Neustädter, Irena: Erweiterung der pulmologischen Diagnostik in der Nuklearmedizin - kombinierte Ventilations - Inhalationsszintigraphie

Kapitel 4. Methodik

4.1 Technische Ausrüstung

Die Untersuchungen im Atemfunktionslabor der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin erfolgte mittels Bodyplethysmograph (Firma Jäger), Imulsoszillometer ( Firma Jäger) und Heliumrebreathing (Firma Jäger) .

Die Gammakamera ist ein universelles Kamerasystem zur Aufnahme von statisch, dynamisch und physiologisch getriggerten Studien für die Nuklearmedizin. Die während der Untersuchungen verwendete DIACAM-Kamera der Firma Siemens verfügt über einen großflächigen rechteckigen Detektor in Spect- und Ganzkörperorientierung. Es wurde ein low energy high resolution (LEHR) Kollimator verwendet.

Zur Speicherung und Auswertung dieser nuklearmedizinischen Studien wurde die Gammakamera mit dem Computersystem Micro/MaxDELTA verbunden.


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Abb. 14: Diacam-Kamera

4.2 Meßmethoden

Abb. 15: Ventilationsstörung

1. Die bei der Abklärung von pulmonalen Ursachen bei Störungen der Gesundheit als Screeningverfahren eingesetzte Spirometrie und / oder Pneumotachographie ermöglichen Aussagen über eventuell bestehende obstruktive/restriktive Ventilationsstörungen und deren Schweregrad.


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Bei der Spirometrie werden Volumenveränderungen am Mund registriert. Die Spirographie bedeutet somit die Aufzeichnung von Atemexkursionen und die Bestimmung klassischer Lungenvolumina.

Abb. 16: Schematische Darstellung eines Spirogramms (27)

2. Im Gegensatz dazu werden bei der Pneumotachographie Strömungen am Mund des Patienten gemessen. Die so bei der Atmung erzeugte Strömung bewirkt am Widerstand des Pneumotachographen eine Druckdifferenz. Diese wiederum ist direkt proportional zur Strömung. Wichtigstes Meßergebnis ist die sogenannte Fluß-Volumen-Kurve.

Abb. 17: Fluß-Volumen-Kurve (27)


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Der wesentliche Vorteil in der diagnostischen Aussagekraft liegt in der genaueren Beschreibung der atemmechanischen Verhältnisse zum Ende der Exspiration. Die Volumenmessung der klassischen Spirometrie erlaubt lediglich eine Aussage über die Mechanik der großen Atemwege. Die im Pneumotachographen ermittelte Fluß-Volumen-Kurve erlaubt mittels Peak exspiratory flow (PEF) eine Aussage über die Mechanik der großen Atemwege und mittels MEF 50% und MEF 25% eine Charakterisierung der Obstruktion in der mitarbeitsunabhängigen Endphase der Exspiration. Diese beschreibt vorwiegend die Obstruktion der kleinen Atemwege.

Wichtig ist, daß eine alleinige Verminderung des absoluten FEV1 keineswegs den Nachweis einer obstruktiven Ventilationsstörung bedeutet. Erst die Relation von FEV1 zur Vitalkapazität (FEV1 % VC) erlaubt diese Aussage. Weiterhin sollte daran gedacht werden, daß die häufig

gemessene Vitalkapazität der forcierten Exspiration (FVC) durch eine möglicherweise vorliegende Obstruktion beeinflußt wird. In solchen Fällen ist daher die FVC regelmäßig kleiner gemessen als die inspiratorische Vitalkapazität. Wird nun als Kriterium einer obstruktiven Ventilationsstörung das Verhältnis FEV1 % FVC herangezogen, kann eine Vielzahl von obstruktiven Ventilationsstörungen nicht diagnostiziert werden. Ideal ist die Bezugsetzung von FEV1 % IVC.

3. Die Bodyplethysmographie ermöglicht eine Analyse der gesamten pulmonalen Atemmechanik und stellt somit ein Verfahren dar, das die Spirometrie und Pneumotachographie als auch die Unterbrechertechnik gleichzeitig abdeckt. Die Bodyplethysmographie beruht auf der Gesetzmäßigkeit, daß das Produkt aus Druck (p) und Volumen (V) konstant ist. Wichtig ist, daß dieses Boyle-Mariott´sche Gesetz nur unter isothermen Bedingungen (konstante Temperatur) gilt.

Der Bodyplethysmograph ist ein meist 700 bis 1000 Liter fassender luftdicht zu verschließender Kasten.

Mit dem Ganzkörperplethysmographen ist es möglich, die Meßgrößen der klassischen Spirographie und der Pneumotachographie zu erfassen. Darüber hinaus besteht der wesentliche Vorteil darin, daß im gleichen Untersuchungsgang das intrathorakale Gasvolumen (ITGV) und der Atemwegswiderstand (Raw) bestimmt werden können.


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Mit Hilfe eines Pneumotachographen (PT) wird der Atemstrom (V) registriert und dieser gegen die Differenz (DeltaP) aus Munddruck (PM) und Kammerdruck (PB) auf einem Schreiber aufgezeichnet. Der Atemwegswiderstand wird über den Winkel beta berechnet. tg beta = DeltaV : DeltaPB

Abb. 18: Messung des Atemwegswiderstandes im Bodyplethysmographen (27,32)

Die Messung der Resistance über den Bodyplethysmographen geschieht nach folgendem Prinzip: Während ruhiger Atmung werden der Atemstrom V (l/s) und gleichzeitig die Differenz zwischen den jeweiligen Änderungen des Kammerdruckes (PB) und des Alveolardruckes (Palv) bestimmt. Der Alveolardruck wird am Mund als Munddruck (PM) gemessen.

Die Schleifenanalyse zeigt den Schweregrad einer Obstruktion an. Zu beachten ist allerdings, daß die Resistance abhängig vom Lungenvolumen ist. So findet man häufig bei einer schweren Restriktion eine erhöhte Resistance, ohne daß eine Obstruktion besteht. Bei starker bronchialer Obstruktion ist die Kurve besonders exspiratorisch ausgebaucht (Golfschlegelform).

Bei der Bestimmung des Atemwegswiderstandes durch die Unterbrechertechnik wird die Atmung des Patienten für Sekundenbruchteile durch ein Shutter (Verschlußventil) unterbrochen. Das Verhältnis von Alveolardruck (Palv), bei kurzzeitigem Verschluß am Mund gemessen, zum Munddruck (PM) ist bei freier Atmung ein Maß des Widerstandes der Atemwege. Während des kurzen Verschlusses kommt es zu einem Ausgleich zwischen Mund und Alveolardruck. Der am Mund meßbare Druck ist somit abhängig vom Alveolardruck und vom Atemwiderstand. Allerdings wird nicht exakt der selbe Atemwegswiderstand wie bei der Bodyplethysmographie gemessen, sondern ein Atemwiderstand (flow airway resistance).

Am Ende einer normalen Ausatmung (bei Atemstillstand) besteht ein Gleichgewicht zwischen der nach außen ziehenden Kraft des Thorax und der nach innen ziehenden der Lungen. Das Volumen, welches


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sich in diesem Zustand noch in den Lungen befindet, wird somit als thorakales Gasvolumen (ITGV=FRC - Bodyplethysmographie) oder als funktionelle Residualkapazität (FRC - Helium-Verdünnungsmethode) bezeichnet. Über diesen Zustand hinaus kann nur aktiv, d.h. unter Kraftaufwand der Atemmuskulatur, ein weiteres Volumen (exspiratorisches Residualvolumen ERV) ausgeatmet werden.

Die Bestimmung des ITGV geschieht durch atemverursachte Thoraxexkursionen des Patienten in der Bodyplethysmographenkammer, wobei das Mundstück mit einem Shutter verschlossen wird.

Die Atemweg werden nach einer normalen Ausatmung mit einem Shutter verschlossen, der Patient wird aufgefordert leicht ein- und auszuatmen. Das im Thorax befindliche Volumen (V) wird um den Betrag DeltaV verändert, proportional zur Munddruck- (DeltaPm) und Kammerdruck-änderung (DeltaPB)

Abb. 19: Messung des ITGV im Bodyplethysmographen (32)

Die Messung von Raw und ITGV erfolgt im Bodyplethysmographen in einem Arbeitsgang.

Abb. 20: Messung des Atemwegswiderstandes (R = Raw) und des ITGV in einem Arbeitsgang im Bodyplethysmographen (32)


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4. Die bisher beschriebenen Verfahren sind vorwiegend mitarbeitsabhängig. Mit Hilfe der Impulsoszillometrie gelingt die Messung des Atemwegswiderstandes (Raw)bei Normalatmung.

Wenn man ein forciertes exspiratorisches Volumen (FEV1 ) oder die forcierte Vitalkapazität (FVC) mißt, müssen vom Probanden Atemdrücke aufgebracht werden, die um so größer sind, je größer der Widerstand gegen den Atemstrom ist. Da dieser Meßvorgang unphysiologisch ist, sind es auch die Atemdrücke. Auch bei Normalatmung müssen Drücke während der In- und Exspiration aufgebracht werden. Diese sind um so größer, je mehr der Atemstrom durch Verengungen der Bronchien (Atemwegswiderstand) behindert ist, oder je starrer Lungengewebe und Thoraxwand (Gewebewiderstand) sind. In manche Messungen gehen alle Widerstände Ros (Atemwiderstand) mit ein ( Oszillationsmethode), in andere nur der Atemwegswiderstand Raw (Bodyplethysmographie / Unterbrechertechnik =Verschlußdruckmessung).

Die Oszilloresistometrie zählt zu den Verfahren, die weitgehend mitarbeitsunabhängige Parameter liefern. Der Probend atmet durch einen Atemschlauch, der einen bekannten Widerstand gegen den Atemstrom hat. Dem Atemstrom (Atemfrequenz) wird eine höherfrequente Oszillationsfrequenz (10 Hz) aufgeprägt. Diese Schwingung wird bei einer normalen Atemfrequenz von 0,3 Hz vom Patienten nicht bemerkt. Sie setzt sich auch in die Luftwege fort. Registriert man dabei den am Mund entstehenden Druck, so ist dieser abhängig vom Atemwegswiderstand, vom Widerstand des Lungengewebes und der Thoraxwand.

Abb. 21: Meßprinzip der Oszilloresistometrie (27)


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In die Bestimmung der Resistance geht bei der Bodyplethysmographie nur der Atemwegswider-stand (Raw) ein. Allerdings ist die Resistance auch abhängig von der Elastizität der Thoraxwand und der Bronchialwand, d.h. der klinische Zustand wird von diesen Parametern wesentlich beeinflußt. Daher erfolgte, um eine genaue Schilderung des klinischen Zustandes zu erreichen, die zusätzliche Bestimmung des Atemwiderstandes Ros (Atemwegs- und elastischer Widerstand). Es konnten zusätzliche Informationen gewonnen werden. Auch die signifikante Korrelation von Ros (Rpaw) und MEF 50% demonstriert, daß die Bestimmung des Atemwiderstandes (Widerstand der Atemwege und des elastischen Parenchyms sowie des elastischen Thorax) zur Beurteilung des tatsächlichen Widerstandes, gegen den der Patient mit einem Kraftaufwand atmen muß, notwendig ist. Dies erklärt auch, warum die im Bodyplethysmographen gemessenen Wider-standswerte unter denen, in der Impulsoszillometrie bestimmten, liegen.

(intraindividuelle Ausgangswerte und Referenzwerte: 20 - (Körpergröße in cm : 10) +/- 4 = Ros ) (Angabe nach Prof. D. Hofmann / Universität Frankfurt am Main).

5. Die Messung der funktionellen Residualkapazität (FRC Helium) durch die Helium-Verdünnungsmethode wird im geschlossenen System durchgeführt. Sie basiert darauf, daß aus einem Spirometer, dessen Luftinhalt mit ca. 10% Helium angereichert ist, so lange ein- und ausgeatmet wird, bis die Heliumkonzentration am Anzeigegerät, durch das ein Teil der Atemluft geleitet wird, konstant bleibt. Dies ist der Fall, wenn ein Konzentrationsgleichgewicht zwischen Spirometer und Lungen-Bronchialsystem (FRC) erreicht ist. Durch die Absorption von CO2 und Sauerstoff nachfüllen während der Messung muß das Spirometervolumen zu Beginn und am Ende der Messung gleich sein. Das Residualvolumen ergibt sich aus der Differenz von FRC und ERV: RV=FRC-ERV.

Radioaktive Gase können der Einatemluft zugesetzt werden. Dabei werden Edelgase, wie Xenon 133, Xenon 127, Krypton 81m , aufgrund ihres chemisch-inerten Verhaltens, ihrer Löslichkeit (das heißt geringe Löslichkeit) und ihres Verteilungskoeffizienten eingesetzt.

Bei der Ventilationsszintigraphie werden radioaktive Gase benutzt, die sich mit der Atemluft in den einzelnen Lungenabschnitten verteilen. Edelgase sind weitgehend wasserlöslich. Es gelangen daher Gase mit geringer Löslichkeit, um einen Übertritt in den Blutkreislauf zu verhindern, zum Einsatz.


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Xenon-133 , welches hier zur Ventilationsszintigraphie verwendet wurde, verteilt sich im Körper entsprechend der Verteilung der Löslichkeitskoeffizienten im Gewebe.

Da Xenon nach Inspiration in den Alveolarraum wegen seiner geringen Wasserlöslichkeit praktisch nicht ins Blut übertritt und mit wenigen Exspirationsmanövern diesen Raum wieder verläßt, ist die biologische Halbwertzeit im Patienten extrem kurz. Daraus resultiert eine niedrige Strahlenexposition für den Patienten.

Bei der Suche nach regionalen Verteilungsstörungen bei Patienten mit einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung wird in dieser Arbeit das Augenmerk auf die Lungenventilation gelegt und nicht auf die mit dieser Erkrankung vergesellschafteten Veränderungen der Lungenperfusion.

Ziel der Ventilationsszintigraphie ist die Erkennung und Quantifizierung von Störungen der Lungenbelüftung.

Um eine Einschätzung der Ventilationsverteilung zu erhalten, wurde die single-breath Technik angewendet. Der eine Nasenklemme tragende liegende Patient atmet über ein geschlossenes System mittels eines Mundansatzstückes das Edelgas-Luftgemisch. Xenon-133 wurde mit einem einzigen Atemzug inhaliert. Sofort danach erfolgte unter Luftanhalten für etwa 20 Sekunden die Aufzeichnung eines statischen Szintigramms in dorsaler Projektion, während der anschließenden normalem Atmung wurde eine dynamische Aufnahme angefertigt (Zeit-Aktivitäts-Kurve).


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Abb. 22: Xe-133-Ventilationsszintigraphie in dorsaler Projektion

Das Ventilationsszintigramm wurde mit einer Großfeld-Gammakamera mit niederenergetischem, hochauflösendem Kollimator aufgenommen. Die Strahlenexposition der Lunge beträgt 15mrem/1mCi Xenon-133 (22).

Bei der Auswertung wurde die Gesamtimpulsrate bestimmt sowie eine Zeit-Aktivität-Kurve erstellt.

Das hier verwendete Radionuklid ist Technetium 99m. Die Herstellung erfolgt im Nuklidgenerator aus dem Mutternuklid Molybdän 99.

98Mo (n,gamma) 99Mo --1--> 99mTc ---2---> 99Tc --3 ----> 99Ru

  1. beta - Strahlung, HWZ 66 h
  2. gamma Strahlung, HWZ 6 h
  3. beta - Strahlung, HWZ 2,1* 10 5 a

Herstellung und Zerfall des Radionuklids Molybdän, Technetium-99m, Ruthenium (31)


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Technetium-99m wurde an DTPA ( Diethylen-Triamin-Pentaessigsäure) der Firma Rotop (als Kit) gebunden. So entsteht das Technetium-99m Diethylentriaminpentaacetat (Tc-99m DTPA), welches zu Inhalation verwendet wurde.

Nach Inhalation erfolgt die Absorption dieser Substanz durch die bronchiale beziehungsweise alveoläre Schleimhaut in den Blutkreislauf und wird über die Glomerula der Niere eliminiert.

Für die Inhalationsszintigraphie werden Aerosole mit einer Partikelgröße von bis zu 3 µm (feindispers) bevorzugt, um, wie bereits im Kapitel Mechanismen der Aerosoldeposition (1.2.1.) beschrieben, eine möglichst periphere Ablagerung zu erreichen.

Die Patienten atmeten das Aerosolgemisch (Technetium-99m DTPA) nach einer Einge-wöhnungszeit 7 Minuten ruhig ein. Hierbei wurde die Nasenatmung durch Aufsetzten einer Nasenklemme ausgeschaltet. Tiefe und forcierte Atemmanöver wurden vermieden, um eine zentrale Deposition der Aerosolpartikel zu verhindern. Im Anschluß an die Inhalation wurden statische Szintigramme in dorsaler und ventraler Projektion angefertigt. Die dorsale Inhalationsszintigraphieaufnahme erfolgte möglichst in der gleichen Position wie die Xenon-Aufnahme.

Abb. 23: Tc-99m DTPA-Inhalationsszintigraphie in ventraler Projektion


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Die Auswertung erfolgte deskriptiv-visuell (Score) und durch die relative Distribution bzw. den Aerosolverteilungsindex (38). Zur Erfassung der relativen Distribution wurden die unmittelbar nach Inhalationsende registrierten Radioaktivitäten mittels regio of interest (ROI) Technik in apikale, mediale und basale Lungenareale geteilt. Eine Beurteilung des Eindringvermögens der inhalierten Partikel in die Lungenperipherie (ebenfalls abhängig vom Schweregrad der Obstruktion) gelingt über die Bewertung der zentralen Deposition im Verhältnis zur peripheren. Die somit meßbare Aerosolpenetration stellt ein Maß für den Öffnungsgrad der peripheren Luftwege dar.

4.3 Meßwerte

Bei der Beurteilung der Lungenfunktionsuntersuchung unterscheidet man statische und dynamische Atemvolumina.

(Meßgrößen abhängig von der Körperoberfläche)

- Atemvolumen (AV, VT-Tidal volume): Volumen, das bei der Atmung in Ruhe ein- oder ausgeatmet wird (ca. 0,5 l)

- Vitalkapazität (VC): Volumen von maximaler Aus- bis maximaler Einatmung (ca. 3-6 l)

- Exspiratorisches Reservevolumen (ERV): Volumen vom Ende einer normalen bis zur maximalen Ausatmung (ca. 25-35% der VC)

- Inspiratorisches Reservevolumen (IRV): Volumen zwischen normaler und maximaler Einatmung (ca. 66-75% der VC)

- Residualvolumen (RV): Volumen, das nach maximaler Ausatmung im Thorax verbleibt (RV=ITGV/FRC Body- ERV oder FRC Helium- ERV )

- Totalkapazität (TLC): maximales Luftfassungsvermögen des Thorax (RV+VC=TLC)

Diese Werte erhält man, wenn man in die Messung von Atemvolumina die Zeit mit einbezieht.

- Forcierte Vitalkapazität (FVC): nach maximaler Inspiration mit stärkster Anstrengung und schnellst möglich ausgeatmetes Luftvolumen

- Forciertes exspiratorisches Volumen (FEV1, Tiffenau-Index): Luftvolumen, welches nach maximaler Inspiration bei einer forcierten Exspiration in der ersten Sekunde ausgeatmet wird (ca. 75% der VC)

Die forcierte Exspiration ist nicht physiologisch. Sie dient in erster Linie zur Feststellung einer Obstruktion und zur Differenzierung einer Restriktion, da es bei einer intrathorakalen Obstruktion zu einer exspiratorischen Flußbehinderung kommt.

- Atemminutenvolumen (AMV): Atemvolumen (AV) x Atemfrequenz (ca. 6-10 l/min)

Unter einem Atemfluß- oder Atemströmungswert versteht man ein Atemzeitvolumen, jedoch zu einem genau definierten Punkt oder Intervall des ein- oder ausgeatmeten Volumens. Die Meßwerte werden in Liter/Sekunde angegeben. Es wird jedoch nicht über eine Sekunde gemessen, sondern der Wert des Meßpunktes oder Zeitraumes auf eine Sekunde hochgerechnet. Die Atemflußwerte sind nur einigermaßen aussagekräftig, wenn sie bei maximaler Ex- oder Inspiration gemessen werden. Meist interessieren nur die exspiratorischen Werte, weil sie eine Information über die Weite der Atemwege und damit über das wahrscheinliche Vorliegen einer Obstruktion liefern. Das Bezugsvolumen jeder Flußmessung ist die forcierte Vitalkapazität (FVC).

- Peak exspiratory flow (PEF): größte Atemstromstärke, die bei einer forcierten Exspiration nach maximaler Inspiration erreicht wird

- maximaler exspiratorischer Spitzenfluß (MEF 75, 50, 25): maximale exspiratorische Atemstromstärke bei 75 % bzw. 50 % bzw. 25 % des ausgeatmeten Volumens der forcierten exspiratorischen Vitalkapazität (FVC)

- relative Sekundenkapazität (FEV1 %VC): Prozentsatz der Vitalkapazität der in einer Sekunde forciert ausgeatmet werden kann.


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Abb. 24: Zeitsimultane schematisierte Darstellung der Volumenzeit-kurve (links) und der Fluß-Volumen-Kurve (rechts) (27)

Ist der Reibungswiderstand in den Atemwegen groß, oder sind der Thorax und das Lungengewebe wenig elastisch, so ergeben sich niedrige dynamische Atemvolumina und Atemflußwerte. Diese Werte widerspiegeln jedoch nicht den tatsächlich vom Patienten aufgebrachten Kraftaufwand für die Atmung. Man kann aber die Drücke messen, die zur Förderung bestimmter Volumina nötig sind.

Atemwegswiderstand bei definierter Atmung (Raw - airway resistance in kPa): Als Maß für den Kraftaufwand zur Überwindung der Strömungswiderstände wurde der transbronchiale Druck, welcher zwischen Alveolen (Palv ) und Mund (PM) besteht, beschrieben, der notwendig ist, um ein bestimmtes Atemzeitvolumen (l/s) zu fördern. Die Messung erfolgt mit der Oszillations- oder Unterbrechermethode oder dem Ganzkörperplethysmographen. Die Resistanceschleife (Atemwegswiderstand Raw) , die bei Normalatmung gemessen wird, erlaubt eine Beschreibung der Widerstandsverhältnisse in der In- und Exspirationsphase.

Die Druckdifferenz zwischen Alveolen und Mund ist um so größer, je höher der Strömungswiderstand in den Atemwegen ist.


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R= (8 eta x L) : ( \|[Pgr ]\| x r4)

Hagen-Poiseuillesches-Gesetz (24)

Atemwegswiderstand (R), Viskosität der Atemluft(eta), Länge (L) der Bronchialwege, Lumen der Atemwege (r)

daraus folgt, daß der Atemwegswiderstand (Raw) um so höher ist, je größer die Länge der Bronchialwege ist, je höher die Viskosität der Atemluft ist und vor allem in wie weit das Lumen (r) der Atemwege eingeengt ist. Da das Bronchiallumen mit der 4. Potenz des Radius (r) in den Strömungswiderstand eingeht, bewirken schon kleinste Verengungen der Bronchien eine starke Zunahme des Atemwegswiderstandes.

Die Auswertung der Szintigramme (Ventilations- und Inhalationsszintigraphie) erfolgte mittels sogenannter interessierender Regionen (ROI)

  1. qualitativ erfolgte der Vergleich zwischen peripherer und zentraler Deposition, wobei die Trachea ausgespart wurde.
  2. zusätzlich erfolgte eine qualitative Bewertung mittels eines Scores. Die Szintigramme wurden hinsichtlich 1. zentraler Deposition, 2. Homogenität, 3. Kontur der Lunge qualitativ beurteilt. Dieser Score diente dann zur Gruppeneinteilung.
  3. Erfassung der relativen Distribution mittels ROI-Technik, die über das Ober-, Mittel- und Unterfeld gelegt wurden.

4.4 Untersuchungsablauf

Die atemphysiologischen Untersuchungen erfolgten im Atemfunktionslabor der Klinik und Poliklinik für Innere Medizin. Bestimmt wurden Atemvolumina und Atemflußwerte mittels Bodyplethysmographen und die Diffusionskapazität mittels Heliumrebreathing. Die Atemdrücke wurden ebenfalls im Bodyplethysmographen und mittels Impulsoszillometer ermittelt.

Im Anschluß daran wurden Ventilation und Inhalation in der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin untersucht.


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Zuerst erfolgte die Xenon-133 Ventilationsszintigraphie mit 200 MBq Xenon-133. Der Patient atmete in Rückenlage (Nasenklemme) mit einem Atemzug das Edelgas ein und hielt circa 20 Sekunden die Luft an. In dieser Zeit wurde die statische Funktionsaufnahme angefertigt. Danach konnten die Atemmanöver normal fortgesetzt werden. Hierbei wurde eine dynamische Aufnahme erstellt.

Im unmittelbaren Anschluß daran wurde der Patient nach einer Engewöhnungszeit (zur Normalisierung des individuellen Atemrhythmus) im Sitzen (Nasenklemme) aufgefordert, Technetium-99m DTPA (150 MBq) ruhig über einen Zeitraum von 7 Minuten zu inhalieren. Circa 3-5 Minuten nach Beendigung der Inhalation wurde möglichst in derselben liegenden Position wie die Voraufnahme, die dorsale Funktionsaufnahme angefertigt. Anschließend erfolgte die ventrale und gegebenenfalls seitliche Aufnahme.

4.5 Gruppenbildung - Score

Folgende Inhomogenitätsparameter wurden zur Gruppenbildung (Schweregrad) herangezogen.

  1. V2 / V1 Halbwerts-Volumenquotient
  2. MEF 50% maximaler exspiratorischer Fluß bei 50% der Vitalkapazität
  3. R paw Periphere Resistance/ Impulsoszillometrie - Atemwiderstand
  4. Re / Ri airway resistance
  5. FRC body - FRC He Messung der funktionellen Residualkapazität durch Bodyplethys-
  6. mographie und Heliumrebreathing

Die Parameter Rtot , TLCO-SB (Diffusionskapazität), Dm (Membranfaktor) dienten zusätzlich zur Gruppeneinteilung. Nach den erhaltenen Ergebnissen wurden 4 Patientengruppen gebildet.

Diese Lungenfunktionsdaten wurden durch folgende Methoden erzielt:

  1. 1. Fluß-Volumen-Kurven-Registrierung
  2. 2. Bodyplethysmographie
  3. 3. FRC-Rebreathing
  4. 4. Diffusionsmessung
  5. 5. Impulsoszillometrie


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Die Lungenfunktionsuntersuchungen sind rein diagnostische Maßnahmen. Ihr Ziel ist:

  1. die Erkennung von Krankheiten der Atemwege und der Lungen
  2. die Verlaufskontrolle von Atemwegserkrankungen
  3. die Überprüfung therapeutischer Maßnahmen zur Beeinflussung des Funktionszustandes der Lunge

Offen bleibt allerdings die Frage nach der Ausbreitung der Ventilationsstörung (regional/global). Da unter anderem ein Schleimpfropf eine erhebliche Beeinträchtigung der regionalen Ventilationssituation bedeuten kann aber zu Beginn die globale noch unbeeinträchtigt ist.

Auch sind oben genannte Methoden letztendlich doch mitarbeitsabhängig, da sie eine Mindestmenge an ventilierter Luft und maximale Atemmanöver erfordern.

Insofern ergibt sich die Frage, ob nicht die nuklearmedizinische Methode in der Lage ist, Ergänzungen bei der Suche nach diagnostischen Informationen zu liefern.

Alle Lungenfunktionsparameter sind sinnvolle und unbedingt erforderliche Daten, um die Lunge in ihrer Funktion beurteilen zu können. Trotzdem bleibt ein Informationsdefizit, welches von der Nuklearmedizin abgedeckt werden soll.

Die Kriterien für die Beurteilung der Lungenfunktion mittels Ventilations-Inhalationsszintigraphie und die daraus folgende Gruppenbildung beinhalten Punkte, die sich auf den Radionuklidniederschlag in den Atemwegen beziehen:

  1. Zentrale Deposition
  2. Homogenität
  3. Kontur der Lungen
  4. Ventilations-Inhalations-Konstellationen

Die Bewertung der Deposition erfolgte mit einer variablen ROI-Technik. Beide Lungen wurden jeweils mit einer Gesamt-ROI markiert. Danach erfolgte eine Unterteilung in eine zentrale und periphere Region. Die Trachea blieb ausgespart. Zur zusätzlichen Beurteilung der Homogenität der Aerosolverteilung wurden mittels ROI-Technik das Ober-, Mittel- und Unterfeld beurteilt. Von besonderem Interesse war das Oberfeld.

Die Auswertung statischer Szintigramme erbrachte die Gesamtimpulsrate und die Impulsdichte.

Zusätzlich fand eine qualitative Bewertung der Primärdeposition statt. Basis der Beurteilung war ein Punkte-System mit einer Skala von 0 bis 3 (Tabelle 2).


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Tab. 2: Kriterien für die qualitative Beurteilung (Score), Zentrale Deposition (ZD) (41)

Zentrale Deposition

 

 

Nicht vorhanden

0

 

leicht

1

 

mittel

2

 

stark

3

Homogenität

 

 

gesamte Lunge homogen, keine ZD

0

 

Homogenität mit leichter ZD/

 

 

leicht inhomogenes Bild

1

 

Homogenität nur noch peripher bei dtl ZD/

 

 

Inhomogenität ohne ZD

2

 

Inhomogenität, deutlich ZD, Defekte

3

Kontur der Lungen

 

 

Glatt, eindeutig

0

 

etwas unregelmäßig

1

 

deutlich unregelmäßig

2

 

nicht erkennbar

3

Das Ventilationsszintigramm wurde noch hinsichtlich der zeitlichen Verteilung der Impulsrate getrennt für beide Lungenflügel beurteilt.

Abb. 25: Zeit-Aktivitäts-Kurve der Xe-133 - Ventilationsszintigraphie


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4.6 Statistik

Für die statistische Beurteilung wurde der T-Test verwendet.

Folgende Prüfgrößen gingen in die statistische Auswertung ein:

Lungenfunktion: Inhomogenitätsparameter

Nuklearmedizin: Score zur Bewertung der Aerosoldeposition

Ventilations-Inhalations-Konstellationen

Die Referenzinstanz ergab sich aus der Klinik und der Synopsis von internistischer Untersuchung und Radiologie (Röntgenthorax).

Die Diagnose wurde vor Beginn der nuklearmedizinischen und pulmologischen Diagnostik festgesetzt.


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Fri Mar 16 18:38:22 2001