Neue Lungenfunktionstechniken vom Labor in die Klinik Philipp Latzin 24. Januar 2013

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1 Neue Lungenfunktionstechniken vom Labor in die Klinik Philipp Latzin 24. Januar 2013 PD Dr. med. Dr. phil. nat. Philipp Latzin Universitätskinderklinik Bern Abteilung für Pädiatrische Pneumologie

2 Neue Lungenfunktionstechniken Gas-Auswasch-Methoden Multiple-breath washout (MBW) vom Labor in die Klinik Single-breath washout (SBW) vom Labor in die Klinik

3 0 1 Die kleinen Atemwege... 95% des gesamten Lungenvolumens Nur 10-20% des Atemwegwiderstandes Periphere Atemwege

4 Verteilungsstörung bei CF gesunde Lunge homogene Verteilung kranke Lunge inhomogene Verteilung

5 MBW MBW multiple-breath-washout = viele Atemzüge Messung der Verteilungsstörung LCI (lung clearance index) = CEV / FRC = (Anzahl Atemzüge x VT) / FRC Kann mit verschiedenen Gasen gemacht werden SF 6 oder Sauerstoff (= N 2 -MBW)

6 Washout Messung Methode SF 6 Eur Respir J 2002; 20: 912-8

7 MBW Beispiel SF 6 LCI (lung clearance index) = CEV / FRC

8 MBW Anwendung bei CF Robinson et al., European Resp Monograph, 2011

9 MBW CF Kinder London, Kinder 6 10 Jahre: 60 CF, 45 controls Owens et al., Thorax, 2011

10 MBW CF Kinder London, Kinder 6 10 Jahre: 60 CF, 45 controls Owens et al., Thorax, 2011

11 MBW CF Kinder London, Kinder 6 10 Jahre: 60 CF mit MBW und CT Owens et al., Thorax, 2011

12 Massenspektrometrie Problem bei der Anwendung sehr teuer sehr umständlich nicht kommerziell erhältlich SF 6 Washout nicht in allen Ländern verfügbar Wash-in und Wash-out nötig => Neue Geräte und deren Validierung wünschenswert

13 N 2 MBW mit 100% O 2 N 2 % time

14 N 2 MBW Beispiel beim Kind

15 Validierung mit Modell Singer et al. PLoS One 2012

16 Validierung bei Schulkindern mit CF vs. FEV1 Singer et al. Pediatr Pulmonol 2012

17 LCI bei Schulkindern vs. Pseudomonas Singer et al. Pediatr Pulmonol 2012

18 Tracking ins Schulalter 42 Kinder mit CF, Vorschulund Schulalter 11 Kinder mit CF, Säuglingsund Schulalter Aurora P et al. Am J Respir Crit Care Med 2010 Kieninger, Singer et al. J of CF 2011

19 Dauer in der täglichen Routine MBW Total Age (years) CF Controls Study population (9.7; 14.9) At least one successful trial 123 (90%) 12.2 (9.6; 14.9) One successful trial 67 (54%) 12.1 (8.5; 14.4) Two successful trials 32 (26%) 11.5 (9.7; 14.9) Three successful trials 24 (20%) 13.9 (12.4; 15.6) 6 18 No successful trial 13 (10%) 8.6 (5; 14.7) 10 3 Geht dies auch kürzer? Singer et al. Pediatr Pulmonol 2012

20 MBW: Früheres Ende scheint möglich Yammine et al Thorax 2012

21 Zusammenfassung MBW Messgeräte sind wieder kommerziell verfügbar Wesentlich sensitiver als z.b. FEV1 Ergebnisse machen klinisch Sinn Messungen schon im jungen Alter möglich Erfahrungswerte fehlen noch (Dauer, Häufigkeit, Anwendung)

22 MBW in Bern In der klinischen Routine bei CF und PCD v.a. bei relativ gesunden Patienten (normales FEV1) Für Forschungszwecke bei Säuglingen und Gesunden (noch) nicht bei: Onkologischen Patienten, Sichelzellanämie, Immundefekte

23 Neue Lungenfunktionstechniken Gas-Auswasch-Methoden Multiple-breath washout (MBW) vom Labor in die Klinik Single-breath washout (SBW) vom Labor in die Klinik

24 Lungenentwicklung Tracking Postnatale Faktoren 50 Pränatale Faktoren Symptome Geburt 6

25 Lungenentwicklung im Vorschulalter Schwierig zu messen: - Kooperation der Kinder 100% - fehlende Sensitivität der Tests 75%? 50% 25% Geburt Alter in Jahren 6 20

26 Gas Transport in die Lunge Konvektion Diffusion

27 SF 6 und Helium Einatmung Konvektion Helium SF 6 Diffusion Paiva & Engel, Respir Physiol 1989

28 SF 6 und Helium Ausatmung SF6 and He concentration (%) Helium SF 6 Paiva & Engel, Respir Physiol 1989

29 Einfacher und schneller Test Ruheatmung 3 Atemzüge SF 6 > He He > SF 6 Singer et al. PLoS One 2011 & Pediatr Pulmonol 2012

30 Validierung (Massen-Spectrometer, Reproduzierbarkeit) Singer F et al. PLoS ONE 2011

31 Validierung bei Schulkindern mit CF Singer et al. Eur Resp J 2012

32 Validierung bei Schulkindern mit CF vs. FEV1 Singer F et al. ERJ 2012

33 Phase II Volume (% Exp Vol) Philipp Latzin DTG-SBW bei ehemals Frühgeborenen Healthy (n = 34) CLD (n = 23)

34 DTG-SBW bei milden Asthmatikern 31 Asthmatiker vor und nach Bronchodilatation; 35 gesunde Kontrollen zwischen 6 und 16 Jahren Gesunde vor BD nach Asthmatiker Gesunde vor BD nach Asthmatiker

35 SF 6 und He SBW bei Erwachsenen 15 erwachsene Asthmatiker vor und nach Bronchoprovokation mit (i) Adenosine 5 -monophosphate (AMP) und (ii) Methacholine Michlis et al. JAP 2011

36 Zusammenfassung MBW Wird nun in der klinischen Routine angewendet SBW Scheint vielversprechend (einfach und schnell) Ergebnisse sind interessant Abhängigkeit vom Atemmuster ist noch unklar Genaue Abläufe in der Lunge ebenfalls noch nicht klar

37 Ausblick: Modell und andere Patienten Patient mit Sichelzellanämie KTI Projekt Nr PFLS-LS

38 Vielen Dank Florian Singer Sophie Yammine Chiara Abbas Lufu-Ladies