Lungenemphysem – Ventile als therapeutische Option - Pulmonx

Der Katheter wird durch den Arbeitskanal
des Bronchoskops eingeführt, im
Ziel-Lungenlappen positioniert und der
Ballon am distalen Ende des Messkatheters
aufgeblasen bis zum kompletten
Verschluss des Ziel-Bronchus. In der Folge
ist der endobronchiale Luftstrom aus
dem untersuchten Lungenlappen nur
noch über einen Kanal im Ballonkatheter
möglich, dessen Messwerte an der
Konsole angezeigt werden. Bei fehlender
Kollateralventilation (CV-) und somit
fehlendem anderweitigen Luftnachstrom
kommt es zu einer konsekutiven Luftleere
des entsprechenden Lungenlappens; der
an der Konsole angezeigte Luftausstrom
über den Katheter nimmt sukzessive ab,
während der Druckgradient zwischen
Ziellappen und Umgebung zunimmt und
gleichzeitig das Widerstandsniveau zum
Luftstrom ansteigt. Der beschriebenen
Messung, die ca. fünf Minuten in Anspruch
nimmt, würde erst bei Kollateralventilations-negativem
(CV-) Befund die
Ventilimplantation folgen. Eine aktuelle
Studie aus 2012 zeigte, dass unter Verwendung
dieser Chartis ® -Messung die
Vorhersagewahrscheinlichkeit, von einer
anschließenden Ventilversorgung zu profitieren,
auf 75 % ansteigt.
Welche Optionen bestehen bei nachgewiesener
Kollateralventilation?
Neben der initial erwähnten chirurgischen
Lungenvolumenreduktion, die
zwar Kollateralventilationsunabhängig
ist, jedoch eine erhöhte perioperative
Sterblichkeit aufweist, sind verschiedene
weitere bronchoskopische Verfahren
entwickelt worden: Beim Einsatz sogenannter
Coils werden Nitinol-Spiralen
verwendet, die im gestreckten Zustand
bronchoskopisch freigesetzt werden und
hierbei ihre ursprüngliche Spiralform einnehmen
unter Mitnahme des Bronchialsystems;
das anliegende Lungengewebe
wird in der Folge zusammengezogen und
hierdurch volumenreduziert. Die bronchoskopische
Applikation von heißem
Wasserdampf im Sinne einer Thermoablation
bzw. von Hydrogelschaum löst
in emphysematösen Lungenbereichen
eine Entzündungsreaktion aus, der eine
gewünschte Gewebsschrumpfung folgt.
Ein Nachteil dieser Verfahren ist, dass
sie nicht reversibel, also nicht umkehrbar
sind.
Welche Risiken bestehen?
Zu den Frühkomplikationen, die innerhalb
der ersten 30 Tage nach bronchoskopischer
Lungenvolumenreduktion auf
treten können, zählen Lungenentzündung
im volumenreduzierten Lungenlappen
(mit 3% selten), postprozedurale
Infektexazerbationen (9%, selten
schwergradige Verläufe) und in Folge
der intendierten Kollabierung der überblähten
Lungenanteile Einreißen des
Lungenfells unter Lufteinschluss im sog.
Pleuraraum im Sinne eines Pneumothorax
(5–10 %); dieser kann sich am behandelten
oder auch am unbehandelten
Lungenflügel entwickeln und erfordert
oft den vorübergehenden Einsatz einer
Thoraxdrainage. Da die Patienten meist
noch drei Tage nach dem Eingriff in der
Klinik verbleiben, können diese Komplikationen
jeweils direkt behandelt werden.
Zusammenfassung
Neben der medikamentösen Therapie
des fortgeschrittenen Lungenemphysems,
die auf eine Symptomreduktion
beschränkt ist, führt die endoskopische
Lungenvolumenreduktion zur Verringerung
der emphysematös umgebauten,
nur gering zum Gasaustausch beitragenden
Lungenbereiche. Allen voran stellt
die endobronchiale Ventilimplantation –
unter vorherigem Ausschluss einer Kollateralventilation
– ein effizientes, sicheres
und reversibles Verfahren zur Reduktion
von Luftnot und Steigerung der Belastbarkeit
bei ausgewählten Patienten dar.
Bei dem derzeit in Deutschland, u. a.
in Bonn, durchgeführtem LIVE-Register
handelt es sich um eine Langzeitbeobachtung
von ca. 2.000 Patienten nach
Ventilimplantation hinsichtlich Lungenfunktion
und Lebensqualität. In den
kommenden Jahren werden noch weitere
Erkenntnisse zu Vorteilen und Nebenwirkungen
dieser neueren Therapien
sowie ihren Weiterentwicklungen folgen.
Lungenemphysem – Ventile als
therapeutische Option
Eine frühere Version dieses Artikels wurde bereits in der 1. Ausgabe der Deutschen Zeitschrift Forum Sanitas im Februar 2013 veröffentlicht.
Der Artikel wurde von Prof. Dr. med. D. Skowasch, Universitätsklinik Bonn (D) verfasst.
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Lungenemphysem
Ventile als therapeutische Option
as Lungenemphysem
D Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung
(COPD) als häufigste
Erkrankung der Atmungsorgane belegt
weltweit gegenwärtig bereits den
4. Platz der Todesursachenstatistik. In
der Schweiz sind über 400.000 Personen
an COPD erkrankt mit einer sehr
hohen Dunkelziffer. Unter dem Einfluss
inhalativer Noxen, führend des Zigarettenrauchs,
entstehen chronische Entzündungsprozesse
im Bereich der kleinen
Atemwege (= Bronchien), die über verschiedene
Umbauvorgänge zur Bronchial-Verengung
bis hin
zum Bronchial-Kollaps
bei Ausatmung führen
können. In der Folge bewirkt
die unvollständige
Ausatmung die residuale
„Luftfesselung“ in
der Lungenperipherie
im Sinne einer Lungenüberblähung,
dem Lungenemphysem.
Hierbei
besteht eine permanente
Erweiterung der kleinen,
peripheren Lufträume
unter gleichzeitiger Zer-
Vor der Volumenreduktion.
Der erkrankte Abschnitt ist
überbläht und drückt den
gesunden Lungenabschnitt
zusammen.
störung der Wände der Lungenbläschen.
In der Konsequenz ergibt sich hieraus
eine Abnahme der Gasaustauschfläche
mit verminderter Sauerstoffaufnahmekapazität.
Gleichzeitig führt die Lungenüberblähung
zu einem Tiefstehen des
Zwerchfells als wichtigstem Atemmuskel,
der infolge Überdehnung nur ineffektiv
an der Atemarbeit teilnimmt. Durch das
Lungenemphysem entsteht schließlich
Atemnot, zunächst nur unter Belastung,
später auch in Ruhe.
Neben dem o. g. Zigarettenrauchen
führen auch andere exogene Faktoren,
Nach der Lungenvolumenreduktion.
Der erkrankte Abschnitt
nimmt weniger Raum ein, so
dass sich der gesunde Abschnitt
der Lunge ausdehnen und seine
Funktion besser ausüben kann.
wie Luftverschmutzung oder wiederholte
Atemwegs-Infekte sowie endogene Faktoren,
allen voran der genetisch determinierte
Alpha-1-Antitrpysinmangel mit
gesteigertem enzymatischen Lungengerüstabbau,
zur Emphysementwicklung.
Welche therapeutischen Ansätze
bestehen?
Da das Lungenemphysem durch eine
Irreversibilität der Erweiterung der kleinen
Lufträume charakterisiert ist, bieten
die gegenwärtig eingesetzten inhalativen
Bronchienerweiterer und entzündungshemmenden
Medikamente keinen
heilenden Therapieansatz, sondern reduzieren
lediglich die Bronchialverengung.
Durch Ausschalten der ursächlichen
Noxen und frühzeitige Behandlung von
Infekten wird das Risiko des Emphysemprogresses
zwar vermindert; das bereits
emphysematös umgebaute Lungengewebe
bleibt jedoch hiervon unbeeinflusst.
Ebenso stellen Atemgymnastik
und Heimsauerstofftherapie lediglich
symptomatische Therapieansätze dar.
Bereits in den 1950er Jahren wurde die
Prozedur der sog. chirurgischen Lungenvolumenreduktion
eingeführt. Ein- oder
beidseitig wird hierbei emphysematöses
Lungengewebe entfernt, um so infolge
der Abnahme des Überblähungsgrades
die Brustwand- und Zwerchfellbeweglichkeit
zu steigern und die Atemarbeit
effizienter zu gestalten. Im Gegensatz
zum emphysematösen Lungengewebe
besitzt die verbleibende Lunge eine höhere
elastische Rückstellkraft, die den
bronchialen Ausatemfluss steigert und
dem erneuten Bronchialkollaps mit konsekutiver
Luftfesselung vorbeugt. In einer
großen Studie aus dem Jahre 2003
(National Emphysema Treatment Trial,
NETT) war 90 Tage nach dem operativen
Eingriff die Gesamtsterblichkeit der operierten
Patienten deutlich höher (7,9 %
vs. 1,3 %). Die Langzeitbetrachtung ergab
jedoch einen signifikanten Gewinn
an Lebensqualität und Überlebenszeit
durch die chirurgische Lungenvolumenreduktion,
insbesondere bei denjenigen
Patienten, die im Vorfeld ein Oberlappenbetontes
Lungenemphysem und eine
starke körperliche Belastungseinschränkung
aufgewiesen hatten.
Ventile als neuere therapeutische
Option: Bei wem kann die Lungenvolumenreduktion
angewendet werden?
Angesichts dieser erhöhten perioperativen
Sterblichkeit wurden in der Folge minimalinvasive
Therapieansätze entwickelt,
Endobronchiale Lungenvolumenreduktion (ELVR) ist eine nicht-chirurgische
Endobronchiale Lungenvolumenreduktion (ELVR) ist eine nicht-chirurgische
Behandlung, die zur Verbesserung der Atmung von Patienten mit Emphysem
Behandlung, die zur Verbesserung der Atmung von Patienten mit Emphysem
konzipiert ist. Das Zephyr-Ventil ist ein Einwegventil, das in bestimmte Luftwege
der Lunge implantiert wird. Es schließt sich (links), um zu verhindern, dass
konzipiert ist. Das Zephyr-Ventil ist ein Einwegventil, das in bestimmte Luftwege
der Lunge implantiert wird. Es schließt sich (links), um zu verhindern,
die eingeatmete Luft die erkrankten Lungenbereiche zu stark aufbläht, und es
dass die eingeatmete Luft die erkrankten Lungenbereiche zu stark aufbläht,
öffnet sich (rechts), um eingeschlossene Luft und Flüssigkeiten entweichen zu
und es öffnet sich (rechts), um eingeschlossene Luft und Flüssigkeiten
lassen.
entweichen zu lassen.
entwickelt, die die Vorteile die die der Vorteile Lungenvolumenre-
der Lungenvolumenreduktion
ohne die übliche ohne die Belastung übliche eines Be­
diese raussetzung Verfahren ist das in Betracht. Vorliegen Weitere einer mög-
Vor­
ausgeprägter dieses Verfahren Überblähung in Betracht. kommt Weitere Vo-
für
lastung operativen eines Verfahrens operativen ergaben: Verfahrens die bronchoskopische
die bronchoskopische Lungenvolumenreduktion. Lungenlichslung
des ungleichmäßigen jeweiligen Lungenflügels. Emphysemver­
Diese
ergabenaussetzunlichst
ungleichmäßigen ist das Vorliegen Emphysemvertei-
einer mögvolumenreduktion.
Hierbei wird in Sedation Hierbei bzw. wird Vollnarkose in Kurz­ teilung lässt sich des mittels jeweiligen Computertomographie
Lungenflügels.
bzw. in flexibler Vollnarkose oder starrer in flexibler Bronchoskopie oder starrer
Lungenspiegelung) Bronchoskopie (= ein Lungenspiegelung)
Kollaps bzw. eine
graphie beurteilen, und Lungenventilations­/Perfu­
um zu prüfen, welcher
(= Diese und Lungenventilations-/Perfusionsszinti-
lässt sich mittels Computertomo­
ein Schrumpfung Kollaps bzw. des eine emphysematösen Schrumpfung Lungengewebes
angestrebt; Lungengewebes Ziele sind eine anfen,
ist. Die welcher bronchoskopisch Lungenabschnitt im Bereich am mei­
em-
des sionsszintigraphie Lungenabschnitt am beurteilen, meisten um betroffen zu prü­
emphysematösen
gestrebt; Verminderung Ziele der sind Atemnot eine Verminderung
und eine größere
Atemnot Belastbarkeit. und Bei eine der größere Bronchoskopie Belast­
im ten Bereich Ventile emphysematöser (meist 3–5) verschließen Lungenan­
die
sten physematöser betroffen Lungenanteile ist. Die bronchoskopisch eingebrach-
der
barkeit. wird über Bei Mund der Bronchoskopie oder Nase ein wird flexibles, über teile entsprechenden eingebrachten Bronchien Ventile und (meist erlauben 3–5)
Mund weiches oder System Nase (= ein Bronchoskop) flexibles, weiches in die verschließen den Austritt von die Luft entsprechenden und Flüssigkeit Bronchierend
der und Ausatemphase, erlauben den der Austritt Lufteintritt von Luft in
wäh-
System Luftröhre (= eingeführt; Bronchoskop) über in den die Luftröhrbeitskanal
eingeführt; können über unter den sog. Sicht Arbeitska­
verschie-
und der Einatemphase Flüssigkeit während wird verhindert. Ausatem­
In der
sog. Arnadene
können Verfahren unter angewendet Sicht verschiedene werden, Verfahren
denen die angewendet endoskopische werden, Ventilimplanta-
von denen Einatemphase tete Lungengewebe verhindert eine wird. Luftentleerung, In der Fol­
von phase, Folge erfährt während das dem der Ventil Lufteintritt nachgeschal-
in der
die tion die endoskopische größten Erfahrungswerte Ventilimplantation besitzt. ge man erfährt spricht das von dem Atelektasenbildung. Ventil nachgeschaltete
erlaubt Lungengewebe den angrenzenden, eine Luftentleerung, gesünderen
Dies
die Zunächst größten wird Erfahrungswerte mittels Lungenfunktion besitzt. Zunächst
geprüft, wird ob der mittels Emphysempatient Lungenfunktion für geprüft,
Behandlung ob der geeignet Emphysempatient sein könnte für (for-
die es zientere erlaubt Atembewegungen den angrenzenden, mit gesünde­
konseku-
die man Lungenlappen spricht von und Atelektasenbildung. dem Zwerchfell effi-
Di­
Behandlung ciertes exspiratorisches geeignet sein Volumen könnte in 1 (forciertes
FEV1 15–45 exspiratorisches %/Soll; Residualvolumen, Volumen in 1 sec, RV effizientere Emphysem-Patient Atembewegungen hat weniger mit Luftnot kon­
sec, ren tiver Lungenlappen Abnahme der Atemarbeit, und dem Zwerchfell d. h. der
FEV1 > 20015–45 %/Soll), %/Soll; d. h. Residualvolumen, wird das Ausmaß RV sekutiver und ist besser Abnahme belastbar. der Atemarbeit, d. h.
> des 200 Emphysems %/Soll), d. h. festgestellt. wird das Nur Ausmaß eine der Die Emphysem­Patient Endobronchialventile hat weniger Zephyr Luftnot
(PulmonX) und ist besser sind belastbar. sog. Einweg-/Rück-
®
des kleinere Emphysems Gruppe der festgestellt. COPD-Patienten Nur eine mit
kleinere ausgeprägter Gruppe Überblähung der COPD­Patienten kommt mit für schlagventile, Auf Grund der bestehend unterschiedlichen aus einem Struk­
sili-
Normale Normale Alveolen Alveolen (mit großer Gesamtoberfläche).
(mit großer Gesamtoberfläche). Alveolen mit kleinerer Alveolen beim Emphysem (vergrößerte
Gesamtoberfläche).
konbeschichteten tur und Funktion werden Nitinolgerüst, die sog. welche endobronchialen
der Anatomie Ventile von entsprechend den intrabronchi­
mittels
sich
radiärer alen Ventilen Fixation abgegrenzt. anpassen. Die Beim Endobronchialventile
öffnet (Zephyr sich dieses ® , PulmonX, Ventil USA) und sind ein-
Ausatmegeschlossene
Rückschlagventile, Luft bestehend und Sekret aus strömen einem
heraus, silikonbeschichteten beim Einatmen Nitinolgerüst, verschliesst die bei es
sich, Ausatmung sodass zum keine Ablassen Luft mehr eingeschlossener
Luft Die und Zephyr Flüssigkeit ® -Ventilmethode öffnen und bei ist
einströmen
kann.
reversibel. Einatmung Intra zur Verhinderung Bronchial Ventile eines Spirationachstroms
® (Olympus) wieder weisen verschlossen eine Nitinol-ge-
sind. In­
Lufttragenetrabronchialventile
Polyurethanbeschichtete (Spiration ® , Olympus, Schirmchenform
USA) weisen auf, eine deren Nitinol­getragene, intrabronchialer Halt Polyurethan­beschichtete
kleine Häkchen gewährleistet Schirmchenform wird.
durch
auf, Die deren größte intrabronchialer Erfahrung liegt mit Halt den durch Endobronchialventilen
kleine Häkchen gewährleistet vor, die über wird. sieben
Jahren Die größte im Einsatz Erfahrung sind. liegt Eine mit große den Studidobronchialventilen
aus 2007 (Endobronchial vor, die seit Valve ca. sie­
for
En­
Emphysema ben Jahren im Palliation Einsatz Trial, sind. VENT) Eine untersuchte
Studie aus Patienten 2007 (Endobronchial mit einem fortgeschrit-
Valve tenen Emphysema Grad der Palliation Bronchialobstruktion Trial, VENT) unter­
und
große
Lungenüberblähung. suchte Patienten mit Unter einem Durchführung fortgeschrittenen
Grad hochauflösenden der Bronchialobstruktion Computertomo-
und
einer
graphie Lungenüberblähung. wurden die Unter emphysematösen
Durchführung
Lungenbezirke einer hoch­auflösenden identifiziert Computertomographie
entweder wurden einer die emphysematösen
einseitigen bron-
und die Patientechoskopischen
Lungenbezirke identifiziert Lungenvolumenreduktion
und die Patienten
entweder Endobronchialventilen einer einseitigen oder bron­
einer
mittels
optimalen choskopischen medikamentösen Lungenvolumenreduktion Therapie zugeführt.
mittels Endobronchialventilen Im 6-monatigen Intervall oder ergab einer
sich optimalen ein signifikant medikamentösen höherer Therapie Anstieg der zugeführt.
und Im der 6­monatigen 6-Minutengehstrecke Intervall ergab (als
FEV1
Ausdruck sich ein signifikant einer besseren höherer Belastbarkeit) Anstieg der
in FEV1 der und Lungenvolumenreduzierten der 6­Minutengehstrecke Patientengruppe.
Ausdruck einer besseren Belastbarkeit)
(als
in der lungenvolumenreduzierten Patientengruppe.
profitiert von Ventilen?
Wer
Mittlerweile lässt sich im Vorfeld der
endoskopischen
Wer profitiert von Lungenvolumenreduktion
Mittlerweile abschätzen, lässt ob sich tatsächlich im Vorfeld ein The-
der
Ventilen?
rapieerfolg endoskopischen eintritt. Lungenvolumenreduktion
abschätzen, ist eingeschränkt ob tatsächlich bei Vorliegen ein The­
der
Die Wirksamkeit der
Ventile
sog. rapieerfolg Kollateralventilation: eintritt. Die Wirksamkeit dies sind Kanä-
der
Ventile zwischen ist eingeschränkt den Lungenlappen, bei Vorliegen über die
sie der im sog. Sinne Kollateralventilation: eines Luftaustausches dies in sind Verbindung
Kanäle stehen. zwischen den Lungenlappen,
über Erfolgt die sie mittels im Sinne bronchoskopischer
eines Luftaustausches
in Verbindung die stehen. Blockade des en-
Ventilimplantation
dobronchialen Erfolgt mittels Luftstroms bronchoskopischer im emphysematösetilimplantation
Lungenlappen, die Blockade so kann des über endo­
die
Ven­
kollateralen bronchialen Kanäle Luftstroms die Luft im emphysematösen
Lungenlappen, so nachströmen kann über und die
aus benachbarten
der kollateralen gewünschten Kanäle Luftleere die aus (Atelektase) benachbarten
Lungenlappen bzw. diese nachströmen gänzlich und ver-
entgegenwirken
hindern. gewünschten Die Beurteilung Luftleere dieser (Atelektase)
entgegenwirken kann computertomographisch
bzw. diese gänzlich
Kollateralventilation
durch verhindern. Evaluation Die Beurteilung vollständiger dieser Fissuren Kollateralventilation
den einzelnen kann computertomo­
Lungenlappen
zwischen
oder graphisch mit dem durch sog. Evaluation Chartis-Messsystems
vollständiger
(PulmonX) Fissuren zwischen erfolgen. den Dieses einzelnen System Lungenlappen
aus Messkonsole oder mit dem und -Katheter sog. Chartis­ und
besteht
wird Messsystems während (PulmonX, der Bronchoskopie, USA) erfolgen. noch
vor Dieses Ventilimplantation, System besteht aus angewendet. Messkonso­
10 Forum Sanitas – Das informative Medizinmagazin • 1. Ausgabe 2013