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

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

1 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

2 Autor und Aktualisierung Autor: Dr. med. Daniel Franzen Letzte Aktualisierung: Januar 2014 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 2

3 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite Messgrössen Spirometrie Bodyplethysmyographie CO-Diffusionsmessung Zusammenfassung und Beispiele Referenzen4848 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 3

4 Gebrauchshinweise LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 4 Ansichtsoptionen des Slide Kits Folien Bildschirmansicht: Klicken Sie im Menü ‚Ansicht‘ auf ‚Normalansicht‘. Folien inkl. Notizen Folien und Notizenseiten mit Hintergrundinformationen Bildschirmansicht: Klicken Sie im Menü ‚Ansicht‘ auf ‚Notizenseite‘.

5 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 5

6 1. Bedeutung der Lungenfunktionsmessung In Anlehnung an: GOLD-Guidelines (www.goldcopd.org) Lungenfunktionsmessung «gestern» LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 6 https://wiki.engr.illinois.edu/display/BIOE414/History%20of%20Spirometry

7 EasyOne Diagnostic von ndd Lungenfunktionsmessung «heute» 1. Bedeutung der Lungenfunktionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 7

8 Bedeutung der Einsekundenkapazität (FEV1) [Fletcher et al., 1997] 1. Bedeutung der Lungenfunktionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 8 N=792, Alter Jahre

9 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 9

10 Messgrössen 2. Messgrössen Zum Zweck einer stark vereinfachten Vorstellung dient ein Luftballon als Modell der Lunge. = LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 10

11 Messgrössen 2. Messgrössen LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 11

12 Dynamische versus statische Lungenvolumina 2. Messgrössen LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 12

13 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 13

14 Spirometrie 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 14 EXPIRATION = Messung der dynamischen Lungenvolumina ≈ Lungenvolumina während dem Atmen INSPIRATION

15 Standardisierung 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 15 Leistungskriterien für das Gerät Gerätevalidierung Qualitätskontrolle Manöver mit Patienten/Testpersonen Messverfahren Akzeptabilität Reproduzierbarkeit Referenzwert/Interpretation Klinische Beurteilung Qualitätsbeurteilung Feedback an Techniker Nein Ja FVC-Manöver durchführen Akzeptabilitätskriterien erfüllt? Drei akzeptable Manöver durchgeführt? Reproduzierbarkeitskriterien erfüllt? Grössten FVC- und grössten FEV 1 -Wert festlegen Dasjenige Manöver mit der höchsten Summe der Werte FVC+FEV 1 auswählen, um andere Kennzahlen festzulegen Speichern und auswerten [In Anlehnung an Miller et al., 2005]

16 Akzeptabilitätskriterien 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 16 [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 FEV 1 -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 wurden oder insgesamt 8 Versuche durchgeführt wurden (optional) oder der Patient/die Testperson nicht mehr weitermachen kann oder sollte. Mindestens 3 zufriedenstellende Manöver speichern.

17 Fragestellung/ BefundKriterien 1. Akzeptables Manöver?Siehe Akzeptabilitätskriterien 3. Obstruktive Lungenfunktionsstörung*? FEV1/FVC < 70% 4. Schweregrad der Obstruktion*? FEV1 > 80% Soll (leicht) FEV % Soll (mässig) FEV % 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 RestriktionSiehe Bodyplethysmographie 8. Schweregrad der Restriktion FEV1 > 70% (leicht) FEV % Soll (mässig) FEV % Soll (schwer) FEV1 < 35% Soll (sehr schwer) Interpretation 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 17 * gem. GOLD-Richtlinien

18 Definition der Obstruktion 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 18 JahrKriterien ATS1991FEV 1 /FVC < 0.75 ERS1995FEV 1 /FVC < 88% pred. (m); < 80% (f) BTS1997FEV 1 /FVC < 0.70 & FEV 1 < 80% pred GOLD2007FEV 1 /FVC < 0.70 post bronchodilator GOLD

19 Reversibilitätstest (= Bronchospasmolysetest) Nach «baseline» Spirometrie Inhalation eines kurzwirksamen Betamimetikums (z.B. Salbutamol 100µg) 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 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 19

20 Strukturiertes Befunden einer Spirometrie anhand eines Beispiels 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 20 1.Akzeptables Manöver? 2.Obstruktive Ventilationsstörung? 2a) „Grading“ der Obstruktion 2b) Reversibilität 3.Restriktive Ventilationsstörung? 3a) „Beweis“ der Restriktion 3b) „Grading“ der Restriktion

21 Typische Spirometriebeispiele 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 21 [In Anlehnung an Pellegrino et al., 2005]

22 Typische Spirometriebeispiele 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 22 [Kryger et al., 1976] © D. Franzen [In Anlehnung an Pellegrino et al., 2005]

23 Typische Spirometriebeispiele 3. Spirometrie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 23 [In Anlehnung an Pellegrino et al., 2005] [Kryger et al., 1976]

24 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 24

25 Physikalische Grundlagen 4. Bodyplethysmographie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 25

26 Interpretation 4. Bodyplethysmographie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 26 Fragestellung/ BefundKriterien ÜberblähungRV/TLC > 50% Bestätigung der RestriktionTLC < 80% Schweregrad der Restriktion FEV1 > 70% (leicht) FEV % Soll (mässig) FEV % Soll (schwer) FEV1 < 35% Soll (sehr schwer)

27 Strukturiertes Befunden einer Bodyplethymographie anhand eines Beispiels 4. Bodyplethysmographie LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 27 1.Überblähung? 2.Restriktion? 3.Atemwegswiderstände?

28 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 28

29 CO-Diffusionsmessung 5. CO-Diffusionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 29 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

30 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 I O 2 ) 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 5. CO-Diffusionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 30 [MacIntyre et al., 2005]

31 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 I O 2 ) 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) 5. CO-Diffusionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 31 [MacIntyre et al., 2005]

32 Interpretation 5. CO-Diffusionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 32 Fragestellung/ BefundKriterien 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)

33 Strukturiertes Befunden einer Bodyplethysmographie anhand eines Beispiels 5. CO-Diffusionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 33 CH4

34 DLCO versus KCO 5. CO-Diffusionsmessung LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 34 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).

35 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 35

36 Zusammenfassung 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 36 Ja Nein Ja Restriktion Obstruktion Mischsyndrom Pulmonal- vaskuläre Erkrankungen Erkrankung der Thoraxwand und neuromuskuläre Erkankungen Insterstitielle Lungen- erkrankung Emphysem Asthma Chronische Bronchitis FEV 1 /VC ≥ LLN VC ≥ LLN TLC ≥ LLN VC ≥ LLN TLC ≥ LLN D L, CO ≥ LLN Normal [Pellegrino et al., 2005]

37 Beispiel 1 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 37 Interpretation?

38 Auflösung 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 38

39 Morphologisches Korrelat Lungenemphysem 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 39

40 Beispiel 2 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 40

41 Morphologisches Korrelat Idiopathische Lungenfibrose 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 41

42 Longitudinalvergleich der Lungenfunktion 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 42 Definition von signifikanten Veränderung der Lungenfunktionswerte in Abhängigkeit der Zeit [Pellegrino et al., 2005]

43 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 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 43 [Crapo et al., 2000] GEGENANZEIGEN FÜR DEN METACHOLIN-PROVOKATIONSTEST Absolut: Schwere Atemwegsobstruktion (FEV 1 < 50% prädiktiv oder < 1,0 L) Herz- oder Hirninfarkt innerhalb der letzten 3 Monate Unkontrollierte Hypertonie, systolischer BD > 200 oder diastolischer BD > 100 Bekanntes Aortenaneurysma Relativ: Mässige Atemwegsobstruktion (FEV 1 < 60% prädiktiv oder < 1,5 L) Durchführung einer qualitativ-akzeptablen Spirometrie unmöglich Schwangerschaft Stillzeit Einnahme von Cholinesterasehemmern (gegen Myasthenia gravis) KLASSIFIZIERUNG DER BRONCHIALEN REAGIBILITÄT PC 20 (mg/ml) Interpretation* > 16Normale bronchiale Reagibilität 4,0-16„Borderline“ (grenzwertige) BHR 1,0-4,0Milde BHR (positives Testergebnis) < 1,0Mässige bis schwerwiegende BHR

44 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 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 44 Klinik/DiagnoseFENO < 25 ppbFENO ppbFENO > 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]

45 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 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 45 [American Thoracic Society/European Respiratory Society, 2002]

46 Atemwegsdruckmessung = Messung der Atemmuskulatur 6. Zusammenfassung und Beispiele LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 46 [American Thoracic Society/European Respiratory Society, 2002]

47 Inhalt 1.Bedeutung der LungenfunktionsmessungSeite 06 2.Messgrössen10 3.Spirometrie14 4.Bodyplethysmyographie25 5.CO-Diffusionsmessung29 6.Zusammenfassung und Beispiele36 7.Referenzen48 LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 47

48 Referenzen American Thoracic Society/European Respiratory Society, Am J Respir Crit Care Med 2002; 166: Bloch KE et al, Praxis 2003; 92: 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: Fletcher C et al, BMJ 1977;1: Kryger et al, Am J Med 1976;61:87 MacIntyre N et al, Eur Respir J 2005; 26: Miller MR et al, Eur Respir J 2005; 26: 319–338 Pellegrino R et al, Eur Respir J 2005; 26: 948– Referenzen LUNGENFUNKTIONSDIAGNOSTIK 48


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