Die Spiroergometrie ist ein modernes diagnostisches Verfahren zur Beurteilung der körperlichen Leistungsfähigkeit und wird in der Sportmedizin, Kardiologie und Pneumologie eingesetzt. Während der Untersuchung werden Sauerstoffaufnahme, Atmung und verschiedene Parameter unter Belastung gemessen. Die Messung erfolgt meist auf einem Laufband oder Fahrradergometer und kombiniert Spirometrie mit Belastungs-EKG. Mithilfe der Spiroergometrie lassen sich die maximale Sauerstoffaufnahme, die anaerobe Schwelle sowie die Herzfrequenz exakt bestimmen.
Zusätzlich werden Atemgase, Kohlendioxidabgabe und weitere Messwerte analysiert. Die Untersuchung unterstützt die Leistungsdiagnostik und hilft bei der Beurteilung von Herz, Lunge, Kreislauf und Muskulatur. Die Ergebnisse dienen sowohl der Trainingssteuerung als auch der Diagnostik verschiedener Erkrankungen.
Was wird bei der Spiroergometrie gemessen?
Mittels Spiroergometrie lassen sich die Atemgase, also Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe messen. Die Resultate erlauben Rückschlüsse auf die Funktionen
in Ruhe und unter kontinuierlich steigender Anstrengung. Die Untersuchung erfasst auch das Atemvolumen, also die Luftmenge, die pro Atemzug bzw. pro Zeiteinheit transportiert wird.
Was passiert bei körperlicher Belastung genau im Körper?
Der Körper benötigt kontinuierlich Sauerstoff, der von der Lunge über das Blut in die Muskeln gelangt und dort zur Energiegewinnung beiträgt. Mithilfe des Sauerstoffs werden Nährstoffe und Energielieferanten, hauptsächlich Kohlenhydrate und Fette, bis zu ihren Endprodukten abgebaut. Als Abfallprodukt entsteht Kohlenstoffdioxid, das vom Blut zurück in die Lunge transportiert und ausgeatmet wird.
Wenn der Körper nur mäßig belastet ist, erfolgt die Energiegewinnung aerob. Das bedeutet, dass ausreichend Sauerstoff vorhanden ist, um die Nährstoffe vollständig abzubauen.
Bei stärkerer körperlicher Belastung kommt es zu einem Sauerstoffmangel und einer anaeroben (sauerstofflosen) Energiegewinnung. Unter diesen Bedingungen können Fette nicht mehr verarbeitet werden, weshalb nur noch Zucker abgebaut wird. Auch dieser kann aber ohne Sauerstoff nicht mehr vollständig abgebaut werden.
Deshalb entsteht nun ein wichtiges und messbares Stoffwechselzwischenprodukt, die Milchsäure (Laktat). Durch die Anreicherung von Laktat kommt es im Körper zu einer Übersäuerung und die Grenze der körperlichen Belastbarkeit ist erreicht.
Wann wird die Spiroergometrie angewendet?
Die Spiroergometrie kommt vor allem
- in der Sportmedizin,
- in der Kardiologie (Herz- und Kreislauferkrankungen) sowie
- in der Pulmologie (Lungenheilkunde)
zum Einsatz. Patienten mit Lungenkrankheiten und Herzschwäche unterziehen sich häufig einer Spiroergometrie. Aber auch
- Menschen mit ungeklärter Luftnot unter körperlicher Belastung oder
- Patienten vor einer risikoreichen Operation (zum Beispiel einer Herztransplantation)
werden mithilfe der Spiroergometrie untersucht.
Die Sportmedizin ist das häufigste Einsatzfeld für die Spiroergometrie. Regelmäßige Spiroergometrie-Untersuchungen können die Leistungsfähigkeit von Athleten und den Trainingsfortschritt dokumentieren. Mittels Spiroergometrie können Mediziner
- die Ausdauerleistung,
- den Energieumsatz und
- individuelle Leistungsbegrenzungen
bestimmen. Diese sogenannte Leistungsdiagnostik liefert relevante Daten, auf deren Basis ein persönlicher Trainingsplan für Sportler erstellt werden kann.
In der Kardiologie ist eine Aussage über den Zustand des Herz- und Kreislaufsystems möglich. Bei Lungenerkrankungen wird die Funktionsfähigkeit von Lungengewebe und Atemwegen überprüft. Die Spiroergometrie dient hier der Planung weiterer Therapiemaßnahmen.
Typische Krankheiten, bei denen eine Spiroergometrie veranlasst wird, sind beispielsweise:
- Herzinsuffizienz (Herzschwäche)
- koronare Herzkrankheit (Verengung der Herzkranzgefäße)
- Belastungsasthma
- Atemwegs- und Lungenerkrankungen (z.B. Lungenentzündung, Tuberkulose)
Weitere Indikationen (Anwendungsbereiche) einer Spiroergometrie sind zum Beispiel
- präventive (vorbeugende) Untersuchungen,
- die Kontrolle der Wirksamkeit von Medikamenten sowie
- Eignungstests in der Arbeits- und Raumfahrtmedizin.
Welche Werte werden bei Spiroergometrie bestimmt?
Zu den wichtigsten Werten, die bei der Ausdauerleistungsdiagnostik ermittelt werden, gehören
- die maximale Sauerstoffaufnahme: Das ist das klassische Kriterium zur Beurteilung der körperlichen Leistungsfähigkeit
- der respiratorische Quotient: Er berechnet sich aus der Kohlenstoffdioxidabgabe geteilt durch die Sauerstoffaufnahme.
Ein weiterer Messwert ist die sogenannte anaerobe Schwelle, auch Laktatschwelle genannt. Das ist der Punkt, an dem der Körper mit der anaeroben Energiegewinnung beginnt und sich dadurch Laktat anreichert. Zur Bestimmung der anaeroben Schwelle dient in der Regel eine Blutprobe aus dem Ohrläppchen.
Wie wird die Spiroergometrie durchgeführt?
Eine Spiroergometrie findet bei einem Internisten oder Facharzt für Herz- und Lungenkrankheiten statt. Sportler können die Untersuchung bei einem Sportarzt durchführen lassen.
Während der Spiroergometrie muss der Proband körperliche Arbeit auf einem speziellen Fahrrad (Ergometer) oder Laufband ausführen. Für Leistungssportler kommen auch andere Geräte, z.B. ein Ruderergometer, infrage. Die Belastung wird mithilfe von computergesteuerten Programmen kontinuierlich gesteigert, wobei sich die Steigerung an der individuellen Belastbarkeit des Patienten orientiert
Bei der Spiroergometrie trägt die Testperson eine luftdichte Atemmaske, die mit einem Messgerät verbunden ist. Über diese Maske können Gasproben entnommen werden. Ein modernes Verfahren ist die sogenannte breath-by-breath-Analyse, bei der die Gaskonzentration eines jeden einzelnen Atemzuges bestimmt werden kann.
Darüber hinaus ist die untersuchte Person während der Spiroergometrie an ein EKG und ein Blutdruckmessgerät angeschlossen. So lassen sich die Herzfrequenz und der Blutdruck permanent überwachen.
Insgesamt dauert eine Spiroergometrie nur etwa 10 Minuten. Darauf folgt in der Regel eine fünf- bis zehnminütige Nachbeobachtung. Am Ende der Untersuchung nimmt der Arzt eine Auswertung der Aufzeichnungen vor, die meist grafisch auf dem Computerbildschirm dargestellt sind.
Was kostet eine Spiroergometrie?
Die Krankenkasse übernimmt die Kosten, wenn die Spiroergometrie aufgrund eines Verdachts auf Herz- oder Lungenkrankheiten erfolgt.
Sportler, die eine Spiroergometrie zur Trainingsplanung nutzen möchten, müssen die Kosten jedoch selbst tragen. Eine Untersuchung kostet etwa 170 bis 180 Euro.
Gibt es bei der Spiroergometrie auch Risiken?
Die Risiken einer Spiroergometrie sind in der Regel minimal. Da die Testperson permanent durch den Arzt überwacht wird, besteht nur eine äußerst geringe Gefahr von Komplikationen. Während der körperlichen Belastung ist eine erhöhte Atem- und Herzfrequenz sowie ggf. leichte Luftnot völlig normal.
Treten jedoch stärkere Beschwerden auf, muss der Arzt die Spiroergometrie abbrechen. Leidet der Proband unter
- Herzrhythmusstörungen,
- starker Atemnot,
- Schwindel oder
- Brustschmerzen,
wird die Belastung sofort beendet.
Bei manchen Menschen kann eine Spiroergometrie nicht durchgeführt werden, da die körperliche Belastung zu hoch wäre. Dazu gehören zum Beispiel Patienten mit
- einem erst kurze Zeit zurückliegenden Herzinfarkt,
- einer Lungenentzündung,
- einer schweren Herzschwäche oder
- einer akuten Thrombose (Blutgerinnsel).
FAQ
Was ist eine Spiroergometrie?
Die Spiroergometrie ist ein diagnostisches Verfahren zur Untersuchung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Sie kombiniert Ergometrie und Spirometrie und misst die Sauerstoffaufnahme, Atmung, Atemgase sowie zahlreiche Parameter während körperlicher Belastung. Die Untersuchung wird in der Sportmedizin, Kardiologie und Pneumologie eingesetzt. Ziel ist die Beurteilung von Herz, Lunge, Kreislauf und Stoffwechsel.
Wie läuft eine Spiroergometrie ab?
Die Durchführung der Spiroergometrie erfolgt meist auf einem Fahrradergometer oder Laufband nach einem stufen- oder rampenförmigen Protokoll. Während der Belastung trägt die untersuchte Person eine Atemmaske beziehungsweise eine Maske über Mund und Nase. Dabei werden die Messung der Atemgase, die Messung der Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen, das Atemminutenvolumen, die Atemfrequenz sowie die Herzfrequenz über das Belastungs-EKG kontinuierlich erfasst. Zusätzlich werden Blutdruck und weitere Messwerte dokumentiert.
Welche Werte werden bei einer Spiroergometrie gemessen?
Die Spiroergometrie bestimmt unter anderem die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max), VO2, VCO2, den respiratorischen Quotient, die Ventilation, Atemvolumina sowie die Kohlendioxidabgabe. Außerdem werden die aerobe und anaerobe Schwelle, der Energieumsatz sowie die Ausdauerleistungsfähigkeit analysiert. Diese Werte ermöglichen eine genaue Beurteilung der aeroben Kapazität der eingesetzten Muskelgruppen und der Funktionsreserve ihres kardiopulmonalen Systems.
Wann ist eine Spiroergometrie sinnvoll?
Die Spiroergometrie wird zur Leistungsdiagnostik im Sport, aber auch bei Herzkrankheit, Herzinsuffizienz, Herzrhythmusstörungen, Belastungsdyspnoe oder Luftnot eingesetzt. Darüber hinaus dient sie der Untersuchung der Lungenfunktion unter körperlicher Belastung sowie der Diagnostik nach einem Herzinfarkt. Die Untersuchung hilft dem Arzt, die individuelle Belastungsgrenze sowie die körperliche Leistungsfähigkeit objektiv zu bestimmen.
Welche Vorteile bietet die Spiroergometrie?
Die Spiroergometrie liefert umfassende Informationen über die Funktion des Herzkreislaufsystems und der Lunge während körperlicher Anstrengung. Durch die Messung von Ausatemluft, Atemluft, O2- und CO2-Konzentrationen sowie weiteren respiratorischen Parametern kann die Belastbarkeit exakt beurteilt werden. Mithilfe von Flowmeter, Ergospirometrie und modernen Messsystemen lassen sich Training, Rehabilitation und Therapie individuell optimieren. Dadurch zählt die Spiroergometrie zu den aussagekräftigsten Verfahren der modernen Leistungsdiagnostik.
Über den Fachautor
Sabine Schneider
Chefredakteurin
Sabine Schneider ist ausgebildete Medizinische Praxisassistentin und verfügt über langjährige praktische Erfahrung im medizinischen Umfeld.
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