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

47

Kapitel 5. Ergebnisse

Die Lungenfunktionsuntersuchung stellte bisher neben den klinischen Symptomen des Patienten die wichtigste Rolle in der Diagnostik von Obstruktionen der Atemwege dar. Im weiteren Verlauf zeigen sich auch Veränderungen im Röntgenthorax. Um den Stellenwert, Spezifität und Sensitivität der Nuklearmedizin im Rahmen dieses diagnostischen Programms darzustellen und somit einen Informationsgewinn durch die Nuklearmedizin zu erreichen, werden die konventionellen Inhomogenitätsparameter der Lungenfunktion mit denen der Szintigraphie verglichen. Dazu wurden die Patienten von unterschiedlichen Untersuchern in 4 Gruppen = Ausprägung der Inhomogenität (Schweregrad der peripheren Atemwegsobstruktion) eingeteilt.

5.1 Ergebnisse der Lungenfunktionsdiagnostik

5.1.1 Gruppenbildung

Die Beurteilung mittels Lungenfunktion erfolgte durch die Fluß-Volumen-Messung , die Bodyplethysmographie und durch die Impulsoszillometrie.

Bestimmt wurden:

VCin (l) inspiratorische Vitalkapazität

FEV1 % FVC

Tiffenau-Index

MEF 50 %(l/s)

maximaler exspiratorischer Fluß bei 50% der Vitalkapazität

V2 / V1

Halbwerts-Volumenquotient

R tot (kPa/l/s)

totale Resistance

Re/Ri

airway resistance (exspiratorische / inspiratorische Resistance)

Delta FRC body/ FRC Helium

Nachweis einer Differenz von FRC-Messung im Bodyplethysmo-

graphen und Heliumrebreathimg

 

Dm (mmol/min/kPa)

Diffusionskapazität - Membranfaktor

Ros (Rpaw) (kPa/l/s)

oszillatorische Resistance


48

Als konventionelle Inhomogenitätsparameter gelten: V2/V1, MEF 50%, Rpaw, Re/Ri und Delta FRC.

Die gruppenbestimmenden Parameter sind in abnehmender Bedeutung aufgelistet.

Die Referenzwertberechnung erfolgte nach Fischer und Matthys und Barth (35).

Tab. 3: Parameter der Gruppeneinteilung (SD Standartabweichung)

Gruppe

I

II

III

IV

V2/V1

+/- 1SD

+ 1 SD

+ 1,64 SD

> 1,64 SD

MEF 50% (% PW)

+/- 1SD

- 1,64 SD bis - 2,64 SD

- 2,64 SD bis - 3,64 SD

unter - 3,64 SD

Ros (kPa/l/s)

+/- 1,64 SD

+ 1,64 SD bis + 2,64 SD

+ 2,64 SD bis + 6,64 SD

+ 6,64 SD und mehr

Re/Ri

+/- 1SD

+ 1,64 SD bis + 2,64 SD

2,64 SD bis 3,64 SD

3,64 SD und mehr

Rtot (kPa/l/s)

+/- 1,64 SD

+ 1,64 SD bis + 2,64 SD

+ 2,64 SD bis + 6,64 SD

+ 6,64 SD und mehr

V2 / V1 sind Vorfeldparameter der ventilatorischen Inhomogenität, der dem Verhältnis der Zeitkonstanten tau2/tau 1 entspricht und den Kurvenverlauf ab PEF charakterisiert.

tau 1 ist die Zeitkonstante zwischen PEF und PEF72, die aus dem Volumen dieses Kurvenabschnittes geteilt durch PEF/2 errechnet wird.

tau2 ist die Zeitkonstante ab PEF/2 bis zum Ende der Exspiration, die aus dem Volumen des zweiten Kurvenabschnittes geteilt durch PEF/2 errechnet wird (35).


49

Tab. 4: Gruppeneinteilung durch die konventionelle Lungenfunktionsdiagnostik

Gruppenbildung nach konventioneller Lungenfunktionsdiagnostik

Gruppe

I

II

III

IV

Inhomogenitätsparameter

keine

geringe

mittelgradige

starke

V2/V1

0,96 +/- 0,47

1,73 +/- 0,66

2,57 +/- 0,61

6,6 +/- 5,0

MEF 50% (l/s)

107 +/- 23,53

76 +/- 23,5

51,6 +/- 14,2

19,1 +/- 6,56

Rpaw (kPa/l/s)

0,35 +/- 0,35

1,18 +/- 0,67

2,33 +/- 1,51

3,28 +/- 0,58

Re/Ri

1,0 +/- 0,22

1,2 +/- 0,14

1,34 +/- 0,38

1,99 +/- 1,17

FRC (Häufigkeit des Vorkommens)

0 +/- 0

0,27 +/- 0,4

0,66 +/- 0,62

0,4 +/- 0,54

Rtot (kPa/l/s)

0,18 +/- 0,09

0,26 +/- 0,26

0,45+/- 0,16

0,69 +/- 0,4

TLCO (mmol/min/kPa/l)

79,4 +/- 8,02

80,37+/- 9,5

88 +/- 13,5

84 +/- 11,8

Dm (mmol/min/kPa)

21,4 +/- 1,45

21,8 +/- 4,2

20,78 +/- 3,7

16,28 +/- 5,47

5.1.2 Gruppenanalyse

Gruppe I

Nach Auswertung der oben genannten Inhomogenitätsparameter wiesen von 32 untersuchten Patienten 10 keine meßbaren Abweichungen von den Normwerten auf. Das heißt, es konnten keine pathologischen Zeichen im Sinne einer inhomogenen Belüftung der Lunge nachgewiesen werden.


50

Abb. 26: Bodyplethysmographiebefund der Gruppe I

Gruppe II

Bei Normabweichungen von einem Meßwert und keinen persistierenden klinischen Symptomen erfolgte die Zuordnung zu dieser Gruppe. Pathologische Werte bei der Messung von MEF 50% oder Ros wiesen demnach 11 Patienten auf.

Gruppe III


51

Diese Gruppe beinhaltet 6 Patienten, die alle zwei pathologische Inhomogenitätsparameter und eine leichte Klinik zeigten.

Gruppe IV

Hier wurden die Patienten zusammengefaßt, die schwere klinische und lungenfunktionsdiagnostische Störungen (zum Beispiel Emphysem) aufwiesen. Von allen Untersuchten wiesen 5 diese schwersten Veränderungen auf.

Abb. 27: Pathologischer Befund (Bodyplethysmographie)


52

Demnach entfallen auf die Gruppe I 10 Patienten, Gruppe II 11, Gruppe II 6 und Gruppe IV 5 Patienten. Die folgende Analyse der Inhomogenitätsparameter bezieht sich auf diese Patienten-zahlen.

Abb. 28: Maximaler exspiratorischer Fluß bei 50% der Vitalkapazität in Abhängigkeit vom Grad der obstruktiven Ventilationsstörung

Abb. 29: Periphere Resistance - Verlauf in Abhängig-keit vom Grad der obstruktiven Ventilationsstörung


53

Abb. 30: Airway-resistance - Entwicklung in Abhängigkeit vom Grad der obstruktiven Ventilationsstörung

Abb. 31: Atemwiderstand - Verlauf in Abhängigkeit vom Grad der obstruktiven Ventilationsstörung

Abb. 32: Halbwerts-Volumenquotient - Entwicklung in Abhängigkeit vom Grad der Ventilationsstörung


54

5.2 Nuklearmedizinische Daten

5.2.1 Gruppenbildung

Mit Hilfe der Nuklearmedizin erfolgte ebenfalls die Einteilung in 4 Gruppen. Zur Bestimmung dieser ist die Xenon-133 Ventilationsszintigraphie und die Technetium-99m DTPA Inhalationsszintigraphie herangezogen worden.

Die Kriterien für die Beurteilung der Lungenfunktion mittels der Nuklearmedizin beziehen sich auf die Beurteilung des Radionuklidniederschlags in den Atemwegen. Das zur Auswertung herangezogenen Score beinhaltet folgende Punkte:

  1. Zentrale Deposition. Als normal erweist sich ein Pixelverhältnis (38) zwischen zentraler und peripherer Deposition von 1 : 2.
  2. Homogenität
  3. Lungenkontur
  4. Ventilations-Inhalations-Konstellationen

Die Gruppeneinteilung erfolgte durch Punktbewertung der Ventilations- und Inhalationsszintigramme. Als Inhomogenitäten wurden abnorme Verteilungsmuster, wie Hyperdeposition und Hypodeposition bezeichnet. Die Hyperdeposition ist häufiger im hiliären und im perihiliären Bereich der großen Atemwege vertreten. In isolierten Regionen tritt die Radioaerosolmehranreicherung fokal an partiellen bronchialen Obstruktionen und diffus beim exspiratorischen air trapping auf. Hypodeposition kommt distal von bronchialen Obstruktionen und in Parenchymdefektbereichen vor.


55

Tab. 5: Gruppeneinteilung nach nuklearmedizinischer Untersuchung

Gruppe

I

II

III

IV

Szintigraphie

Xe

Tc

Xe

Tc

Xe

Tc

Xe

Tc

Zentrale Deposition

0

0

0

0 - 1

0

1 - 2

0

2

Homogenität

0

0

0

1 - 2

0

2 - 3

0

3

Kontur der Lungen

0

0 -1

0

1 - 2

1

2

1

2

Gesamtpunktzahl

0 - 1

2 - 5

 

6 - 8

 

> 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Grad I : normales Ventilations-Inhalations-Match

 

 

 

Grad II: geringgradiges Ventilations-Inhalations-Mismatch

 

 

 

Grad III: ausgeprägtes Ventilations-Inhalations-Mismatch

 

 

 

Grad IV: pathologisches Ventilations-Inhalations-Match

 

 

 

5.2.2 Gruppenanalyse

Gruppe I

Unauffällige Funktionsaufnahmen in der Ventilations- und Inhalationsszintigraphie wiesen 4 Patienten auf, diese zeigten keine persistierenden klinische Symptome. Es wird definitionsgemäß von einem


56

normalen Ventilations-Inhalations-Match gesprochen.

Xe-133 Ventilation in dorsaler Projektion

c-99m DTPA Inhalation in dorsaler Projektion

Tc-99m DTPA Inhalation in ventraler Projektion

Abb. 33: Xe-133-Ventilations- und Tc-99m DTPA-Inhalationsszinitigraphie (Normales Match)


57

Gruppe II

Bei der Szintigrammauswertung entsprechend den Kriterien des Scores (Tabelle 2) konnten nach der Inhalationsszintigraphie Differenzen in der Aktivitätsbelegung der Wandstrukturen (medial und lateral) und/oder in der Homogenität der Lunge nachgewiesen werden. Die Xenon-133 Ventilationsszintigraphie wies normale Befunde auf. Diese Gruppe beinhaltet 14 Patienten von 32 untersuchten.

Abb. 34: Geringgradiges Ventilations-Inhalations-Mismatch

 


58

Gruppe III

Die nuklearmedizinische Untersuchung zeigte bei 10 Patienten deutlich minderinhalierte Areale mit der Tendenz zur zentralen Deposition des Radionuklids und eine ausgeprägte inhomogene Aktivitätsbelegung der Lunge nach der Inhalation von Technetium-99m DTPA sowie ein dis-harmonisches Bild der Lungenkontur durch die Xenon-133 Ventilationsszintigraphie. Diese Patienten zeigten klinische Symptome (rezidivierend oder persistierend) einer Bronchitis.

Xe-133 Ventilation in dorsaler Projektion

Tc-99m DTPA Inhalation in dorsaler Projektion


59

Tc-99m DTPA Inhalation in ventraler Projektion

Abb. 35: Ausgeprägtes Ventilations-Inhalations-Mismatch

Gruppe IV

Von den untersuchten Patienten zeigten 4 gravierende Veränderungen in der Radionuklidbelegung der Lunge in beiden Funktionsaufnahmen. Zum Teil konnte eine aufgehobene Belüftung in bestimmtem Arealen nachgewiesen werden. Diese Patienten sind von Seiten der Lungenfunktion in ihrer Belastbarkeit beeinträchtigt.


60

Abb. 36: Pathologisches Ventilations-Inhalations-Match

Xe-133 Ventilation in dorsaler Projektion

Tc-99m DTPA Inhalation in dorsaler Projektion

 

Tc-99m DTPA Inhalation in ventraler Projektion

 


61

5.3 Zusammenfassung der Ergebnisse der konventionellen und der nuklearmedizinischen Lungenfunktionsdiagnostik

Bei Patienten mit Verdacht auf oder klinisch manifester obstruktiver Atemwegserkrankung wurden auf Grund pulmologischer Diagnostik durch die Lungenfunktion und die Nuklearmedizin unabhängig voneinander 4 Gruppen (Schweregrad) von Ventilationsstörungen unterschieden. Die Patienten in der nuklearmedizinischen Auswertung wurden durch die kombinierte Betrachtung von Ventilation und Inhalation als aerodynamisches Phänomen charakterisiert.

Bei 4 von 32 Patienten konnte durch die kombinierte Ventilations-Inhalationsszintigraphie kein pathologischer Befund erhoben werden (normales Ventilations-Inhalations-Match). 14 Patienten mit einer leichten Obstruktion zeigten eine Partikeldeposition in der Peripherie mit Konturun-regelmäßigkeiten der Lunge (geringgradiges Ventilations-Inhalations-Mismatch). Weitere 10 Patienten mit einer mittelschweren Obstruktion wiesen eine zentrale und periphere Deposition auf (ausgeprägtes Ventilations-Inhalations-Mismatch). Bei 4 Patienten mit einer schweren Obstruktion konnte eine überwiegend zentrale Deposition nachgewiesen werden (pathologisches Ventilations-Inhalations-Match).

Tab. 6: Vergleich der Patientenzahlen durch die Lungenfunktion und die Ventilations-Inhalationsszintigraphie


62

Obstruktive Ventilationsstörungen sind szintigraphisch ein häufiger Befund; auch wenn die Globalfunktion nicht oder nur gering verändert ist.

Tab. 7: Prozentuale Zuordnung klinischer Befunde und Untersuchungsergebnisse

 

Anzahl

Raucher

Positive Anamnese

Pathologische Lungenfunktion

Pathologische Szintigraphie

Raucher

5

--

60%

80%

100%

Positive Anamnese

8

59%

--

87%

100%

Pathologische Lungenfunktion

22

18%

32%

--

95%

Pathologische Szintigraphie

28

18%

28%

75%

--

Abb. 37: Untersuchungsergebnisse im gesamten Patientenkollektiv

Die häufige Koexistenz von inhalativem Rauchen und pathologischen Lungenfunktionswerten und pathologischer Lungenszintigraphie ist auffällig und bereits bekannt.

Von den 5 Patienten, die Nikotinabusus angaben, wiesen 80% klinische Symptome auf. Die Szintigraphie ergab in allen Fällen pathologische Befunde.


63

Abb. 38: Prozentuale Zuordnung von Untersuchungsbefunden bei pathologischer Szintigraphie

Abb. 39: Prozentuale Zuordnung von Untersuchungbefunden bei pathologischer Lungenfunktion

Von den konventionellen Lungenfunktionsparametern zur Bestimmung der Inhomogenität korrelierten am besten MEF 50% und Ros (Rpaw) sowie Rtot untereinander.

Die konventionellen Inhomogenitätsparameter korrelierten signifikant mit den Inhomogenitätsparametern der Szintigraphie. Am besten korrelierten im Verhältnis zur Radionukliduntersuchung die Parameter MEF 50% (r=0,96) und Ros (Rpaw) (r= 0,73).


64

Tab. 8: Korrelationskoeffizienten der Parameter der konventionellen Lungendiagnostik und der Ventilations-Inhalationsszintigraphie

Parameter

V2/V1

MEF 50%

Ros

Re/Ri

Rtot

Szintigraphie

V2/V1

1,00

0,7***

0,49**

0,37*

0,59**

0,58***

MEF 50%

 

1,00

0,88***

0,6***

0,99***

0,96***

Ros

 

 

1,00

0,67***

0,86***

0,73***

Re/Ri

 

 

 

1,00

0,62***

0,48**

Rtot

 

 

 

 

1,00

0,82***

 

 

 

 

 

 

 

* p< 0,05

 

** p< 0,01

 

*** p< 0,001

 

 

Von den 22 Patienten, die pathologische Lungenfunktionswerte aufwiesen, ergaben sich auch zu 95% Veränderungen in der Szintigraphie, währenddessen zeigten von den 28 Patienten mit pathologischer nuklearmedizinischer Bewertung nur 75% pathologische Inhomogenitätsparameter.

Der Vergleich der Schweregradeinteilung durch die Methode der Lungenfunktionsdiagnostik und der Nuklearmedizin ergaben eine hochsignifikante (p<0,001) Korrelation (r=0,82).

Tab. 9: Spezifität und Sensitivität der konventionellen Lungenfunktion und der Ventilations-Inhalationsszintigraphie

 

Lungenfunktion

Szintigraphie

Sensitivität

75%

95%

Spezifität

75%

30%

positiver prediktiver Wert

95%

75%

negativer prediktiver Wert

30%

75%


65

Gruppe I n = 4

Gruppe II n = 14

Gruppe III n = 10

Gruppe IV n = 4

Abb. 40: Beziehung zwischen Inhomogenitätsparametern der konventionellen Lungenfunktion und szintigraphischer Schweregrade der Verteilungsstörung


66

5.4 Patientenbeispiele

1. 31-jähriger männlicher Patient mit chronischem Husten (per definitionem chronische Bronchitis) und Nikotinabusus klagt über zunehmende Atembeschwerden.

Die konventionelle Lungenfunktion ergab vorwiegend normale Werte. Auffällig erwies sich der mittlere exspiratorische Fluß - MEF 50% mit 71 % (Gruppe II). Zur Abklärung dieser unklaren Inhomogenität wurde eine Ventilations-Inhalationsszintigraphie durchgeführt, um eine eventuell bestehende regionale Dysfunktion oder eine beginnende globale Einschränkung der Lungenfunktion nachzuweisen.

Der Patient ventilierte 200 MBq Xenon 133 und im Anschluß daran circa 150 MBq Tc-99m DTPA.

Unauffällige Ventilationsaufnahme. Diskret verminderte Ventilation des rechten Oberfeldes.

Abb. 41: Xenon-133 Ventilation in dorsaler Projektion


67

Abb. 42: Tc-99m DTPA-inhalation in ventraler und dorsaler Projektion

Beide Lungen sind in ihrer gesamten Ausdehnung dargestellt, zeigen aber deutliche Unregelmäßigkeiten in den Wandstrukturen (Lungenkontur). Die rechte Lunge weist eine unruhige Aktivitätsbelegung im Oberfeld auf (teilweise bis in den Hilusbereich hinein).

Der abschließende Befund ergab, daß es sich um eine globale Minderbelüftung in den peripheren Lungenanteilen handelt (Gruppe II). Die Ergebnisse der Lungenfunktion konnten durch die Nuklearmedizin bestätigt werden. Ein obstruierender regionaler Prozeß konnte nicht nachgewiesen werden. Die deutlichen Inhomogenitäten in beiden Lungen sprechen für eine bereits bestehende Lungenschädigung (Nikotin ?). Eine Therapie wurde eingeleitet und die Empfehlung des Nikotinstops ausgesprochen, um somit ein Fortschreiten des Prozesses der Zerstörung des Lungengerüstes aufzuhalten.

2. 19-jähriger männlicher Patient mit bronchialer Hyperreaktivität und rezidivierender Bronchitis. Die klinische Symptomatik wird durch Husten und Atembeschwerden geprägt.

Die konventionelle Lungenfunktion (Bodyplethysmographie und Impulsoszillometrie) ergaben unauffällige Befunde.

MEF 50% 141 %

Ros ( Rpaw ) 0,03 kPa/l/s

Re / Ri 0,83


68

V2/V1 0,38

keine Differenz FRC body - FRC He .

Alle Werte befinden sich im Normbereich (Gruppe I).

Abb. 43: Impullsoszillometrie

Die nuklearmedizinische Untersuchung mit 200 MBq Xenon-133und circa 200 MBq Tc-99m DTPA wurde zur Abklärung der klinischen Symptomatik bei Verdacht auf bestehende Inhomogenitäten durchgeführt. Zum Zeitpunkt der Szintigraphie wies der Patient keine akuten Atemwegsprobleme auf.

Beide Lungenflügel stellen sich in ihrer gesamten Ausdehnung dar. Die rechte Lunge weist eine homogene Aktivitätsverteilung auf. Die linke Lunge fällt durch eine geringere globale Nuklidanreicherung auf.

Abb. 44: Xe-133 Ventilation in dorsaler Projektion


69

Abb. 45: Tc-99m DTPA-Inhalation in dorsaler und ventraler Projektion

Beide Lungen sind ebenfalls in ihrer Gesamtausdehnung darstellbar, weisen aber deutliche Inhomogenitäten in der Lungenkontur und eine leichte Tendenz zur zentralen Deposition auf (Gruppe III).

Als Konsequenz dieser Befunddiskrepanz wurde durch Konsultation mit den Pulmologen eine antiinflammatorische, antiobstruktive und mukolytische Therapie eingeleitet. Eine Kontrollszintigraphie wurde auf Grund der Strahlenexposition nicht durchgeführt. Eine Besserung der klinischen Symptomatik konnte verzeichnet werden.


[Titelseite] [Danksagung] [Abkürzungsverzeichnis] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [Bibliographie] [Lebenslauf] [Selbständigkeitserklärung]

© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

DiML DTD Version 2.0
Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML - Version erstellt am:
Fri Mar 16 18:38:22 2001