Lungenfunktion, Peak-Flow- und NO- Messungen Was ist das? Was bringen sie für Patienten mit Asthma oder COPD?

Transkript

1 Lungenfunktion, Peak-Flow- und NO- Messungen Was ist das? Was bringen sie für Patienten mit Asthma oder COPD? I.Tuleta Klinik und Poliklinik II Universitätsklinikum Bonn

2 Anatomie der Lunge

3 Atemphysiologie Ziel der Atmung: eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Organe Eine gute Sauerstoffversorgung des Gewebe hat ein Zusammenspiel mehrerer Faktoren zur Voraussetzung: - Lungenbelüftung (Ventilation) - Gasaustausch (Diffusion) - Lungendurchblutung (Perfusion)

4 Atemmechanik Kontraktion des Zwerchfells Absenkung der Zwerchfellkuppel Anhebung des Brustkorbes Entspannung des Zwerchfells Anhebung der Zwerchfellkuppel Senkung des Brustkorbes

5 Lungenvolumina Statistische Lungenvolumina Lungenvolumina, deren Messungen unabhängig ngig von der Atemstromstärke und somit unabhängig ngig vom zeitlichen Verlauf sind. Sie hängen von Thoraxgrösse und Zwerchfellstand ab. Dynamische Lungenvolumina - Lungenvolumina, deren Messung vom zeitlichen Verlauf abhängig sind. Sie hängen vom Atemwegswiderstand und von der Elastizität/Dehnbarkeit von Lungen und Thorax ab.

6 i e Statistische Lungenvolumina L u f t m e n g e, d i e n a c h e i n e r n o r m a l e n A u s a t m u n g z u s

7 Altersabhängigkeit der Vitalkapazität (VK), der Totalkapazität (TC), des Residualvolumens (RV) und der funktionellen Reservekapazität (FRC)

8 Dynamische Lungenvolumina

9 Welche Störungen der Lungenbelüftung (Ventilation) können auftreten? - restriktive Ventilationsstörungen - die Lunge und/oder der Brustkorb sind weniger dehnbar als normal. Beispiele: Lungenverhärtungen (Lungenfibrosen), eine Flüssigkeitsansammlung im Lungenspalt (Pleuraerguss), Lungenoperationen mit Entfernung von Gewebe oder ein hoch stehendes Zwerchfell. - obstruktive Ventilationsstörungen - eine erschwerte Luftströmung in den Atemwegen. Die Atemwege sind meist verengt, so dass gegen einen erhöhten Widerstand geatmet werden muss. Beispiele: das Asthma bronchiale, die Chronisch Obstruktive Bronchitis (COPD) und die Lungenblähung (Lungenemphysem). FEV1 - neuromuskuläre Ventilationsstörungen - durch Schäden der Nerven und Muskeln der Atemorgane bedingt. Beispiel: Querschnittslähmungen.

10 Lungenfunktionsprüfung Nicht-invasive Untersuchungen des Funktionszustandes der Atemwege und der Lunge. Sie umfassen Ventilations-, Diffusions- und Perfusionsmessungen, ergänzt durch die Blutgasanalyse. Ventilationsmessungen sind Routinediagnostik. Diffusions- und Perfusionsmessungen werden nur in spezialisierten Lungenfunktionsabteilungen durchgeführt.

11 Welche Fragen soll die Lungenfunktionsdiagnostik in der Praxis beantworten?: 1. Besteht eine klinisch relevante Ventilationsstörung der Lunge? 2. Wenn ja, handelt es sich um eine obstruktive oder restriktive Ventilationsstörung? 3. Ist eine Obstruktion reversibel (rückgängig)? 4. Wie verhalten sich die Lungenfunktionswerte unter einer Therapie? 5. Wie ist die pulmonale Leistungsbreite (z.b. hinsichtlich der Frage der Belastbarkeit oder Operabilität)? CAVE: Die Lungenfunktionsprüfung erlaubt keine Diagnose einer speziellen Lungenerkrankung, z.b. eine Differenzialdiagnose: Pneumonie/Tuberkulose/Bronchialkarzinom ist nicht möglich

12 Indikationen zur Lungenfunktionsprüfung: bei Beschwerden wie: Atemnot und/oder Husten und/oder Auswurf und/oder Brustschmerzen, bei Verdacht auf Erkrankungen der Bronchien, der Lunge, des Herzens, des Brustkorbs oder der Wirbelsäule, bei Verdacht auf Erkrankungen der Nerven oder Muskeln, zur Verlaufskontrolle bei Erkrankungen der Bronchien oder der Lunge, zur Überprüfung des Behandlungserfolgs bei Erkrankungen der Bronchien oder der Lunge, vor Operationen zur Einschätzung des Operationsrisikos, zur arbeitsmedizinischen Überwachung bei bestimmten Berufen Sportmedizin im Rahmen der Vorsorgeuntersuchungen

13 Welche Untersuchungsmethoden gibt es? Spirometrie ( kleine Lungenfunktion ) Ganzkörperplethysmographie ( große Lungenfunktion ) Bronchospasmolyse Provakationstestung Peak-Flow Flow-Messung Diffusionskapazität

14 Spirometrie - das historisch älteste Verfahren der Lungenfunktionsdiagnostik, dient dazu mobilisierbare statistische und dynamische Lungenvolumina zu messen und sie graphisch im Spirogramm (Fluss- Volumen-Kurve) darzustellen. Zur Erfassung der Lungenvolumina wird ein Spirometer benötigt.

15 Wie läuft die Spirometrie ab? Nasenklemme Atmung über ein Mundstück, das mit einem Spirometer verbunden ist Verschiedene Anweisungen des Untersuchenden bezüglich Einund Ausatmen werden befolgt Mögliche Komplikationen: Diese Untersuchung ist praktisch ungefährlich

16 Spirometrie- Fehlerquellen Mangelnde Kooperation Ungenügender Lippenschluss Leck am Mundstück Zögernder Ausatmungsbeginn Nicht maximale Inspiration Vorzeitiger Abbruch der Exspiration

17 Spirometrie - Fluss-Volumen-Kurve FEV1 Messparameter: Atemzugvolumen (VT) Vitalkapazität (VC) Spitzenfluss (Peakflow, PEF) Maximaler expiratorischer Fluss (MEF 75%, 50%, 25%)

18 Interpretation Fluss-Volumen-Kurve COPD/ / Asthma

19 Obstruktive Erkrankungen: Asthma vs. COPD Bronchus- Konstriktion

20 Bronchospasmolysetest Unterscheidung zwischen Asthma und COPD Reversible Atemwegsobstruktionen (Asthma bronchiale) können von irreversiblen Obstruktionen (COPD/Emphysem) abgegrenzt werden durch Bestimmung von FEV1 und Atemwegswiderstand vor und ca. 10 Min. nach Inhalation von Bronchospasmolytika. Positiver Test: Besserung des FEV1>15%

21 Interpretation Fluss-Volumen-Kurve COPD/ / Asthma

22 Der unspezifische Provokationstest Unterscheidung zwischen Asthma und Normalbefund Die unspezifische Überempfindlichkeit (Hyperreaktivität) der Atemwege kann durch Metacholin nachgewiesen werden Der negative Befund = kein Asthma bronchiale Als positiv wird eine Verdoppelung des Atemwegswiderstandes in den pathologischen Bereich oder eine Abnahme des FEV1-Wertes von % gewertet

23 Ganzkörperplethysmographie Erweiterung der Spirometrie, grosse Lungenfunktion Plethys = Fülle, Menge Graphie = Aufzeichnungsverfahren Messwerte: mobilisierbare Lungenvolumina (Spirometrie) Resistance (Atemwegswiderstand): Strömungswiderstand in den Atemwegen Thorakales Gasvolumen: Komprimierbares Volumen, welches nach normaler Expiration im Thorax enthalten ist Residualvolumen: Luftvolumen, das nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt Diffusionskapazität

24 Ganzkörperplethysmographie-Messprinzip luftdicht abgeschlossene Kabine Patient atmet durch einen Mundstück ein und aus Druckunterschiede in der Kammer, die bei Brustkorbbewegungen entstehen, werden gemessen Registrierung vom Atemfluss in In- und Expiration Computer-gestützte Bearbeitung der Daten: Druck-/Strömungs-Kurve

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26 Peak-Flow-Messung Mit der Peak-Flow-Messung wird der expiratorische Atemspitzenfluss bei forcierter Expiration gemessen. Der Atemspitzensfluss ist vermindert bei einer Obstruktion der Atemwege (z.b. Asthma). Peakflowmeter- Minimalvariante der Spirometrie Durchführung: Pappröhrchen aufstecken, tief Luft holen, schnell ausatmen, Ergebnis ablesen

27 Interpretation der Peak-Flow-Messung Ampel-System < 60 % % > 80 % Peak-Flow-Wert unter 60% des persönlichen Bestwertes: SOFORT einen Arzt oder eine Klinik aufsuchen! Peak-Flow-Wert zwischen 60% und 80% des persönlichen Bestwertes: Nach Absprache mit dem Arzt vorübergehend zusätzliche Medikamente und/oder individuelle Erhöhung der Medikamentendosis! Peak-Flow-Wert zwischen 80% und 100% des persönlichen Bestwertes: Die bestehende Behandlung weiterführen!

28 Vorteile der Peak-Flow-Messung: Gerät billig und einfach zu bedienen Es kann ein Überblick über Grad der Obstruktion zu Hause gewonnen werden Zirkadiane Schwankunken können registriert werden Es kann der Nachweis der Reversibilität und der Medikamentenwirksamkeit erbracht werden Die Dosis der medikamentösen Therapie im Langzeitverlauf kann überprüft und angepasst werden

29 Diffusionskapazitätsanalyse Diffusion - Gasaustausch zwischen Lunge und Hämoglobin, der an der alveolokapillären Membran erfolgt. Die pro Zeiteinheit diffundierende Stoffmenge hängt ab von: Konzentrationsunterschied Schichtdicke (Diffusionsstrecke) Austauschfläche Diffusionskapazität der Lunge Gasmenge, die pro Minute aus dem Alveolarraum in das Blut gelangt und an Hämoglobin gebunden wird.

30 Untersuchung im Sitzen Analyse in Single breath Technik Durchführung einer Diffusionskapazitätsanalyse Messung der Volumina in einer Bodyplethysmographie-Kabine Inhalation eines Testgases (0,3%, CO, 10% He, 21% O2, 69% N2) Apnoe 10 Sekunden Forcierte Expiration mit Sammlung der Expirationsluft Analyse der CO2 befreiten Alveolarluftprobe

31 Diffusionskapazitätsveränderungen Diffusion Lungenparenchymerkrankungen Lungenemphysem, interstitielle Lungenerkrankungen Lungenbeteiligung bei systemischen Krankheiten Systemischer Lupus erythematodes, rheumatoide Arthritis Kardiovaskuläre Krankheiten Akuter Herzinfarkt, Mitralstenose, pulmonale Hypertonie Andere Krankheiten Anämie, Nikotin-, Alkohol-Abusus Diffusion Polyzythämie (Vermehrung der Blutzellen), pulmonale Blutungen Körperliche Belastung

32 Hintergrund Neuere Verfahren: NO-Messung in Ausatmungsluft NO- wichtiger endogener Regulator Einfluss auf: - peripheren Blutfluss - Thrombozytenfunktion - Immunreaktionen - Neurotransmission Produktion in Atemwegen in: Endothelzellen, Nervenzellen, Epithelzellen, glatten Muskelzellen und entzündlichen Zellen: Eosinophilen, Makrophagen und Mastzellen Korrelation zwischen NO und Atemwegsentzündung, insbesondere einer eosinophilen Entzündung nicht invasive Methode der Bestimmung von exhaliertem NO-Gas zur Messung der bronchialen Inflammation.

33 Wie wird die NO-Messung durchgeführt? Gerät: portabler FeNO-Analysator Ausführung: einfache Messung: Der Proband atmet in ein Gerät ein und aus, dann gibt das Gerät nach drei Minuten den Wert aus. Referenzwerte: <30 ppb, bei Kindern <25 ppb

34 - Diagnose (I): NO-Messung in Asthma bronchiale - Inflammation der Atemwege ist ein zentraler Prozess bei Asthma NO - Es existieren allerdings Typen und Stadien von Asthma bronchiale ohne oder mit geringer eosinophiler Inflammation, bei denen NO normal oder nur leicht erhöht ist

35 - Diagnose (II) NO-Messung in Asthma - Ist nicht spezifisch für Asthma. NO-Veränderungen treten bei verschiedenen Lungenerkrankungen (NO-Erhöhung: COPD, allergische Rhinitis, eosinophile Bronchitis, virale respiratorische Infekte, systemischer Lupus erythematosis, Leberzirrhose, nach Lungentransplantation; NO-Erniedrigung: zystische Fibrose, HIV-Infektion, pulmonale Hypertension) und nach invasiven Untersuchngsmethoden der Lunge (NO-Erhöhung nach Bronchoskopie, Analyse von induziertem Sputum) auf. NO-Messung - nur als Ergänzung der Asthma Standarddiagnostik!

36 - Verlaufskontrolle NO-Messung in Asthma - Früherkennung der Exazerbationsgefahr

37 NO-Messung in Asthma - Therapiemonitoring NO nach effektiver Behandlung mit antiinflammatorischen Mitteln, z.b. Kortikosteroiden Einschätzung erforderlicher Kortikosteroidmenge - Patientencompliance NO nach dem Absetzen von Asthma-Medikamenten

38 Einflussfaktoren NO-Messung NO NO Niedrige Atemfrequenz Hohe athmospärische NO-Werte Kontamination der Luft aus Mund und Nase Hohe Atemfrequenz Rauchen Alkohol Kaffee

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.