COPD und Lungenerkrankungen: Atemmuskeltraining – Evidenz, Leitlinien und Praxis

Atemmuskuläre Dysfunktion bei COPD

Um zu verstehen, warum Atemmuskeltraining bei COPD einen so hohen Stellenwert hat, lohnt sich ein Blick auf die zugrundeliegende Pathophysiologie. Die Atemmuskulatur – insbesondere das Zwerchfell als wichtigster Inspirationsmuskel – ist bei COPD-Patienten gleich mehrfach beeinträchtigt.

Mechanischer Nachteil durch Überblähung

Die für COPD charakteristische Lungenüberblähung (Hyperinflation) führt zu einer Abflachung und Tiefstellung des Zwerchfells. Das Diaphragma kann aus dieser gestreckten Position heraus deutlich weniger Kraft entwickeln – die sogenannte Längen-Spannungs-Beziehung ist gestört. Bildlich gesprochen: Ein gestreckter Muskel kann sich weniger kraftvoll kontrahieren als ein optimal vorgedehnter. Bei schwerer COPD kann die Zwerchfellkuppel so weit abgeflacht sein, dass die Kontraktion teilweise sogar paradoxe Atembewegungen erzeugt.

Strukturelle Anpassung des Zwerchfells

Das Zwerchfell reagiert auf die chronische Überlastung mit strukturellen Umbauprozessen (Remodeling). Histologische Studien zeigen eine Verschiebung der Muskelfaser-Zusammensetzung: Der Anteil an Typ-I-Fasern (langsam, ausdauernd) nimmt ab, während Typ-IIa-Fasern (schneller ermüdbar) zunehmen. Gleichzeitig findet eine Sarkomer-Adaptation statt – das Zwerchfell versucht, sich an die neue Ruhelänge anzupassen. Diese Anpassungen reichen jedoch nicht aus, um den mechanischen Nachteil vollständig zu kompensieren.

Erhöhte Atemarbeit

Die Atemwegsobstruktion bei COPD bedeutet, dass die Atemmuskulatur für dasselbe Atemzugvolumen erheblich mehr Arbeit leisten muss als bei Lungengesunden. Der Atemwegswiderstand ist erhöht, die elastische Rückstellkraft der überblähten Lunge ist vermindert, und die Atemmuskulatur arbeitet permanent nahe ihrer Belastungsgrenze. Bei Exazerbationen (akuten Verschlechterungen) kann diese ohnehin fragile Balance dekompensieren.

Systemische Faktoren

COPD ist keine rein pulmonale Erkrankung. Systemische Inflammation, Malnutrition (bis zu 40 % der COPD-Patienten sind mangelernährt), Inaktivität und katabole Stoffwechsellage tragen zusätzlich zur Schwächung der Atemmuskulatur bei. Kortikosteroid-Langzeittherapie – bei vielen COPD-Patienten Standard – kann eine Steroidmyopathie verursachen, die auch das Zwerchfell betrifft.

Klinische Konsequenz: Reduzierter MIP

Der maximale inspiratorische Druck (MIP, auch PImax) – gemessen am Mund bei maximaler Einatmung gegen ein geschlossenes Ventil – ist der klinische Goldstandard zur Quantifizierung der Atemmuskelkraft. COPD-Patienten zeigen typischerweise eine MIP-Reduktion um 30-50 % im Vergleich zu altersgematchten gesunden Kontrollpersonen. Diese Reduktion korreliert signifikant mit der Schwere der Belastungsdyspnoe, der eingeschränkten Gehstrecke und – wie Killian und Kollegen bereits 1988 zeigten – sogar mit der Mortalität [Killian & Jones, 1988].

Die Atemmuskelaschwäche bei COPD ist also kein Nebenbefund, sondern ein therapierelevanter, prognostisch bedeutsamer Faktor. Genau hier setzt das inspiratorische Muskeltraining an.

Was sagt die Evidenz? Schlüsselstudien zum IMT bei COPD

Die wissenschaftliche Evidenz zum inspiratorischen Muskeltraining bei COPD hat sich über drei Jahrzehnte hinweg aufgebaut und ist heute robust. Die folgenden Arbeiten bilden das Fundament der aktuellen Leitlinienempfehlungen.

Lötters et al. (2002) – Erste große Metaanalyse

Die Metaanalyse von Lötters und Kollegen, publiziert im European Respiratory Journal, war eine der ersten systematischen Übersichtsarbeiten, die den Nutzen von IMT bei COPD quantifizierte. Sie schloss 15 kontrollierte Studien mit Threshold-basiertem IMT ein und kam zu dem Ergebnis, dass IMT die Atemmuskelkraft (MIP), die Dyspnoe und die körperliche Belastbarkeit signifikant verbessert – insbesondere bei Patienten mit nachgewiesener Atemmuskelaschwäche [Lötters et al., 2002].

Gosselink et al. (2011) – Aktualisierte Metaanalyse

Die umfassendste Metaanalyse zum Thema stammt von Gosselink und Kollegen (2011), veröffentlicht im European Respiratory Journal. Sie schloss 32 randomisiert-kontrollierte Studien (RCTs) ein und lieferte folgende Kernbefunde: eine signifikante Verbesserung des MIP um durchschnittlich +13 cmH₂O, eine Steigerung der 6-Minuten-Gehstrecke um durchschnittlich +32 Meter und eine signifikante Reduktion des Dyspnoe-Scores auf der Borg-Skala. Die Effekte waren am ausgeprägtesten, wenn IMT als Ergänzung zu einem allgemeinen Rehabilitationsprogramm eingesetzt wurde [Gosselink et al., 2011].

„Inspiratory muscle training significantly improves inspiratory muscle strength, exercise capacity, and dyspnea in patients with COPD. The effect is most pronounced in patients with documented inspiratory muscle weakness.“
– Gosselink et al., European Respiratory Journal, 2011

Beaumont et al. (2018) – Bestätigung und Subgruppenanalyse

Beaumont und Kollegen bestätigten die Ergebnisse der früheren Metaanalysen und ergänzten eine wichtige klinische Differenzierung: Der stärkste Effekt von IMT zeigte sich bei Patienten mit einem Ausgangs-MIP von unter 60 cmH₂O. Bei Patienten mit erhaltener Atemmuskelkraft waren die Zusatzeffekte geringer – was für eine gezielte Indikationsstellung auf Basis der MIP-Messung spricht [Beaumont et al., 2018].

Leitlinienempfehlungen

Auf Basis dieser Evidenz haben sowohl internationale als auch nationale Leitlinien das IMT in ihre Empfehlungen aufgenommen:

• GOLD Guidelines 2024 (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease): IMT wird als adjunktive Maßnahme innerhalb der pneumologischen Rehabilitation empfohlen, insbesondere bei Patienten mit einem MIP unter 60 % des Sollwerts.
• S2k-Leitlinie „Pneumologische Rehabilitation“ (DACH-Region): IMT wird explizit bei nachgewiesener Atemmuskelaschwäche empfohlen. Die Leitlinie betont die Bedeutung einer standardisierten MIP-Messung als Grundlage für die Therapieentscheidung.

Evidenzübersicht: Schlüsselstudien im Vergleich

RCT = randomisiert-kontrollierte Studie; MIP = maximaler inspiratorischer Druck; 6MWT = 6-Minuten-Gehtest; TDI = Transition Dyspnea Index; Pat. = Patienten

Über COPD hinaus: IMT bei anderen Lungenerkrankungen

Obwohl die Evidenz bei COPD am umfangreichsten ist, wird inspiratorisches Muskeltraining zunehmend auch bei anderen Erkrankungen mit respiratorischer Beeinträchtigung untersucht und eingesetzt.

Restriktive Lungenerkrankungen

Bei restriktiven Erkrankungen wie Lungenfibrose (IPF) oder thorakaler Deformität (Kyphoskoliose) ist die Evidenzlage noch begrenzt, aber vielversprechend. Patienten mit Lungenfibrose zeigen häufig eine überproportionale Atemmuskelaschwäche im Verhältnis zu ihrer Einschränkung der Vitalkapazität. Erste kontrollierte Studien deuten darauf hin, dass IMT auch in dieser Population die Atemmuskelkraft und die Dyspnoe verbessern kann, ohne die Grunderkrankung negativ zu beeinflussen.

Asthma

Bei Asthma-Patienten ist die Atemmuskulatur zwar weniger strukturell geschädigt als bei COPD, doch zeigen mehrere Studien, dass IMT die subjektive Symptombelastung reduzieren und die krankheitsbezogene Lebensqualität verbessern kann. Ein Cochrane-Review von Silva et al. (2013) fand signifikante Verbesserungen des MIP und der Symptom-Scores bei Asthma-Patienten nach IMT [Silva et al., 2013]. Die klinische Relevanz wird insbesondere für Patienten mit schwerem Asthma und Belastungsdyspnoe diskutiert.

Prä- und postoperative Rehabilitation

Ein besonders gut belegtes Einsatzgebiet ist die perioperative Phase bei Thorax- und Abdominalchirurgie. Der Cochrane-Review von Katsura et al. (2015) untersuchte präoperatives IMT vor großen chirurgischen Eingriffen und kam zu dem Ergebnis, dass IMT die Rate postoperativer pulmonaler Komplikationen (Pneumonie, Atelektase, Beatmungspflichtigkeit) signifikant senkt [Katsura et al., 2015]. Insbesondere bei herzchirurgischen Eingriffen und oberer Abdominalchirurgie hat sich ein zwei- bis vierwöchiges präoperatives IMT-Programm als wirksame Prehabilitation-Maßnahme etabliert.

Neuromuskuläre Erkrankungen

Bei progressiven neuromuskulären Erkrankungen wie ALS (amyotrophe Lateralsklerose), Muskeldystrophie Duchenne oder Querschnittlähmung ist die respiratorische Insuffizienz häufig die lebenslimitierende Komplikation. IMT kann hier – bei frühzeitigem Einsatz und erhaltener Restfunktion – dazu beitragen, die Atemmuskelkraft länger aufrechtzuerhalten und den Zeitpunkt der Beatmungspflichtigkeit hinauszuzögern. Die Evidenz ist hier naturgemäß durch kleine Fallzahlen und die Heterogenität der Erkrankungen limitiert, doch die physiologische Rationale ist klar und wird durch Einzelstudien gestützt.

Praktische Umsetzung: IMT-Protokoll bei COPD

Die Translation von Studienergebnissen in die klinische Praxis erfordert ein standardisiertes Vorgehen. Das folgende Protokoll orientiert sich an den in den Metaanalysen am häufigsten verwendeten und als wirksam identifizierten Parametern.

Assessment vor Trainingsbeginn

Vor Beginn eines IMT-Programms sollten folgende Messungen durchgeführt werden:

• MIP-Messung: Idealerweise mit einem elektronischen Manometer, das den maximalen inspiratorischen Druck reproduzierbar erfasst. Mindestens drei Versuche sind durchzuführen, der höchste Wert wird dokumentiert. Ein MIP unter 60 % des alters- und geschlechtsbezogenen Sollwerts gilt als Indikation für IMT.
• Dyspnoe-Assessment: Borg-Dyspnoe-Skala (CR-10) und/oder mMRC-Dyspnoe-Skala zur Quantifizierung der Symptombelastung.
• 6-Minuten-Gehtest (6MWT): Standardisierter Belastungstest zur Erfassung der funktionellen Kapazität als Verlaufsparameter.
• Lungenfunktion: Aktuelle Spirometrie (FEV₁, FVC, FEV₁/FVC) zur Einordnung des COPD-Schweregrades nach GOLD.

Trainingsprotokoll

Die Trainingsintensität von 50-70 % des MIP basiert auf dem Threshold-Loading-Prinzip: Der Patient atmet gegen einen definierten Widerstand ein, der erst ab einem bestimmten Schwellendruck (Threshold) den Luftstrom freigibt. Dieses Prinzip gewährleistet eine kontrollierte, reproduzierbare Belastung der inspiratorischen Muskulatur – im Gegensatz zu unspezifischen Atemübungen ohne definierte Last.

Klinisches vs. Home-based Training

IMT kann sowohl im Rahmen einer stationären oder ambulanten pneumologischen Rehabilitation als auch als Heimtraining durchgeführt werden. Die Studienlage zeigt, dass beide Settings wirksam sind, sofern das Trainingsprotokoll eingehalten wird. Für das Heimtraining ist die Wahl eines geeigneten Geräts entscheidend: Es muss eine präzise, reproduzierbare Threshold-Einstellung ermöglichen und idealerweise eine Feedback-Funktion bieten, die den Patienten über die korrekte Durchführung und den Trainingsfortschritt informiert.

Der POWERbreathe K5 ist ein elektronischer IMT-Trainer, der Threshold-basiertes inspiratorisches Muskeltraining mit digitaler Widerstandssteuerung und Echtzeit-Feedback ermöglicht. Die elektronische Kalibrierung erlaubt eine präzise Einstellung des Trainingswiderstands in 1-cmH₂O-Schritten, was insbesondere für die evidenzbasierte Dosierung im klinischen Kontext relevant ist. Zudem dokumentiert die Breath-by-Breath-Analyse jeden einzelnen Atemzug und ermöglicht eine lückenlose Verlaufskontrolle.

Hinweis: Die Anwendung von IMT bei Lungenerkrankungen sollte stets unter ärztlicher Aufsicht bzw. in Absprache mit dem behandelnden Pneumologen erfolgen. Die initiale Widerstandseinstellung und Progression sollten durch geschultes Fachpersonal begleitet werden.

IMT in der Praxis: Implementierung und Abrechnung

Für Therapeuten und Praxen stellt sich neben der klinischen Wirksamkeit die Frage der praktischen Umsetzbarkeit und Abrechenbarkeit. Die folgenden Hinweise sollen den Einstieg erleichtern.

Indikationsstellung: Wann IMT einsetzen?

• MIP unter 60 % des Sollwerts – die stärkste Indikation, mit der besten zu erwartenden Effektgröße
• Klinische Atemmuskelaschwäche – erkennbar an paradoxer Atembewegung, Einsatz der Atemhilfsmuskulatur in Ruhe, oder rascher respiratorischer Erschöpfung bei leichter Belastung
• Dyspnoe trotz optimierter Standardtherapie – wenn Bronchodilatatoren, inhalative Kortikosteroide und allgemeines Ausdauertraining die Belastungsdyspnoe nicht ausreichend kontrollieren
• Präoperative Prehabilitation – vor geplanten thorakalen oder abdominellen Eingriffen bei Risikopatienten

Kombination mit allgemeinem Training

IMT entfaltet seine volle Wirksamkeit als Ergänzung – nicht als Ersatz – eines umfassenden Rehabilitationsprogramms. Die Metaanalyse von Gosselink (2011) zeigte die größten Effekte, wenn IMT mit allgemeinem Ausdauertraining (Gehtraining, Fahrradergometer) und peripherem Krafttraining kombiniert wurde [Gosselink et al., 2011]. In der Praxis empfiehlt es sich daher, die IMT-Sitzungen zeitlich von den allgemeinen Trainingseinheiten zu trennen – beispielsweise IMT morgens und abends, allgemeines Training mittags.

Patientenadhärenz und Motivation

Die Adhärenz ist der entscheidende Erfolgsfaktor für jedes Heimtrainingsprogramm. Studien zur IMT-Compliance zeigen Abbruchraten von 15-30 % über 12 Wochen. Folgende Faktoren tragen maßgeblich zu einer hohen Adhärenz bei:

• Einfachheit des Geräts: Eine intuitive Bedienung senkt die Einstiegshürde erheblich
• Feedback-Funktion: Geräte mit Echtzeit-Feedback und Fortschrittsanzeige wirken motivierend – der Patient sieht direkt, dass sein Training Wirkung zeigt
• Strukturierte Anleitung: Eine initiale Einweisung durch Fachpersonal mit klarem Trainingsplan erhöht die Langzeit-Compliance deutlich
• Regelmäßige Kontrolltermine: Vierwöchentliche MIP-Messungen und Therapiegespräche geben dem Training einen verbindlichen Rahmen

Abrechnung und Kostenübernahme

Die Abrechenbarkeit von IMT variiert je nach Setting:

• Stationäre pneumologische Rehabilitation: IMT ist regulärer Bestandteil des Rehabilitationsprogramms und wird über die DRG bzw. den Tagessatz abgerechnet
• Ambulante Rehabilitation: IMT kann als Teil der Atemtherapie (Heilmittelkatalog: Atemtherapie, KG-Atemtherapie) verordnet und abgerechnet werden
• Gerätekosten: IMT-Geräte für das Heimtraining werden in der Regel nicht von den Krankenkassen übernommen. Eine ärztliche Begründung der medizinischen Notwendigkeit kann jedoch in Einzelfällen eine Kostenübernahme erwirken – insbesondere bei dokumentierter Atemmuskelaschwäche und fehlendem Ansprechen auf konventionelle Therapie
• Lungensportgruppen: IMT kann in ambulante Lungensportgruppen integriert werden, die über den Rehabilitationssport (Verordnung Muster 56) abgerechnet werden

Häufige Fragen zum Atemmuskeltraining bei Lungenerkrankungen

Fazit

Inspiratorisches Muskeltraining ist eine evidenzbasierte, leitlinienempfohlene Maßnahme in der pneumologischen Rehabilitation. Die Datenlage aus über 30 randomisiert-kontrollierten Studien belegt signifikante Verbesserungen der Atemmuskelkraft, der Belastungstoleranz und der Dyspnoe – insbesondere bei COPD-Patienten mit nachgewiesener Atemmuskelaschwäche (MIP <60 % Soll). Darüber hinaus gibt es wachsende Evidenz für den Einsatz von IMT bei restriktiven Lungenerkrankungen, Asthma, perioperativer Rehabilitation und neuromuskulären Erkrankungen.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der standardisierten Umsetzung: einer objektiven MIP-Messung als Ausgangsbasis, einem evidenzbasierten Trainingsprotokoll (50-70 % MIP, 30 Atemzüge, 2x täglich) und einer regelmäßigen Verlaufskontrolle. Geräte, die Threshold-basiertes IMT mit präziser Widerstandssteuerung und Echtzeit-Feedback ermöglichen – wie der POWERbreathe K5 – unterstützen sowohl die korrekte Dosierung in der Klinik als auch die selbstständige Durchführung im Heimtraining.

Für Pneumologen und Physiotherapeuten bietet IMT somit eine wirksame Ergänzung des therapeutischen Arsenals – mit niedrigem Risikoprofil, hoher Patientenakzeptanz und messbaren Ergebnissen.

Quellen

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3. Beaumont M, Forget P, Couturaud F, Reychler G. Effects of inspiratory muscle training in COPD patients: a systematic review and meta-analysis. Clin Respir J. 2018;12(7):2178-2188.
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