Zusammenfassung
Die COPD ist eine heterogene Erkrankung, die durch eine obstruktive Ventilationsstörung definiert ist. Diese Ventilationsstörung entsteht durch eine Kombination individuell unterschiedlich ausgeprägter pathologischer Veränderungen des Lungenparenchyms (Emphysem) und der Atemwege (vor allem Obstruktion kleiner Atemwege). Die Projektionsradiografie kann lediglich ein fortgeschrittenes Emphysem diagnostizieren, ein geringer ausgeprägtes Emphysem und die Atemwegsveränderungen lassen sich vor allem mit der Computertomografie (CT) diagnostizieren.
Neben den visuellen Merkmalen einzelner COPD-typischer Veränderungen des Lungenparenchyms und der Atemwege werden Verfahren zur quantitativen Bewertung dieser Veränderungen vorgestellt. Abschließend wird die Rolle der Bildgebung für den Einsatz aktueller chirurgischer und bronchoskopisch-interventioneller Therapien erläutert.
Abstract
COPD is a heterogeneous disease defined by expiratory airflow limitation. Airflow limitation is caused by a variable combination of emphysematous destruction of lung parenchyma and small airway obstruction. Only advanced emphysema can be diagnosed by chest x-ray. Less severe emphysema and changes in small airways are commonly diagnosed by computed tomography.
Typical visual appearance of pathologic changes in lung parenchyma and airways of COPD patients are presented, furthermore methods for quantitative assessment of these changes and the crucial role of imaging for surgical and bronchoscopic treatment in COPD are discussed.
Keywords
COPD - emphysema - small airways disease - phenotyping - CT - MRI
Kernaussagen
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Die COPD („chronic obstructive pulmonary disease”) ist durch eine nicht vollständig reversible Atemwegsobstruktion definiert, die auf entzündlichen Veränderungen der kleinen Atemwege (Bronchiolitis) und auf der emphysematösen Destruktion des Lungenparenchyms beruht.
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Das Emphysem kann mit der CT besser beurteilt werden als mit der Projektionsradiografie. Mit der CT können zentrilobuläre, panlobuläre und paraseptale Typen des Emphysems unterschieden werden.
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Kleine Atemwege sind pathologisch verändert, wenn sie in der CT sichtbar werden. Indirekt lassen sich die pathologischen Veränderungen durch das „air trapping” und die Mosaikperfusion nachweisen. In großen Atemwegen kommt es zu Wandverdickungen und Bronchiektasen, in zentralen Atemwegen zur Tracheobronchomalazie, Säbelscheidentrachea oder Divertikeln.
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Angesichts der sozioökonomischen Bedeutung der COPD ist die Bildgebung insbesondere für die Erkennung der frühen Stadien der COPD wichtig. Mit der CT können Emphysem und Atemwegsveränderungen in allen Stadien der COPD diagnostiziert werden. Die MRT ist vor allem für funktionelle Untersuchungstechniken wichtig (Ventilation, Atemdynamik, Perfusion). Durch die Phänotypisierung der COPD (Festlegung der führenden pathophysiologischen Komponente) ist es möglich, den klinischen Verlauf und das Therapieansprechen besser vorherzusagen.
Literatur
-
1
Vogelmeier C, Buhl R, Criee C P et al.
Leitlinie der Deutschen Atemwegsliga und der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin zur Diagnostik und Therapie von Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis und Lungenemphysem (COPD).
Pneumologie.
2007;
61(5)
e1-e40
-
2
Rabe K F, Hurd S, Anzueto A et al.
Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease: GOLD Executive Summary.
American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine.
2007;
176(6)
532-555
-
3
Jörres R A, Welte T, Bals R et al.
Systemic manifestations and comorbidities in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and their effect on clinical state and course of the disease – an overview of the cohort study COSYCONET.
Dtsch Med Wochenschr.
2010;
135(10)
446-449
-
4
Gibson P G, Simpson J L.
The overlap syndrome of asthma and COPD: what are its features and how important is it?.
Thorax.
2009;
64(8)
728-735
-
5
Nakano Y, Muro S, Sakai H et al.
Computed tomographic measurements of airway dimensions and emphysema in smokers. Correlation with lung function.
Am J Respir Crit Care Med.
2000;
162(3 Pt 1)
1102-1108
-
6
Fishman A, Martinez F, Naunheim K et al.
A randomized trial comparing lung-volume-reduction surgery with medical therapy for severe emphysema.
N Engl J Med.
2003;
348(21)
2059
-
7
Sciurba F C, Ernst A, Herth F J et al.
A randomized study of endobronchial valves for advanced emphysema.
N Engl J Med.
2010;
363(13)
1233-1244
-
8
Zaporozhan J, Ley S, Weinheimer O et al.
Multi-detector CT of the Chest: Influence of Dose Onto Quantitative Evaluation of Severe Emphysema A Simulation Study.
Journal of computer assisted tomography.
2006;
30(3)
460
-
9
Kiraly A P, Odry B L, Godoy M CB et al.
Computer-aided diagnosis of the airways: beyond nodule detection.
J Thorac Imaging.
2008;
23(2)
105-113
-
10
Zhang J, Hasegawa I, Feller-Kopman D, Boiselle P M.
2003 AUR Memorial Award. Dynamic expiratory volumetric CT imaging of the central airways: comparison of standard-dose and low-dose techniques.
Acad Radiol.
2003;
10(7)
719-724
-
11
Brillet P, Fetita C I, Saragaglia A et al.
Investigation of airways using MDCT for visual and quantitative assessment in COPD patients.
Int J Chron Obstruct Pulmon Dis.
2008;
3(1)
97-107
-
12
Puderbach M, Hintze C, Ley S et al.
MR imaging of the chest: A practical approach at 1.5 T.
Eur J Rad.
2007;
64(3)
345-355
-
13
Ley-Zaporozhan J, Ley S, Eberhardt R et al.
Visualization of morphological parenchymal changes in emphysema: Comparison of different MRI sequences to 3D-HRCT.
Eur J Rad.
2010;
73(1)
43-49
-
14
van Beek E JR, Dahmen A M, Stavngaard T et al.
Hyperpolarised 3He MRI versus HRCT in COPD and normal volunteers: PHIL trial.
European Respiratory Journal.
2009;
34(6)
1311-1321
-
15
Ley-Zaporozhan J, Kauczor H.
Imaging of airways: chronic obstructive pulmonary disease.
Radiol Clin North Am.
2009;
47(2)
331-342
-
16
Ley-Zaporozhan J, Ley S, Kauczor H U.
Morphological and functional imaging in COPD with CT and MRI: present and future.
Eur Radiol.
2008;
18(3)
510-521
-
17
Ley-Zaporozhan J, Ley S, Eberhardt R et al.
Assessment of the relationship between lung parenchymal destruction and impaired pulmonary perfusion on a lobar level in patients with emphysema.
Eur J Rad.
2007;
63(1)
76-83
-
18
Snider G L, Kleinerman J L, Thurlbeck W M, Bengali Z H.
The definition of emphysema. Report of a National Heart, Lung, and Blood Institute, Division of Lung Diseases workshop.
Am Rev Respir Dis.
1985;
132(1)
182-185
-
19
Hogg J.
Lung structure and function in COPD. State of the Art Series. Chronic obstructive pulmonary disease in high- and low-income countries. Edited by G. Marks and M. Chan-Yeung. Number 4 in the series.
The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease.
2008;
12
467-479
-
20
Pipavath S NJ, Schmidt R A, Takasugi J E, Godwin J D.
Chronic Obstructive Pulmonary Disease: Radiology-Pathology Correlation.
Journal of Thoracic Imaging.
2009;
24(3)
171-180
-
21
Hansell D M, Bankier A A, MacMahon H et al.
Fleischner Society: Glossary of Terms for Thoracic Imaging.
Radiology.
2008;
246(3)
697
-
22
Bankier A A, De Maertelaer V, Keyzer C, Gevenois P A.
Pulmonary emphysema: subjective visual grading versus objective quantification with macroscopic morphometry and thin-section CT densitometry.
Radiology.
1999;
211(3)
851-858
-
23
Madani A, Zanen J, de Maertelaer V, Gevenois P A.
Pulmonary emphysema: objective quantification at multi-detector row CT – comparison with macroscopic and microscopic morphometry.
Radiology.
2006;
238(3)
1036-1043
-
24
Stolk J, Putter H, Bakker E M et al.
Progression parameters for emphysema: A clinical investigation.
Respiratory Medicine.
2007;
101(9)
1924-1930
-
25
Madani A, Van Muylem A, Gevenois P A.
Pulmonary Emphysema: Effect of Lung Volume on Objective Quantification at Thin-Section CT1.
Radiology.
2010;
257(1)
260-268
-
26
Hogg J C.
Pathophysiology of airflow limitation in chronic obstructive pulmonary disease.
Lancet.
2004;
364(9435)
709-721
-
27
Mastora I, Remy-Jardin M, Sobaszek A et al.
Thin-Section CT Finding in 250 Volunteers: Assessment of the Relationship of CT Findings with Smoking History and Pulmonary Function Test Results.
Radiology.
2001;
218(3)
695-702
-
28
Nakano Y, Wong J C, de Jong P A et al.
The Prediction of Small Airway Dimensions Using Computed Tomography.
Am J Respir Crit Care Med.
2005;
171(2)
142-146
-
29
Ooi G C, Khong P L, Chan-Yeung M et al.
High-Resolution CT Quantification of Bronchiectasis: Clinical and Functional Correlation.
Radiology.
2002;
225(3)
663-672
-
30
Boiselle P M, O'Donnell C R, Bankier A A et al.
Tracheal Collapsibility in Healthy Volunteers during Forced Expiration: Assessment with Multidetector CT.
Radiology.
2009;
252(1)
255-262
-
31
Sverzellati N, Ingegnoli A, Calabrò E et al.
Bronchial diverticula in smokers on thin-section CT.
European Radiology.
2010;
20(1)
88-94
-
32
Weinheimer O, Achenbach T, Bletz C et al.
About Objective 3-D Analysis of Airway Geometry in Computerized Tomography.
IEEE Trans Med Imaging.
2008;
27(1)
64-74
-
33
Coxson H O, Mayo J, Lam S et al.
New and Current Clinical Imaging Techniques to Study Chronic Obstructive Pulmonary Disease.
Am J Respir Crit Care Med.
2009;
180(7)
588-597
Dr. med. Michael Owsijewitsch
Universitätsklinikum Heidelberg
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Diagnostische und Interventionelle Radiologie
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