Autor: Dr. med. Daniel Franzen, Zürich Letzte Aktualisierung: Januar 2014 ADDITIONAL SLIDE KIT Zur Verfügung gestellt durch:* Boehringer Ingelheim (Schweiz)

Autor: Dr. med. Daniel Franzen, Zürich

Letzte Aktualisierung: Januar 2014

ADDITIONAL SLIDE KIT

Zur Verfügung gestellt durch:*Boehringer Ingelheim (Schweiz) GmbH & PanGas AG

* Dieses Additional Slide Kit wurde von einem unabhängigen Team von Pneumologen erstellt und dient ausschliesslich Informationszwecken.

Lungenfunktionsdiagnostik

Autor und Aktualisierung

Autor: Dr. med. Daniel Franzen

Letzte Aktualisierung: Januar 2014

LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 2

Inhalt

1. Bedeutung der Lungenfunktionsmessung Seite 06

2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14

4. Bodyplethysmyographie 25

5. CO-Diffusionsmessung 29

6. Zusammenfassung und Beispiele 36

7. Referenzen 48


Gebrauchshinweise


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Folien

Folien

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Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


1. Bedeutung der Lungenfunktionsmessung

In Anlehnung an: GOLD-Guidelines (www.goldcopd.org)

Lungenfunktionsmessung «gestern»


http://de.wikipedia.org/wiki/Spirometriehttps://wiki.engr.illinois.edu/display/BIOE414/History%20of%20Spirometry

http://www.nspirehealth.com/default.asp?LINKNAME=HDPFT EasyOne Diagnostic von ndd

Lungenfunktionsmessung «heute»



Bedeutung der Einsekundenkapazität (FEV1)

[Fletcher et al., 1997]



N=792, Alter 30-59 Jahre

Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


Messgrössen

2. Messgrössen

Zum Zweck einer stark vereinfachten Vorstellung dient ein Luftballon als Modell der Lunge.

=


Messgrössen

2. Messgrössen


Dynamische versus statische Lungenvolumina

2. Messgrössen


Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


Spirometrie

3. Spirometrie


EXPIRATION EXPIRATION

= Messung der dynamischen Lungenvolumina≈ Lungenvolumina während dem Atmen

INSPIRATION

Standardisierung

3. Spirometrie


Leistungskriterien für das Gerät

Gerätevalidierung

Qualitätskontrolle

Manöver mit Patienten/Testpersonen

Messverfahren

Akzeptabilität

Reproduzierbarkeit

Referenzwert/Interpretation

Klinische Beurteilung

Qualitätsbeurteilung Feedback an Techniker

Nein

Nein

Nein

Ja

Ja

Ja

FVC-Manöver durchführen

Akzeptabilitätskriterien erfüllt?

Drei akzeptable Manöver durchgeführt?

Reproduzierbarkeitskriterien erfüllt?

Grössten FVC- und grössten FEV1-Wert festlegen

Dasjenige Manöver mit der höchsten Summe der Werte FVC+FEV1 auswählen, um andere Kennzahlen

festzulegen

Speichern und auswerten

[In Anlehnung an Miller et al., 2005]

Akzeptabilitätskriterien

3. Spirometrie


[In Anlehnung an Miller et al., 2005]

Akzeptabilitätskriterien („während des Manövers“)Einzelne Spirogramme können als „akzeptabel“ gewertet werden, wenn•sie frei von Artefakten sind. Diese können sein:•Husten während der ersten Sekunde der Ausatmung•Glottisschluss mit Auswirkung auf die Messung•vorzeitiger Abbruch•keine gleichmässige maximale Anstrengung•Leckagen•blockiertes Mundstück•sie einen guten Start haben, d.h.:•ein extrapoliertes Volumen von <5% des FVC-Wertes oder 0,15l aufweisen, je nachdem, welcher Wert grösser ist•die Exspiration akzeptabel ist. Eine solche liegt vor, wenn:•eine Dauer von ≥ 6 Sek. (3 Sek. bei Kindern) oder ein Plateau in der Volumen-Zeit-Kurve erreicht wird oder wenn der Patient/die Testperson nicht weiter ausatmen kann oder sollte.Reproduzierbarkeitskriterien („zwischen den Manövern“)Nach Erhalt von drei akzeptablen Spirogrammen werden die folgenden Kriterien angewandt:•Die beiden höchsten FVC-Werte dürfen nicht mehr als 0,15 l voneinander abweichen.

•Die beiden höchsten FEV1-Werte dürfen nicht mehr als 0,15 l voneinander abweichen.

Werden beide Kriterien erfüllt, kann der Test beendet werden.Wird keines der beiden Kriterien erfüllt, müssen die Versuche so lange weitergeführt werden, bis:•beide Kriterien erfüllt sowie zusätzliche akzeptable Spirogramme einer Analyse unterzogen wurdenoder•insgesamt 8 Versuche durchgeführt wurden (optional)oder •der Patient/die Testperson nicht mehr weitermachen kann oder sollte.Mindestens 3 zufriedenstellende Manöver speichern.

Fragestellung/ Befund Kriterien

1. Akzeptables Manöver? Siehe Akzeptabilitätskriterien

3. Obstruktive Lungenfunktionsstörung*?

FEV1/FVC < 70%

4. Schweregrad der Obstruktion*?

FEV1 > 80% Soll (leicht)FEV1 50-80% Soll (mässig)FEV1 30-50% Soll (schwer)FEV1 < 30% Soll (sehr schwer)

5. Reversibilität der Obstruktion?

• Verbesserung des FEV1 und/oder FVC um 200ml und 12% vom Ausgangswert nach Inhalation eines Betamimetikums (Teilreversibilität)

• Keine Obstruktion mehr nachweisbar nach Inhalation eines Betamimetikums (Vollreversibilität)

6. Restriktive Lungenfunktionsstörung?

FVC > 80% Soll, sofern FEV1/FVC > 70% Soll

7. Bestätigung der Restriktion Siehe Bodyplethysmographie

8. Schweregrad der Restriktion

FEV1 > 70% (leicht)FEV1 50-70% Soll (mässig)FEV1 35-50% Soll (schwer)FEV1 < 35% Soll (sehr schwer)

Interpretation

3. Spirometrie


* gem. GOLD-Richtlinien

Definition der Obstruktion

3. Spirometrie


Jahr KriterienATS 1991 FEV1/FVC < 0.75ERS 1995 FEV1/FVC < 88% pred. (m); < 80% (f)BTS 1997 FEV1/FVC < 0.70 & FEV1 < 80% predGOLD 2007 FEV1/FVC < 0.70 post bronchodilator

GOLD

Reversibilitätstest (= Bronchospasmolysetest)

• Nach «baseline» Spirometrie Inhalation eines kurzwirksamen Betamimetikums (z.B. Salbutamol 100µg)

• 10-15 Minuten nach der Inhalation Wiederholung der Spirometrie

• Voraussetzung:

• 4 Stunden davor keine kurzwirksamen Betamimetika oder Anticholinergika

• 12 Stunden davor keine langwirksamen Betamimetika

• 1 Stunde davor kein Zigarettenkonsum

• Signifikante Reversibilität bei Verbesserung des FEV1 und/oder FVC um 12% und um 200ml.

• CAVE: Ein negativer Reversibilitätstest bezüglich FVC schliesst eine subjektive Wirkung der Inhalationstherapie nicht aus (Abnahme der Überblähung)

3. Spirometrie


Strukturiertes Befunden einer Spirometrie anhand eines Beispiels

3. Spirometrie


1. Akzeptables Manöver?

2. Obstruktive Ventilationsstörung?

2a) „Grading“ der Obstruktion

2b) Reversibilität

3. Restriktive Ventilationsstörung?

3a) „Beweis“ der Restriktion

3b) „Grading“ der Restriktion

Typische Spirometriebeispiele

3. Spirometrie


[In Anlehnung an Pellegrino et al., 2005]


3. Spirometrie


[Kryger et al., 1976]

© D. Franzen

[In Anlehnung an Pellegrino et al., 2005]


3. Spirometrie


[In Anlehnung an Pellegrino et al., 2005] [Kryger et al., 1976]

Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


Physikalische Grundlagen

4. Bodyplethysmographie


Interpretation




Überblähung RV/TLC > 50%

Bestätigung der Restriktion TLC < 80%

Schweregrad der Restriktion

FEV1 > 70% (leicht)FEV1 50-70% Soll (mässig)FEV1 35-50% Soll (schwer)FEV1 < 35% Soll (sehr schwer)

Strukturiertes Befunden einer Bodyplethymographie anhand eines Beispiels



1. Überblähung?

2. Restriktion?

3. Atemwegswiderstände?

Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


CO-Diffusionsmessung

5. CO-Diffusionsmessung


• Inhalation von

Gasgemisch: 12%

Helium, 1%

Kohlenmonoxid (CO),

87% Luft

• 10 Sekunden Luft

anhalten nach tiefer

Inspiration aus RV-Niveau

• Messung der

exspiratorischen CO-

Konzentration

• Differenz aus in- und

exspiratorischer CO-

Konzentration

Einflussgrössen

Extrapulmonale Restriktion der Lungenausdehnung (reduziertes VA), die sich auf die DM auswirkt oder θVc verändert, der die DLCO herabsetzt.•Zu wenig Anstrengung oder respiratorische Muskelschwäche•Aufgrund von Thoraxdeformität kein vollständiges Einatmen möglich

Erkrankungen, die θVc und folglich die DLCO herabsetzen•Anämie•Lungenembolie

Vorliegen anderer Gründe für die Herabsetzung von θVc und folglich der DLCO•Veränderung bei der Hb-Bindung (z. B. HbCO, erhöhter F IO2)

•Valsalva-Manöver (erhöhter intrathorakaler Druck)•Erkrankungen, die (in unterschiedlichem Masse) die DM sowie θVc und folglich auch die DLCO herabsetzen•Lungenresektion (wobei auch eine kompensatorische Verstärkung von θVc vorkommt)•Lungenemphysem•Interstitielle Lungenerkrankung (z. B. IPF, Sarkoïdose)•Lungenödem•Pulmonale Vaskulitis•Pulmonale Hypertonie



[MacIntyre et al., 2005]

Einflussgrössen

Erkrankungen, die θVc und folglich die DLCO erhöhen• Polyzythämie• Links-rechts-Shunt• Pulmonale Hämorrhagie (kein zwingender Anstieg von θVc, tatsächlich aber eine erhöhte Anzahl

Hb in der Lunge)• Asthma

Vorliegen anderer Gründe für einen Anstieg von θVc und folglich der DLCO• Veränderung bei der Hb-Bindung (z.B. reduzierter F IO2)

• Müller-Manöver (Abnahme des intrathorakalen Drucks bei Asthma, Widerstand beim Atmen)• Körperliche Betätigung (könnte auch eine Komponente der DM sein)• Rückenlage (könnte auch eine leichte Erhöhung der DM hervorrufen)• Adipositas (könnte auch eine Komponente der DM sein)



[MacIntyre et al., 2005]

Interpretation




Akzeptables Manöver ?

• > 85% des inspirierten Volumens in < 4 sec• Apnoe während 10 +/-2 sec• Exspiration in < 4 sec

Diffusionsstörung ? DLCO < 75% Soll

Schweregrad der Diffusionsstörung ?

DLCO 60-75% Soll (leicht)DLCO 40-60% Soll (mässig)DLCO < 40% Soll (schwer)

Strukturiertes Befunden einer Bodyplethysmographie anhand eines Beispiels



CH4

DLCO versus KCO



• DLCO (Diffusionskapazität der Lunge für CO), auch TLCO (Transferfaktor der Lungen für CO) genannt

= globale Diffusionskapazität der Lungen

abhängig von der gesamten Gasaustauschfläche. Diese wird u.a. auch durch extrapulmonale Faktoren (Pleuraerguss, Lungenresektion) beeinflusst.

• KCO (Krogh-Faktor), auch DLCO/VA genannt

= die auf das ventilierte Alveolarvolumen korrigierte Diffusionskapazität

wird in mmol/kPa/min pro Liter angegeben.

Bei einer echten Diffusionsstörung ist die DLCO im gleichen Ausmaß vermindert wie der Krogh Index, erkennbar jeweils an der prozentualen Abweichung vom Normwert (Abfall DLCO = Abfall KCO). Bei einer Verteilungsstörung fällt der DLCO weit stärker als der Krogh-Index (Abfall DLCO >> Abfall KCO).

Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


Zusammenfassung

6. Zusammenfassung und Beispiele


Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Nein

Nein

Nein

Nein

Nein Nein

Nein

Nein

Ja

Ja

Restriktion Obstruktion Mischsyndrom

Pulmonal-vaskuläre Erkrankungen

Erkrankung der Thoraxwand und neuromuskuläre Erkankungen

Insterstitielle Lungen-erkrankung

EmphysemAsthmaChronische Bronchitis

FEV1/VC ≥ LLN

VC ≥ LLN

TLC ≥ LLN

VC ≥ LLN

TLC ≥ LLN

DL, CO ≥ LLN DL, CO ≥ LLNDL, CO ≥ LLN

Normal

Normal

[Pellegrino et al., 2005]

Beispiel 1



Interpretation?

Auflösung



Morphologisches Korrelat

Lungenemphysem



Beispiel 2



Morphologisches Korrelat

Idiopathische Lungenfibrose



Longitudinalvergleich der Lungenfunktion



Definition von signifikanten Veränderung der Lungenfunktionswerte in Abhängigkeit der Zeit

[Pellegrino et al., 2005]

Bronchoprovokationstest = Metacholintest

• Indikation: Beurteilung der bronchialen Hyperreagibilität, welches auf ein Asthma bronchiale hinweisen kann.

• Hoher negativ prädiktiver Wert in Bezug auf das Vorliegen eines Asthma bronchiale! Nur mässige Spezifität (positiver Methacholintest auch bei COPD, Herzinsuffizienz, Cystischer Fibrose oder Bronchitis)

• Technik: Inhalation einer Methacholinlösung (Cholinergikum) in zunehmender Konzentration. Nach jeder Inhalation erfolgt eine Spirometrie.

• FEV1-Abfall > 20% der «baseline» Spirometrie ist signifikant und dosisabhängig



[Crapo et al., 2000]

GEGENANZEIGEN FÜR DENMETACHOLIN-PROVOKATIONSTEST

Absolut:Schwere Atemwegsobstruktion (FEV1 < 50% prädiktiv oder < 1,0 L)Herz- oder Hirninfarkt innerhalb der letzten 3 MonateUnkontrollierte Hypertonie, systolischer BD > 200 oder diastolischer BD > 100Bekanntes Aortenaneurysma Relativ:Mässige Atemwegsobstruktion (FEV1 < 60% prädiktiv oder < 1,5 L)Durchführung einer qualitativ-akzeptablen Spirometrie unmöglichSchwangerschaftStillzeitEinnahme von Cholinesterasehemmern (gegen Myasthenia gravis)

KLASSIFIZIERUNG DER BRONCHIALEN REAGIBILITÄTPC20

(mg/ml) Interpretation*

> 16 Normale bronchiale Reagibilität4,0-16 „Borderline“ (grenzwertige) BHR1,0-4,0 Milde BHR (positives Testergebnis)< 1,0 Mässige bis schwerwiegende BHR

Exhaliertes Stickoxyd (FENO)

• Quantitative, nicht-invasive Messmethode zur Beurteilung der eosinophilen Entzündungsaktivität in den Atemwegen

• Unterstützt die klinische Diagnose eines Asthma bronchiale (CAVE: nicht jedem Phänotyp des Asthma bronchiale unterliegt eine eosinophile Entzündung!)

• Prädiktiv für die Wahrscheinlichkeit eines positiven Ansprechens auf eine Steroidtherapie



Klinik/Diagnose FENO < 25 ppb FENO 25-50 ppb FENO > 50 ppb

Symptomatisch, Asthma nicht bekannt

Ansprechen auf Steroidtherapie unwahrscheinlich

Verlaufsbeurteilung empfehlenswert

Eosinophile Entzündungsaktivität! Ansprechen auf Steroidtherapie wahrscheinlich

Symptomatisch, bekanntes Asthma

Nicht-eosinophiles Asthma? Andere Diagnose?

Persistierende Antigenkontakt, inadäquate Steroidtherapie

Unkontrolliertes Asthma oder Steroidresistenz

Asymptomatisch, bekanntes Asthma

Gute Asthmakontrolle Reduktion der Steroiddosis?

Whs. adäquate Steroidtherapie Verlaufsbeobachtung

Schlechte Therapiead-härenz, Reduktion der Steroiddosis nicht empfehlenswert

[Dweik et al., 2011]

Atemwegsdruckmessung = Messung der Atemmuskulatur

• Spirometrie indirekte Hinweise auf Vorliegen einer geschwächten Atemmuskelpumpe (restriktive Lungenfunktionsstörung)

• Messung des maximalen, statischen, in- oder exspiratorischen Atemwegsdruck

• Heterogene Normalwerte

• Pimax von < - 80 cm H2O schliesst eine relevante Schwäche der inspiratorischen Atemmuskulatur

aus

• Nasaler Schnupfdruck («sniff pressure»)

• Psniff von < - 60 cm H2O schliesst eine relevante Schwäche der inspiratorischen Atemmuskulatur

aus



[American Thoracic Society/European Respiratory Society, 2002]

Atemwegsdruckmessung = Messung der Atemmuskulatur



[American Thoracic Society/European Respiratory Society, 2002]

Inhalt


2. Messgrössen 10

3. Spirometrie 14




7. Referenzen 48


Referenzen

American Thoracic Society/European Respiratory Society, Am J Respir

Crit Care Med 2002; 166: 518-624

Bloch KE et al, Praxis 2003; 92: 1617-1624

Crapo RO et al, Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 309–329

Dweik RA et al, Am J Respir Crit Care Med 2011; 184: 602-615

Fletcher C et al, BMJ 1977;1:1645-8

Kryger et al, Am J Med 1976;61:87

MacIntyre N et al, Eur Respir J 2005; 26: 720-735

Miller MR et al, Eur Respir J 2005; 26: 319–338

Pellegrino R et al, Eur Respir J 2005; 26: 948–968

7. Referenzen


Documents

Autor: Dr. med. Daniel Franzen, Zürich Letzte Aktualisierung: Januar 2014 ADDITIONAL SLIDE KIT Zur Verfügung gestellt durch:* Boehringer Ingelheim (Schweiz)