurgie eine aussagekräftige Diagnostik zur Verfügung zu haben. RHINO-SYS objektiviert das Ausmaß einer nasalen Obstruktion und unterscheidet zwischen den vier möglichen Ursachen:

  • Schwellung
  • skelettale Stenose
  • Einengung durch einen pathologischen Nasenklappenkollaps
  • pathologische Turbulenz

 

Darüber hinaus werden weitere, klinisch wichtige diagnostische Parameter erstellt:

  • Lokalisation der für eine Obstruktion ursächlichen skelettalen Stenose
  • Widerstandsanstieg, welcher durch einen inspiratorischen Nasenklappenkollaps verursacht wird
  • Differenzierung zwischen physiologischem und pathologischem Klappenkollaps
  • Unterscheidung zwischen den möglichen Ursachen eines pathologischen Klappenkollapses: verstärktem Ansaugen infolge Bernoulliphänomen und Stabilitätsverlust im Klappenbereich
  • Identifikation möglicher Ursachen für pathologisches Turbulenzverhalten
  • Objektivierung von Störungen der Nasenatmung über einen vollen Tagesverlauf unter alltäglichen Lebensbedingungen des Patienten
  • Störungen des Nasenzyklus, z. B. nach rhinochirurgischen Eingriffen als Ursache postoperativer Beschwerden sowie vor Augmentationen bei Empty-Nose-Syndrom
  • Regulierungsmechanisme für den nasalen Atemluftstrom unter körperlicher Belastung zur Bereitstellung von ausreichend Sauerstoff sowie
  • Objektivierung von chronischer Mund-BypassAtmung

Mit RHINO-SYS wurde ein Gerätesystem entwickelt, welches auf der Grundlage von jahrzehntelangen Erfahrungen, Forschungsarbeit und strömungsdynamischen Gesetzmäßigkeiten, sowie mit Hilfe der heute zur Verfügung stehenden Mess- und Rechentechnik die Erwartungen an ein modernes Diagnosegerät für die funktionell-ästhetische Rhinochirurgie erfüllt.

Funktionsweise und diagnostische Möglichkeiten von Rhino-Sys

RHINO-SYS ist ein Gerätesystem, bestehend aus Rhinomanometrie, Rhinoresistometrie, Akustischer Rhinometrie und Langzeit-Rhinometrie.

RHINO-SYS kombiniert also alle heute zur Verfügung stehenden Messmethoden für die Nasenatmung. Diese Kombination ist aus folgenden Gründen sinnvoll:

 
 

  • Die Rhinomanometrie ist die Messmethode für die Rhinoresistometrie.
  • Die Rhinoresistometrie ermöglicht die Erfassung strömungsdynamischer Parameter des nasalen Luftstromes.
  • Die immer im Zusammenhang mit der Rhinoresistometrie durchgeführte Akustische Rhinometrie liefert eine Darstellung der Geometrie des nasalen Strömungskanals und ermöglicht so einen Einblick in den Zusammenhang von Formveränderungen und Funktionsstörungen.
  • Mit der Langzeit-Rhinometrie (Analogie: Langzeit-Blutdruckmessung, Langzeit-EKG) wird die Nasenatmung über 24 Stunden unter den normalen Lebensbedingungen eines Patienten erfasst. Sie ermöglicht damit
    • die Diagnostik nasaler Probleme außerhalb der Arztkonsultation,
    • eine Erfassung des für die respiratorische Funktion wichtigen Nasenzyklus über 24 Stunden,
    • sowie einen Einblick in die Arbeitsweise der Nase bei erhöhtem Sauerstoff infolge körperlicher Belastung.

Im Folgenden werden die 4 Messmethoden beschrieben.

1. Rhinomanometrie

Für RHINO-SYS wurde ein rhinomanometrisches Messsystem entwickelt, welches die Anforderungen des „International committee on objective assessment of the upper airways“ erfüllt. Durch hohe Messgenauigkeit und gute messdynamische Eigenschaften werden zuverlässig und präzise Messwerte vom Druck-Flow-Verhalten der nasalen Atmung für die weitere mathematische Bearbeitung zur Verfügung gestellt. Die Hardund Software ist anwenderfreundlich. Durch ein Bakterienfilter wird RHINO-SYS auch hygienischen Forderungen gerecht. Um falsche Messergebnisse zu vermeiden, gibt eine intelligente Software am Ende eines Messvorgangs bei mangelhafter Masken- und Druckschlauchadaptation sowie anderen Fehlern bei der Messwertaufnahme einen Hinweis zur Wiederholung der Messung.

Die vom „International committee on objective assessment of the upper airways“ für die Rhinomanometrie geforderten Werte werden für beide Nasenseiten getrennt und für die Gesamtnase zur Verfügung gestellt:

  • in- und exspiratorischer Flow und Widerstand bei 75 Pa und 150 Pa zur Objektivierung vom Ausmaß einer Obstruktion,
  • inspiratorischer Flowincrease von 75 Pa bis 150 Pa. Mit dem Flowincrease wird aus der Krümmung der Delta-P-V-Kurve auf das Turbulenzverhalten und das Ansaugphänomen im Klappenbereich geschlossen. Das ist inkorrekt, weil die Kurvenkrümmung vom Turbulenzverhalten und einer dynamischer Strombahneinengung (inspiratorischer Nasenklappenkollaps) gleichzeitig beeinflusst werden kann und der jeweilige Anteil von Turbulenz und Ansaugen nicht differenziert bestimmt wird.

Da die rhinomanometrischen Werte wenig Aussagekraft für Operationsindikation und -planung haben, wurde die Methode unter Beibehaltung des Messprinzips zur Rhinoresistometrie weiterentwickelt.

Das RHINO-SYS bietet alle Voraussetzungen für eine Diagnostik auf einem hohen hygienischen Niveau: Gesichtsmaske als Mehrwegartikel. Kann mit allen krankenhausüblichen manuellen und maschinellen Verfahren (inkl. Reinigungs- und Desinfektionsgerät 95°C und Autoklav 134°) aufbereitet werden. Bakterien- Viren-Filter mit einer hohen Rückhalterate (>99,999%) für Viren (inkl. SARS-CoV-2) und Bakterien.

2. Rhinoresistometrie

Die Rhinoresistometrie verwendet rhinomanometrisch gemessene Druck- und Flowwerte des nasalen Atemstromes zur Berechnung neuer, diagnostisch aussagekräftiger Parameter, welche mit einer speziellen Software auf der Basis strömungsdynamischer Gesetzmäßigkeiten berechnet werden. Die Ergebnisse werden grafisch für die rechte Nasenseite rot und für die linke Seite blau, vor Abschwellen der Schleimhaut hell gefärbt und nach Abschwellen dunkel gefärbt dargestellt. Das erlaubt ein schnelles Erfassen und Beurteilen der Messergebnisse, zumal auffällige Werte, welche außerhalb des Bereiches der bereitstehenden Richtwerte liegen, gelb hinterlegt werden. Numerische Werte erlauben eine exakte Diagnose.

Alle Teile mit direktem Patientenkontakt sind als Einmalartikel erhältlich: Gesichtsmaske als Einwegartikel. Bakterien-Viren-Filter mit einer hohen Rückhalterate (>99,999%) für Viren (inkl. SARS-CoV-2) und Bakterien.

2.1 Grafische Darstellungen

2.1.1 Grafische Darstellung des nasalen Strömungswiderstandes

Die Abbildungen 1 bis 3 zeigen rhinoresistometrische Kurven für den nasalen Atemwiderstand in Abhängigkeit vom in- und exspiratorischen Flow. Die Darstellung erlaubt, ähnlich wie bei einem Audiogramm, eine Diagnose auf einen Blick. Umso höher der Verlauf einer Kurve, desto höher ist der Atemwiderstand, also die nasale Obstruktion. Neben dem Ausmaß einer Obstruktion erlauben die Widerstandskurven auch eine Differenzierung zwischen Schwellung, skelettaler Stenose und Nasenklappenkollaps als mögliche Ursachen für eine nasale Atemwegsbehinderung. Charakteristisch für eine Schwellung ist der Abstand zwischen den Kurven vor und nach Abschwellen.

Auf Abb. 1 erkennt man per Blickdiagnose eine Schwellung in beiden Nasenseiten am großen Abstand zwischen den hell und dunkel gefärbten Kurven. Bei einer skelettalen Stenose bleibt der Widerstand auch nach Abschwellen hoch (Abb. 2 linke Nasenseite). Für eine Blickdiagnose gilt: umso höher der Kurvenverlauf nach Abschwellen, desto enger ist die skelettale Stenose. Auch ein inspiratorischer Nasenklappenkollaps ist per Blickdiagnose zu erkennen. An den inspiratorischen Schenkeln der Widerstandkurven befinden sich gepunktete Linien (Abb. 1 bis 3). Diese werden rechnerisch ermittelt und entsprechen dem Verlauf der Widerstandskurve bei einer stabilen Nasenklappe. Die Differenz zwischen gemessenem und errechnetem Kurvenverlauf entspricht dem Ausmaß des Ansaugens infolge Bernoulli-Phänomen. Deckungsgleiche errechnete und gemessene Kurvenverläufe sind auf Abb. 1 und 2 bei beiden Nasenseiten und auf Abb. 3 bei der rechten Seite zu erkennen.

Damit ist objektiviert, dass diese Nasenklappen inspiratorisch nicht angesaugt werden. Auf Abb. 3 ist bei der linken Nasenseite vor und nach Abschwellen ein erhebliches Abweichen der gemessenen von den errechneten Kurven und damit ein Ansaugen der Nasenklappe verifiziert. Wenn der Patient bei einer Messung die Atemmaske aufsetzt, atmet er unwillkürlich tiefer, als er normalerweise in Ruhe atmen würde. Deshalb werden die Kurven an der Stelle, wo der Flow in beiden Nasenseiten zusammen 500 ml/s ergibt, mit einem Punkt markiert. Das ist der maximale Flow, der bei moderater körperlicher Belastung (Treppensteigen) zur ausreichenden Sauerstoffversorgung erforderlich ist. Atemströmungen bis 500 ml/s sollte die Nase problemlos gewährleisten, d. h. normales Treppensteigen sollte ohne Mund-Bypass-Atmung möglich sein. Die Punkte auf den Kurven ermöglichen auf einen Blick zu erfassen, welchen Anteil die Nasenseiten zum erforderlichen Gesamtflow bei moderater körperlicher Belastung beitragen.

 

 

Abb. 1: Grafische Darstellung des in- und exspiratorischen nasalen Atemwiderstandes in Abhängigkeit vom Flow bei einem Patienten mit einer Sachleimhautschwellung in beiden Nasenseiten.

 

Abb. 2: Grafische Darstellung des nasalen Atemwiderstandes in Abhängigkeit vom in- und exspiratorischen Flow bei einem Patienten mit einer skelettalen Stenose links

 

Abb. 3: Grafische Darstellung des nasalen Atemwiderstandes in Abhängigkeit vom in- und exspiratorischen Flow bei einem Patienten mit einem inspiratorischen Nasenklappenkollaps links.

2.1.2 Grafische Darstellung des Turbulenzverhaltens in der Nase in Abhängigkeit vom Flow

Die Grafik in Abb. 4 ermöglicht eine Blickdiagnose des Strömungsverhaltens hinsichtlich der Turbulenz in der Nase während der In- und Exspiration, vor und nach Abschwellen. Ein Kurvenverlauf nahe der x-Achse („lam.“ am linken Rand der Grafi k) spricht für überwiegend laminares Strömungsverhalten. Wenn die Kurve im grau-gepunkteten Balken am oberen Grafi krand („turb.“ am linken Rand der Grafik) verläuft, ist die Strömung komplett turbulent. Der Übergang laminarer in turbulente Strömungsanteile ist am Anstieg der Kurve mit steigender Strömungs- geschwindigkeit zu erkennen: je steiler, desto schneller der Übergang. Dieser Bereich sollte erst bei einem Flow >250 ml/s erreicht werden. Dieses „physiologische Turbulenzverhalten“ ist eine Voraussetzung für einen suffizienten Luft-Schleimhaut-Kontakt und damit für die Klimatisierung der Atemluft in der Nase (Abb. 4 rechte Nasenseite). Bei „pathologischem Turbulenzverhalten“ (Abb. 4 linke Nasenseite) wird die vollständige Turbulenz schon bei niedrigem Flow erreicht. Das trägt zu einem erhöhten Atemwiderstand bei und ist die häufigste Ursache einer Sicca-Symptomatik in der Nase.

 
 

Abb. 4: Grafische Darstellung des in- und exspiratorischen Turbulenzverhaltens vom gleichen Patienten wie die RRM-Widerstandskurven in Abb. 3.

2.1.3 Numerische Werte

Folgende numerische Werte werden berechnet:

  • Der nasale Atemwiderstand [R250] wird bei einem Flow von 250 ml/s angegeben. Bei gleichem Strömungswiderstand in beiden Nasen- seiten wird diese Atemgeschwindigkeit bei einer moderaten körperlichen Belastung (Treppensteigen) benötigt, um mit insgesamt 500 ml/s den Organismus ohne Mund-Bypass- Atmung mit ausreichend Sauerstoff zu versorgen. Mit Richtwerten (siehe Anhang) kann das Ausmaß einer nasalen Obstruktion objektiv bewertet werden.
  • Der hydraulische Durchmesser [Dh] ist ein in der Technik übliches Maß für die Weite eines Strömungskanals mit nicht kreisrundem Querschnitt. Da in der Nase die Querschnittsfl ächen stark von einem runden Rohr abweichen, ist der hydraulische Durchmesser ein geeignetes Weitemaß für die Nase. Dieses Maß ist diagnostisch sehr wichtig, da eine zu enge Nase zu einem hohen Atemwiderstand führt. Eine zu weite Nase verursacht pathologische Turbulenz mit den oben dargestellten Folgen.
  • Ein Nasenklappenkollaps soll bei hoher Strömungsgeschwindigkeit den Luftstrom begrenzen und so die Nasenschleimhaut vor zu starker Durchströmung schützen. Von diesem „physiologischen“ muss ein „pathologischer Nasenklappenkollaps“unterschieden werden, welcher schon bei Ruheatmung oder leichter körperlicher Belastung den nasalen Atemwiderstand um mehr als 25% erhöht und damit zu einer Obstruktionssymptomatik beitragen kann. Die prozentuale Zunahme des berechneten Widerstandes vom gemessenen Widerstand [Delta-R sowie die Strömungsgeschwindigkeit, bei welcher der Kollaps beginnt [FNKK] sind Parameter, mit welchen ein Nasenklappenkollaps als Ursache für eine Obstruktionssymptomatik mit den Richtwerten (siehe Anhang) bewertet werden kann. Bei der Beurteilung einer nasalen Obstruktion ist es wichtig zu wissen, wie groß der klappenbedingte Widerstandsanteil ist. Damit kann eine sichere Indikation zu einer chirurgischen Therapie des Klappenkollapses erstellt werden.
  • Das Turbulenzverhalten in der Nase wird mit der Strömungsgeschwindigkeit [FTurb], bei welcher die Strömung komplett turbulent ist, beschrieben (s. o.).

Für die numerischen Werte werden keine Normalwerte, sondern Richtwerte angegeben. Der Grund dafür sind die extranasalen Faktoren, welche den individuellen Sauerstoffbedarf beeinflussen:

  • Geschlecht
  • Alter
  • Body-Maß-Index
  • körperliche Konstitution und
  • extranasale, vor allem cardiopulmonale Erkrankungen

Dementsprechend werden an den nasalen Strömungskanal individuell unterschiedliche Anforderungen gestellt. So ist ein Strömungswiderstand, welcher für einen trainierten jungen Mann mit einem BMI35 nicht ausreichend. Die von uns angegebenen Richtwerte sind die Mittelwerte der Messungen von 100 jungen, gesunden weiblichen und männlichen Personen ohne rhinologische Beschwerden oder Operationen. Diese Richtwerte finden Sie im Anhang. Um die Beurteilung des rhinoresistometrischen Befundes zu erleichtern, werden Werte, welche außerhalb der Richtwerte liegen, gelb hinterlegt (Abb. 5).
 

Abb. 5: Rhinoresistometrischer Befund mit gelber Markierung der Werte außerhalb der Richtwerte.Rechte Nasenseite: Skelettale Stenose mit pathologischem Klappenkollaps und pathologischer Turbulenz. Linke Nasenseite: Nach Abschwellen unphysiologisch niedriger Widerstand bei zu weiter Nase mit pathologischer Turbulenz.

RHINO-SYS Messdüse mit Wechselfilter und Gesichtsmaske für Rhinomanometrie und Rhinoresistometrie

RHINO-ACOUSTIC Messrohr mit distalem Nasenadapter für akustische Rhinometrie

3. Akustische Rhinometrie

Trotz Differenzierung der 4 Obstruktionsursachen mittels Rhinoresistometrie bleiben offene Fragen, deren objektive Beantwortung aus diagnostischer Sicht erforderlich ist:

  • Wo ist die skelettale Einengung in der Nase lokalisiert?
  • Was ist die Ursache für den pathologischen Nasenklappenkollaps?
  • Was ist die Ursache für die pathologische Turbulenz?

 

Um diese Fragen beantworten zu können, wird bei RHINO-SYS die Rhinoresistometrie mit der akustischen Rhinometrie kombiniert. Mittels Schallwellen kann in der Nase die Geometrie des nasalen Innenraumes vermessen werden. Das ist diagnostisch wichtig, da die Strömung in der Nase entscheidend von der Form des nasalen Strömungskanals abhängt.

3.1 Grafische Darstellung

Abb. 6 zeigt die grafische Darstellung der mittels akustischer Rhinometrie gemessenen Querschnittsflächen in der Nase, in Abhängigkeit von ihrer Distanz zum äußeren Nasenloch. Die physiologischen Engstellen (MCA = Minimal Crosssectional Area) sind mit roten Pfeilen markiert:

  • MCA0 = Ostium externum nasi (äußere Nasenklappe)
  • MCA1: Ostium internum nasi (Isthmus nasi, innere Nasenklappe) und
  • MCA2: Kopf der unteren Muschel und Septumschwellkörper

Die ARM ermöglicht die objektive Lokalisation einer rhinoresistometrisch objektivierten Engstelle als Obstruktionsursache. Auf Abb. 6 kann man eine erhebliche skelettale Einengung in Höhe des linken Ostium internum identifizieren (blauer Pfeil).

Auch auf mögliche Ursachen für eine pathologische Turbulenzbildung kann man aus der akustischrhinometrisch ermittelten Geometrie der inneren Nase schließen.

Für die Entstehung der Turbulenz in der Nase ist die trichterförmige Erweiterung des vorderen Cavums in inspiratorischer Richtung von Bedeutung. Eine solche Erweiterung des Strömungskanals wird in der Strömungsdynamik als Diffusor bezeichnet.

Der nasale Diffusor beginnt an der engsten Stelle der Nase, dem Isthmus (inneres Nasenloch) und endet an der weitesten Stelle vor dem Kopf der mittleren Muschel. Mit der Akustischen Rhinometrie lässt sich in diesem Bereich mittels Regression ein „Diffusor-Öffnungswinkel [°]“ vor und nach Abschwellen errechnen (Abb. 7).

Eine große Querschnittserweiterung (großer Öffnungswinkel) bewirkt eine starke Turbulenz, eine geringe Erweiterung (kleiner Öffnungswinkel) geringe Turbulenz. In Abb. 7 ist der Diffusor der rechten Nasenseite vor Abschwellen gelb und nach Abschwellen grau markiert.

Ein großer Öffnungswinkel [°] im abgeschwollenen Zustand entspricht einer Arbeitsphase im Nasenzyklus und bewirkt vorwiegend turbulente Strömung. Diese ist für einen suffizienten Luft- Schleimhautkontakt als Voraussetzung für die Klimatisierung erforderlich. Der kleine Öffnungswinkel [°] im geschwollenen Zustand entspricht einer Ruhephase im Nasenzyklus mit überwiegend laminarer Strömung.

Abb. 6: ARM-Kurven vom gleichen Patienten wie die RRM in Abb. 3. Objektivierung der physiologischen Engstellen in der rechten Nasenseite (rote Pfeile) und Objektivierung der Lokalisation einer skelettalen Stenose in Höhe des Ostium internum links (blauer Pfeil).

Abb. 7: ARM-Kurven vom gleichen Patienten wie die RRM in Abb. 1. Änderung der Turbulenz während des Nasenzyklus, dargestellt an der Änderung des Diffusoröffnungswinkels der rechten Nasenseite. Gelbe Fläche: kleiner Öffnungswinkel im geschwollenen Zustand (Ruhephase: vorwiegend laminare Strömung). Graue Fläche: großer Öffnungswinkel im abgeschwollenen Zustand (Arbeitsphase: vorwiegend turbulente Strömung).

3.2 Numerische Werte

Folgende numerische Werte werden bei der akustischen Rhinometrie für eine exakte Diagnose angegeben:

  • Physiologische Engstellen MCA, MCA1, und MCA2 Durch Vergleich der aktuellen Werte dieser Engstellen nach Abschwellen mit den Richtwerten (Anhang) erhält man eine exakte Bewertung einer skelettalen Stenose. Durch Vergleich der MCA2 vor und nach Abschwellen ist die Objektivierung einer Schwellung möglich. Mit der MCA1 wird der Diffusoreingang vermessen, der bei Einengung zur Turbulenzentstehung bei- tragen kann.
  • Diffusoröffnungswinkel Dieser Winkel gibt Aufschluss, inwieweit das vordere Cavum durch seine Querschnittserweiterung die Ausbildung turbulenter Strömungsanteile begünstigt, Richtwerte im Anhang.
  • Volumina im vorderen Cavum nasi Die akustisch-rhinometrisch ermittelten Volumina sind zur Objektivierung von Schwellungsänderungen besonders geeignet, weil nicht nur die Änderung einer Fläche, sondern eines Raumes beurteilt wird.

Folgende Volumina werden berechnet:

  • Volumen 1: Volumen zwischen der MCA1 und MCA2
  • Volumen 2: Volumen zwischen der MCA1 und einer Distanz von 5 cm zum Ostium externum

 

Abb. 10: Akustisch rhinometrischer Befund vom gleichen Patienten wie in Abb. 5. Auf der rechten Seite ist die skelettale Stenose in der Isthmusregion lokalisiert. Die Einengung bewirkt eine hohe lokale Strömungsgeschwindigkeit und damit ein starkes Bernoulli-Phänomen mit der Folge eines pathologischen Nasenklappenkollapses. Die starke Querschnittserweiterung nach der Einengung (großer Diffusoröffnungswinkel) verursacht die pathologische Turbulenz. Links erkennt man nach Abschwellen das weite Cavum, welches eine pathologische Turbulenz verursacht.

4. Langzeit-Rhinometrie

Diese Methode wurde entwickelt, um in Anlehnung an das Langzeit-EKG oder die Langzeit-Blutdruckmessung, Beschwerden des Patienten außerhalb der Zeit einer Arztkonsultation, während seines alltäglichen Lebensablaufes objektiv darzustellen. Bei der Langzeit-Rhinometrie wird mittels einer modifizierten Sauerstoffbrille, über einen gesamten Tag und für beide Nasenseiten getrennt, der nasale Atemluftstrom erfasst und registriert. Mittels EKG-Elektroden wird die Herzfrequenz als Maß für die körperliche Aktivität gemessen. Die Atemfrequenz und das nasale Atemminutenvolumen werden berechnet. Die Ergebnisse werden grafisch dargestellt.

Abb. 11 zeigt die Ergebnisse einer Langzeit-Messung bei einer männlichen Person mit unbehinderter Nasenatmung. Die Kurven der inspiratorischen Flowmaxima sind in der oberen Grafik für die rechte Nasenseite rot und für die linke Seite blau gefärbt. In der unteren Grafik entspricht die orange Kurve der Herzfrequenz, die grüne Kurve dem nasalen Atemminutenvolumen und die lila Kurve der Atemfrequenz.

Während der Nachtruhe (22:00 bis 05:00 Uhr: Ruheherzfrequenz) zeigen die Flowkurven einen klassischen Nasenzyklus mit zyklischem, reziprokem Seitenwechsel. Während dieser Zeit geht zunächst die linke Seite, danach die rechte Seite in Arbeitsphase. Während der Ruhephase der jeweiligen Gegenseite geht der Flow gegen Null.

Der weitere Verlauf der Kurven spricht dafür, dass die Person gegen 05:00 Uhr aufsteht: Die Herzfrequenz steigt, ebenso der nasale Flow: die linke Seite übernimmt eine Arbeitsphase mit höherem Flow als während der Ruhe und die rechte Seite geht in eine nicht komplette Ruhephase; sie muss „mithelfen“, eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu gewährleisten.

Das nasale Atemminutenvolumen steigt synchron mit der Herzfrequenz, also mit der körperlichen Belastung. Am Vortag zwischen 13:00 und 14:30 Uhr spricht die Herzfrequenz (um 130/min) für eine starke körperliche Tätigkeit. Die Nase zeigt eine physiologische Reaktion: der nasale Flow steigt auf beiden Seiten bis über 800 ml/s, sodass das nasale Atemminutenvolumen bis auf das Zehnfache der Ruheatmung gesteigert werden kann. Diese Werte sprechen für eine physiologische Reaktion der Nase auf erhöhten Sauerstoffbedarf infolge körperlicher Arbeit. In Abb. 12 sind Kurven eines Patienten mit einer hochgradigen Obstruktion auf beiden Seiten infolge Spannungsnase dargestellt.

Bei dem Patienten zeigt die Langzeit-Rhinometrie weder nachts (20:30 bis 06:30 Uhr), noch am Tage bis 14:00 Uhr einen zyklischen Wechsel mit ausreichendem Flow. Weil das nasale Atemminutenvolumen über die gesamte Zeit der Ruheherzfrequenz in der Nacht gegen Null geht, ist anzunehmen, dass der Patient mit offenem Mund schläft. Um 20:00 Uhr ist bei einer kurzzeitigen körperlichen Belastung (Herzfrequenz 100/min) ein Anstieg des nasalen Atemminutenvolumens durch Steigerung des nasalen Flows zu sehen. Bei den körperlichen Belastungen um 07:30, 12:00 und 14:00 Uhr wurde nur eine Steigerung der Atemfrequenz registriert, der Flow in der Nase sowie das nasale Atemminutenvolumen nehmen nicht zu. Das spricht für eine Mund-Bypass-Atmung auch bei körperlicher Belastung.

Die geringen Flowwerte in der Nase auch bei körperlicher Belastung, der weitgehend fehlende klassische Wechsel des Nasenzyklus, sowie die Mund-Bypass-Atmung während der Nacht und bei körperlicher Belastung, sind sichere Zeichen einer hochgradigen nasalen Obstruktion.

 

Abb. 11: Langzeit-Rhinometrie bei einem Patienten mit nicht behinderter Nasenatmung: Normaler Nasen-zyklus, physiologische Reaktion der Nase bei erhöhtem Sauerstoffbedarf infolge körperlicher Belastung.

Obere Grafik: X-Achse: Uhrzeit in Stunden, Y-Achse: Nasale Atemvolumengeschwindigkeit am Maximum der Inspiration in ml/s. Rechte Nasenseite (rot), linke (blau).

Untere Grafik: X-Achse: Uhrzeit in Stunden, Y-Achse: Herzfrequenz = HF (orange), nasales Minutenvolumen = NMV in ml/s (grün), Herzfrequenz = HF (orange), Atemfrequenz = AF (lila).

 

Abb. 12: Langzeit-Rhinometrie bei einem Patienten mit beidseits behinderter Nasenatmung infolge Spannungsnase: hochgradig gestörter Nasenzyklus. Bei erhöhtem Sauerstoffbedarf infolge körperlicher Belastung keine ausreichende physiologische Reaktion der Nase, sondern Mund-Bypass-Atmung.

Obere Grafik: X-Achse: Uhrzeit in Stunden, Y-Achse: Nasale Atemvolumengeschwindigkeit am Maximum der Inspiration in ml/s. Rechte Nasenseite (rot), linke (blau).

Untere Grafik: X-Achse: Uhrzeit in Stunden, Y-Achse: Pulsfrequenz = PZ (orange), nasales Minutenvolumen = NMV in ml/s (grün), Herzfrequenz = HF (orange), Atemfrequenz = AF (lila).

 

Literatur:

Gogniashvili G, Steinmeier E, Mlynski G, Beule A. Physiologic and pathologic septal deviations: subjective and objective functional rhinologic findings. Rhinology 2011; 49: 24-9

Kern EB. Physiologic concerns during Rhinoplasty. In Metin Önercy (ed): Nasal physiology and patho- physiology of nasal disorders. Springer Heidelberg, New York, Dordrecht, London 2013; 537-57

Mlynski G. Wiederherstellende Verfahren bei gestörter Funktion der oberen Atemwege. Nasale Atmung. Laryngo-Rhino-Otologie 2005; 84: 101-17

Zuckerkandl E. Normale und pathologische Anatomie der Nase und ihrer pneumatischen Anhänge. Wien, Leipzig: Wilhelm Braumüller 1892; Bd. 2: 45-8

Quelle: Gunter Mlynski Wolfgang Pirsig, Funktionell-ästhetische Rhinochirurgie unter besonderer Berücksichtigung physiologischer Aspekte, 2018

5. Richtwerte für die Rhinoresistometrie

Widerstand bei 250 ml/sAusmaß der nasalen Obstruktion einer Nasenseite
< 0,17 sPa/mlkeine Obstruktion
0,17 – 0,34 sPa/mlmoderate Obstruktion
0,35 – 0,70 sPa/mlmittlere Obstruktion
> 0,70 sPa/mlschwere Obstruktion
Hydraulischer DurchmesserWeite der Nase
< 5,0 mmzu eng
5,2 – 6,5 mmnormal weit
> 6,5 mmzu weit
Widerstandszunahme Delta-Rinspiratorischer Kollaps
Delta-R <= 25%physiologisch
Delta-R > 25%pathologisch
Flow bei kompletter TurbulenzBewertung der Turbulenz
<=125 ml/sstark pathologisch
>125 bis 200 ml/spathologisch
>200 ml/sphysiologisch
Richtwerte für die akustische Rhinometrie:
QuerschnittsflächeBewertung der Weite des Querschnitts
MCA0 > 0,9 cm²physiologisch
MCA1 ~ 0,6 cm²physiologisch
MCA2 > MCA1physiologisch
Diffusoröffnungswinkel [°]Turbulenzbildung in der Nase
<7°gering
7°- 9°physiologisch
>9°pathologisch

6. Fallbeispiele

Fall 1: 41-jähriger Patient
Präoperativ

Beschwerden: Seit Kindheit stark behinderte Nasenatmung links, rechts keine Beschwerden.
Präoperativer endonasaler Befund: Septumdeviation links in Cottle-Region 2 und 3.

Beurteilung des präoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Rechte Nasenseite: Unphysiologisch niedriger Nasenwiderstand bei weitem Cavum (hydraulischer Durchmesser 6,5 mm). Turbulenzverhalten physiologisch. Linke Nasenseite: Atemwiderstand nach Abschwellen stark erhöht. Der hydraulische Durchmesser spricht mit 5,2mm für eine skelettale Stenose als Ursache für den pathologischen Widerstand. Auch das Turbulenzverhalten ist pathologisch.

ARM: Die skelettale Stenose links ist im Bereich der inneren Nasenklappe lokalisiert (MCA1 nach Abschwellen: 0,28 cm²). Die Gegenseite ist auf gleicher Höhe sehr weit (MCA1 nach Abschwellen: 1,07 cm²). Die pathologische Turbulenz links ist hauptsächlich Folge eines engen Eingangs in den nasalen Diffusor (MCVA1: 0,28 mm).

Diagnose: Septumdeviation nach links.

Operationsplanung: Septumplastik, keine Muschelchirurgie. Begründung: Da die rechte Nasenseite im Isthmusbereich sehr weit ist und einen unphysiologisch geringen Strömungswiderstand hat, ist bei einer Verlagerung des Septums nach rechts im Bereich der inneren Nasenklappe nicht mit einer postoperativen Behinderung der Nasenatmung rechts zu rechnen.

 
 

Ergebnisse der präoperativen Funktionsdiagnostik

Postoperativ

Beschwerden: Subjektiv keine Nasenatmungsbehinderung.
Postoperativer endonasaler Befund: Septum mittelständig.

Beurteilung des postoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Rechte Nasenseite: Der präoperativ zu geringe Widerstand ist postoperativ durch die Septumbegradigung etwas angestiegen, er ist jetzt im physiologischen Bereich. Linke Nasenseite: Nach Abschwellen physiologisch nie- driger Widerstand. Auch das Turbulenzverhalten hat sich links normalisiert.

ARM: Die skelettale Stenose links im Bereich der inneren Nasenklappe ist behoben (MCA1 nach Abschwellen: 0,72 m²). Die Gegenseite ist auf gleicher Höhe noch ausreichend weit (MCA1 nach Abschwellen: 0,68 cm²).

Beurteilung des Operationsergebnisses: Durch eine Septumplastik ohne Muschelverkleinerung konnten der hohe Atemwiderstand und die pathologische Turbulenz links behoben werden. Auf der Gegenseite wurde ein physiologischer Widerstand erreicht.

 

Ergebnisse der postoperativen Funktionsdiagnostik

FALL 2: 51-jährige Patientin
Präoperativ

Beschwerden: Seit Kindheit stark behinderte Nasenatmung rechts, links keine Beschwerden.
Präoperativer endonasaler Befund: Septumdeviation rechts in Cottle-Region 2

Beurteilung des präoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Rechte Nasenseite: Auch nach Abschwellen schwere Obstruktion infolge skelettaler Stenose (hydraulischer Durchmesser 3,0 mm), pathologischem inspiratorischem Nasenklappenkollaps und pathologischer Turbulenz. Linke Nasenseite: Nach Abschwellen leicht eingeengtes Cavum (hydraulischer Durchmesser 5,2 mm). Infolge dessen ist der Widerstand an der Grenze zu einer leichten Obstruktion.

ARM: Die skelettale Stenose rechts ist im Bereich der inneren Nasenklappe lokalisiert (MCA1 nach Abschwellen: 0,26 cm²). Diese bewirkt sowohl den hohen Widerstand, als auch durch Einengung der Strombahn ein verstärktes Bernoulliphänomen (Ursache des Klappenkollapses) und durch Einengung des Diffusoreingangs die pathologische Turbulenz. Die Fläche der MCA1 der Gegenseite ist auf gleicher Höhe zwar noch ausreichend groß (nach Abschwellen: 0,74 cm²), der hydraulische Durchmesser nach Abschwellen (5,2mm) spricht jedoch bereits für eine leichte skelettale Einengung. (Anmerkung: Der Strömungswiderstand ist nicht nur von der Größe einer Querschnittsfläche, sondern auch von ihrer Form abhängig!)

Diagnose: Septumdeviation links in Cottle-Region 2 bei nicht ausreichender Weite der Gegenseite.

Operationsplanung: Septumplastik und Erweiterung der Isthmusregion bds., keine Muschelverkleinerung. Begründung: Zur ausreichenden Besserung des hohen Widerstand rechts ist eine erhebliche Verlagerung des Septums nach links erforderlich. Dadurch würde die leichte skelettale Enge links verstärkt und der bereits grenzwertige Widerstand pathologisch ansteigen. Deshalb ist außer einer Septumplastik eine Gesamterweiterung der Isthmusregion erforderlich.

 
 

Ergebnisse der präoperativen Funktionsdiagnostik

Postoperativ

Beschwerden: Seit Kindheit stark behinderte Nasenatmung rechts, links keine Beschwerden.
Präoperativer endonasaler Befund: Septumdeviation rechts in Cottle-Region 2.

Beurteilung des postoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Rechte Nasenseite: Der Widerstand hat sich postoperativ nach Abschwellen vollständig normalisiert, der pathologische Nasenklappenkollaps ist behoben und die pathologische Turbulenz gebessert. Linke Nasenseite: Geringe Abnahme des Widerstandes gegenüber präoperativ.

ARM: Die skelettale Stenose ist im Bereich der inneren Nasenklappe rechts behoben (MCA1 nach Abschwellen: 0,80 cm²). Die Gegenseite ist auf gleicher Höhe ebenfalls ausreichend weit (MCA1 nach Abschwellen: 0,85 cm²).

Beurteilung des Operationsergebnisses: Durch eine Gesamterweiterung der Isthmusregion, kombiniert mit einer Septumplastik ohne Muschelverkleinerung, konnten die Obstruktion rechts und der Klappenkollaps behoben und die pathologische Turbulenz gebessert werden. Bei einer alleinigen Septumplastik wäre der Patient nicht zufrieden: „Meine Nasenatmung ist jetzt rechts besser, dafür ist die linke Seite schlechter!“

 

Ergebnisse der postoperativen Funktionsdiagnostik

FALL 3: 19-jährige Patientin
Präoperativ

Beschwerden: Seit Trauma vor 3 Jahren behinderte Nasenatmung links, rechts keine Beschwerden.
Präoperativer endonasaler Befund: Septumdeviation rechts in Cottle-Region 2, breite Columella.

Beurteilung des präoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Rechte Nasenseite: Auch nach Abschwellen schwere Obstruktion infolge erheblicher skelettaler Stenose (hydraulischer Durchmesser 3,9 mm). Außerdem bestehen ein pathologischer inspiratorischer Nasenklappenkollaps und starke pathologische Turbulenz. Linke Nasenseite: Vor und nach Abschwellen leichte skelettale Einengung (hydraul. Durchmesser: 5,4 mm).

ARM: Die skelettalen Stenosen rechts im Bereich der inneren Nasenklappe (Septumdeviation) und äußeren Nasenloch (breite Columella) verursachen den kleinen hydraulischen Durchmesser. Der leicht erhöhte Widerstand links ist nur durch die breite Columella verursacht.

Operationsplanung: Septumplastik und Verschmälerung der Columella. Begründung: Zur ausreichenden Besserung der hohen Widerstände rechts > links ist eine Septumplastik geplant. Das Septum kann in der Region 2 nach links verlagert werden, weil die Gegenseite hier sehr weit ist. Eine Columellaverschmälerung zur Vergrößerung beider Nasenlöcher ist funktionell wichtig. Eine Muschelverkleinerung ist nicht erforderlich.

 
 

Ergebnisse der präoperativen Funktionsdiagnostik

Postoperativ

Beschwerden: subjektiv keine Nasenatmungsbehinderung.
Postoperativer endonasaler Befund: Septum mittelständig, Ostium externum und Isthmus bds. ausreichend weit.

Beurteilung des postoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Der Widerstand nach Abschwellen hat sich auf beiden Nasenseiten normalisiert. Der pathologische Nasenklappenkollaps rechts ist behoben.

ARM: Die skelettalen Stenosen (rechts: MCA0 und MCA1, links MCA0) sind auf physiologische Werte erweitert. Durch die Septumbegradigung ist die MCA1 links nicht eingeengt.

Beurteilung des Operationsergebnisses: Durch eine Septumplastik und Columellaverschmälerung konnten alle Einengungen erweitert und damit die Widerstände auf beiden Seiten normalisiert werden. Auch der pathologische Klappenkollaps und die starke Turbulenz rechts wurden behoben. Eine Muschelverkleinerung war nicht erforderlich.

 

Ergebnisse der postoperativen Funktionsdiagnostik

Fall 4: 21-jähriger Patient
Präoperativ

Beschwerden: Seit Kindheit stark behinderte Nasenatmung, rechts stärker als links.
Präoperativer endonasaler Befund: Septumdeviation rechts in Cottle-Region 2 und 3, erhebliche Isthmusstenose, breite Columella.

Beurteilung des präoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Rechte Nasenseite: Auch nach Abschwellen schwere Obstruktion infolge skelettaler Stenose (hydraulischer Durchmesser 3,5 mm). Starke pathologische Turbulenz. Linke Nasenseite: Nach Abschwellen etwas geringere skelettale Stenose (hydraul. Durchmesser 4,5 mm). Starke pathologische Turbulenz.

ARM: Der gesamte Naseneingang ist bis einschließlich innere Nasenklappe erheblich eingeengt. Das Septum ist in Cottle-Region 2 und 3 nach rechts deviiert.

LRM: Rechte Nasenseite keine, links sehr geringe Strömung. Das geringe nasale Minutenvolumen spricht für fast komplette Mundatmung über 24 Stunden. Auch bei großem Sauerstoffbedarf infolge starker körperlicher Belastung (Herzfrequenz bis 116/min) wird es nicht gesteigert. Es findet kein Nasenzyklus statt.

Diagnose: Septumdeviation nach rechts in Cottle-Region 2 bei engem Naseneingang bds. und breiter Columella mit den Folgen starker Obstruktion rechts > links, pathologischem Nasenklappenkollaps rechts und pathologischer Turbulenz auf beiden Seiten.

Operationsplanung: Septumplastik, Erweiterung der Isthmusregion bds. und Verschmälerung der Columella. Keine Muschelverkleinerung. Begründung: Zur ausreichenden Besserung der hohen Widerstände rechts > links ist eine Erweiterung des gesamten Naseneingangs geplant. Danach wird das Septum mittig eingestellt. Da die externen Ostien durch eine breite Columella auf beiden Seiten eingeengt sind, erfolgt auch eine Columellaverschmälerung.

 
 

Ergebnisse der präoperativen Funktionsdiagnostik

Postoperativ

Beschwerden: Subjektiv keine Nasenatmungsbehinderung.
Postoperativer endonasaler Befund: Septum mittelständig, Naseneingang ausreichend weit.

Beurteilung des postoperativen Funktionsbefundes:
RRM: Der Widerstand nach Abschwellen hat sich auf beiden Nasenseiten erheblich gebessert. Der pathologische Nasenklappenkollaps rechts ist behoben. Auf beiden Seiten findet sich ein physiologisches Turbulenzverhalten.

ARM: Die Stenosen im Bereich des Naseneingangs sind beidseits behoben. Die MCA0 wurden mit 0,77 mm bzw. 0,72 mm und die MCA1 mit 0,68 mm bzw. 0,72 mm normalisiert.

LRM: Bei einer 18-stündigen Messung wird eine Nasenatmung mit zyklischem Wechsel registriert. Bei körperlicher Belastung wird das nasale Atemminutenvolumen gesteigert.

Beurteilung des Operationsergebnisses: Durch eine Gesamterweiterung der Isthmusregion, kombiniert mit einer Septumplastik und Columellaverschmälerung, konnten die Probleme des Patienten behoben werden. Ohne Funktionsbefund wäre die erforderliche Columellaverschmälerung wahrscheinlich übersehen worden.

 

Ergebnisse der postoperativen Funktionsdiagnostik