Effektivität von Metallstents - Evaluation mittels Ventilations/Perfusions-Szintigraphie und Lungenfunktionsuntersuchungen*

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Zusammenfassung:

In der Behandlung von malignen Bronchusstenosen ist die Stentimplantation eine sehr effektive Vorgehensweise, um durch Wiederherstellung des Bronchiallumens eine Linderung klinischer Beschwerden zu erzielen. Ob dabei die Verbesserung der Ventilation von einer Verbesserung des pulmonal-arteriellen Blutflusses und des Gasaustausches begleitet wird, ist unklar. Methodik: Es wurden 14 Patienten mit malignen, hochgradigen Bronchusverengungen untersucht, die eine Metallstentimplantation erhielten. Vor und 8 Tage nach der Intervention wurde sowohl eine quantitative Ventilationsszintigraphie mit ^99mTc-Technegas, eine Perfusionsszintigraphie mit ^99mTc-MAA (V/Q scans) und Lungenfunktionstestungen durchgeführt. Ergebnisse: Die Stentimplantation war bei allen Patienten erfolgreich und führte zu einer Reduktion des Stenosegrads (vor Stentimplantation: 93 % ± 1,5 %; nach Stentimplantation: 16 % ± 3,5 %). Nach der Stentimplantation ergab die Ventilationsszintigraphie eine Verbesserung der Tracerdeposition in der betroffenen Lunge um 65 % (vor Stentimplantation: 37 ± 8 %; nach Stentimplantation: 61 % ± 6 %; p < 0,05). Ergänzend wurde eine 71 %ige Steigerung in der Perfusionszintigraphie erzielt (vor Stentimplantation: 27 % ± 4 %; nach Stentimplantation: 46 % ± 5 %; p < 0,01). Basierend auf den szintigraphischen Kriterien war die Stentimplantation in 93 % (n = 13) aller Patienten erfolgreich. Die postinterventionellen Lungenfunktionsuntersuchungen zeigten eine signifikante Verbesserung der Vitalkapazität (VC, p < 0,01), des forcierten exspiratorischen Volumens in 1 Sekunde (FEV₁, p < 0,05), des exspiratorischen Spitzenflusses (PEF, p < 0,05), des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes (PaO₂, p < 0,05), des Kohlendioxidpartialdrucks (PaCO₂, p < 0,05) sowie auch der Sauerstoffsättigung (p < 0,05). Schlußfolgerung: Die Stentimplantation bei malignen, hochgradigen Bronchialverengungen führt in der betroffenen Lunge zu einer Verbesserung des Bronchiallumens und der Aktivitätsverteilung sowohl bei der Ventilations- als auch Perfusionsszintigraphie. Dies wird begleitet von einer signifikanten Verbesserung der Lungenfunktionsparameter.

Stent implantation in malignant bronchial stenoses is a highly effective method of providing symptomatic relief by restoring bronchial patency. Whether an improvement in ventilatory conditions is paralleled by an increase in blood flow and gas exchange has not yet been determined. Methods: Fourteen patients with malignant, high-grade obstruction of bronchi who had metal stent implantation were investigated. Before the intervention and again 8 days afterward, both quantitative technegas ventilation and ^99mTc-MAA perfusion scans (V/Q scans) und lung function tests were performed. Results: Stent implantation was successful in all patients, with a significant reduction in the degree of bronchial stenosis (prestent: 93 % ± 1.5 %; poststent: 16 % ± 3.5 %). After stent implantation, ventilation scintigraphy revealed an improvement in tracer deposition by 65 % (prestent: 37 % ± 8 %; poststent: 61 % ± 6 %; p < 0.05) within the affected lung. A complementary increase of 71 % by perfusion scintigraphy was obtained (prestent: 27 % ± 4 %; poststent: 46 % ± 5 %; p < 0.01 %). Based on scintigraphic criteria, stenting was successful in 93 % (n = 13) of all patients. Lung function studies performed after the intervention showed significant improvement in vital capacity (VC, p < 0.01), forced expiratory volume in 1 sec (FEV₁, p < 0.05), peak expiratory flow (PEF, p < 0.05), arterial oxygen (PaO₂, p < 0.05) and carbon dioxide (p_aCO₂, p < 0.05) tension, and oxygen saturation (p < 0.05). Conclusion: Stenting of malignant high-grade bronchial obstructions leads to an increase in bronchial patency and in activity distribution of both ventilation and perfusion scintigraphy of the affected lung, accompanied by significant improvement in lung function parameters.

Key words:

Bronchial carcinoma - Bronchial stenosis - Ventilation perfusion scintigraphy - Technegas - Stents

Einleitung

Hochgradige, maligne Bronchialverengungen können bei Patienten, die an einem Lungentumor erkrankt sind, zu einer Reihe von Komplikationen führen. Obwohl die chirurgische Resektion die besten Chancen für eine kurative Behandlung bietet, ist nur ein geringer Prozentsatz dieser Patienten operabel, insbesondere wenn sich bereits respiratorische Symptome eingestellt haben [[1], [2]]. Die Verringerung in der Offenheit von Atemwegen verursacht sehr häufig schwere Dyspnoe, Stridor und verschlechtert die Schleimexpektoration, was konsekutiv zu Komplikationen wie Pneumonie, Atelektase oder Lungenabszeß führt [[3], [4]]. Deshalb ist es wesentlich, Stenosen zu beseitigen, wobei Chemotherapie und Bestrahlung die kausalen Behandlungsmodalitäten der ersten Wahl darstellen [[5], [6]]. Beide Therapiestrategien können mit einer endobronchialen Laserresektion [[7]] oder mit Brachytherapie sehr effektiv kombiniert werden [[8]]. Die endobronchiale Stentimplantation bietet ein zusätzliches Instrument um das wiederhergestellte Bronchuslumen zu optimieren und zu stabilisieren [[9] [10] [11] [12]]. In Endstadien stellt dies häufig die einzig verbleibende therapeutische Option zur Linderung der respiratorischen Symptome dar. Der Wert der Stentimplantation bei Patienten mit Bronchusstenosen hängt wesentlich von der Verbesserung der Ventilation [[1], [13]] und der Normalisierung des pulmonal-arteriellen Blutflusses innerhalb des tumorös veränderten Lungenabschnitts ab. Eine verringerte Perfusion in der betroffenen Lunge resultiert u. a. aus hypoxieinduzierter Vasokonstriktion, direkter Tumorinfiltration oder -kompression von Blutgefäßen [[14], [15]]. Bislang war unklar, ob die Wiederherstellung der Offenheit der Atemwege nur die Ventilation begünstigt, ohne die Perfusion zu verbessern, d. h. daß es durch die rekonstruierende Maßnahme zu einem Anstieg in der Totraumventilation kommt, insbesondere wenn der unterbrochene Blutfluß bereits längerfristig besteht [[16]]. Hierbei würde die endobronchiale Stentimplantation die Ventilation in Arealen verbessern, in denen z. B. ein hoher Anteil an Shunt-Blut vorliegt [[17]]. In dieser Untersuchung wurde geprüft, ob die endobronchiale Stentimplantation sowohl eine Verbesserung von szintigraphischen Ventilations- als auch Perfusionsparametern bewirkt und inwiefern diese begleitet werden von Änderungen der Meßwerte in der Lungenfunktion.

Material und Methoden

Bei 14 Patienten (59 ± 4 J.) mit intra- oder extraluminalem Tumorwachstum und hochgradiger Stenosierung von Hauptbronchus (n = 9), Intermediärbronchus (n = 3) und Unterlappenbronchus (n = 2) erfolgte eine flexibel bronchoskopische Stentimplantation aufgrund schwerer Dyspnoe oder deutlich eingeschränkter Ventilation (Tab. [1]). Einen Tag vor und 7 Tage nach Stentimplantation wurde der Effekt der Behandlung mittels quantitativer Ventilations-/Perfusionsszintigraphie, Lungenfunktionsprüfung und arterieller Blutgasbestimmung erfaßt. Alle Patienten gaben vor der Intervention ihr schriftliches Einverständnis.

Tab. 1Biographische Patientendaten, Lokalisation und Art der Stenose sowie verwendeter Stenttyp.

Patient Nr.	weibl. (f) männl. (m)	Alter (J.)	Lokalisation der Stenose	Tumorart (i/e)	Stenttyp: Strecker (S) Accuflex (A)
1	f	60	RMB	i	S
2	m	43	LMB	i	A
3	m	67	LMB	i	S
4	m	68	LMB	i/e	A
5	m	67	IB	i/e	S
6	m	31	LLB	e	S
7	m	50	IB	i/e	S
8	m	75	RMB	i	A
9	m	55	IB	i/e	A
10	f	66	LMB	i	A
11	m	82	LLB	i/e	A
12	f	40	LMB	i	S
13	m	79	RMB	i	A
14	f	49	LMB	i/e	A
LMB: linker Hauptbronchus; LLB: linker Unterlappenbronchus; RMB: rechter Hauptbronchus; IB: Intermediärbronchus; i: intraluminal; e: extraluminal

Einteilung der Stenosegrade

Der Grad der Stenose wurde semiquantitativ durch bronchoskopische Beurteilung des verbleibenden Querschnitts kalkuliert. Stenosen wurden in vier Klassen eingeteilt: 100 % = Verschluß; 99 % = subtotale Stenose; 95 % = hochgradige Stenose; 90 % = höhergradige Stenose. Die prozentuelle Einteilung des wiederhergestellten Lumens erfolgte analog: 100 % = komplette Wiedereröffnung; 90 % = fast komplette Wiedereröffnung; 75 % = erfolgreiche Wiedereröffnung und 50 % = inkomplette Rekanalisierung.

Stentsysteme

Der Strecker Stent (Boston Scientific, Watertown, USA) ist ein passiv expandierbarer Metallmaschenstent, der aus einem Tantalumdraht gewoben ist und auf einen 5-F-Ballonkatheter montiert ist (Abb. [1]). Nach seiner Plazierung im Stenoseareal erfolgt eine Balloninsufflation mit einem Druck von 7 atü, wodurch der Stent von dem Führungskatheter gelöst und in der Stenose plaziert wird. Die für die Interventionen benutzten Stents hatten einen erreichbaren Enddurchmesser von 11 mm und eine Länge von 4 cm.

Der Accuflex Stent (Boston Scientific, Watertown, USA) besteht aus einem Nitinoldrahtgeflecht, welches auf dem inneren Schaft eines Führungskatheters montiert ist und einen selbstexpandierenden Mechanismus aufweist. Der Stent wird durch einen äußeren Hüllkatheter in einer komprimierten Position gehalten. Zur Stententfaltung wird das proximale Ende des inneren Katheteranteils fixiert, während der Hüllkatheter zurückgezogen wird (Abb. [2]). In expandiertem Zustand weist der Stent eine tubuläre Form auf und entfaltet sich zu einem maximalen Durchmesser von 10 mm bei einer Länge von 4 cm.

Abb. 1Entfaltungsweise des Strecker-Stents. Durch Balloninsufflation wird der Stent in der Bronchialwand freigesetzt.

Abb. 2Entfaltungsweise des Accuflex-Stents. Durch Zurückziehen eines Hüllkatheters wird die Entfaltung des Stents in Gang gesetzt.

Stentimplantation

Die flexible Bronchoskopie und Stentimplantation wurde wie kürzlich beschrieben durchgeführt [[17], [18]]. Vor Beginn der Intervention erfolgte die bronchoskopische Intubation mit einem metallverstärkten Silikontubus (Rüsch, Kernen). Während der Intervention wurde über einen separaten Sauerstoffkanal an der Außenseite des Tubus zusätzlich Sauerstoff (8 bis 10 l/Minute) verabreicht (Abb. [3]). Nachdem bronchoskopisch die Stenose passiert war, erfolgte die Markierung der distalen Stenosegrenze mittels röntgendichter Hautmarkierungen unter Durchleuchtungskontrolle. Nachfolgend wurde der Stent über einen Führungsdraht vorgeschoben und unter radiologischer und bronchoskopischer Kontrolle (Pentax FB 10 X; Durchmesser 2,8 mm, Pentax, Hamburg) positioniert. Dieses Vorgehen gewährleistete eine höchstmögliche Genauigkeit in der Plazierung der Prothese. Die Stentpositionierung wurde als erfolgreich angesehen, wenn die Stentenden die Stenose distal und proximal mindestens 1 cm überdeckten und die Stenose nachfolgend mit einem 5,8 mm Bronchoskop passiert werden konnte. Der Grad der Bronchusstenose vor und nach Stentimplantation erfolgte semiquantitativ.

Abb. 3Schematische Darstellung der Vorgehensweise zur Stentimplantation.

Lungenfunktionsprüfung und arterielle Blutgasanalyse

Lungenfunktionsanalytisch wurden spirometrische und ganzkörperplethysmographische Untersuchungen durchgeführt (Bodyscreen; Jäger GmbH & Co. KG, Würzburg). Zur Spirometrie wurde ein offenes System mit Integration der Flußsignale angewandt, zur Ganzkörperplethysmographie wurde ein volumenkonstantes System angewandt und die Resultate entsprechend internationaler Normwertprotokolle ausgewertet [[20]]. Die Darstellung der Lungenfunktionsdaten vor und nach Stentimplantation erfolgten als Istwert, Abweichung des Istwertes in Prozent sowie in Prozent vom Soll. Sämtliche Blutgasanalysen wurden mit einem automatischen Blutgasanalysesystem (280 Blutgassystem, Ciba Corning Diagnostics, Fernwald) durchgeführt.

Ventilations- und Perfusionsszintigraphie

Für die Ventilationsszintigraphie wurde ein ultrafeines ^99mTc-Pertechnetat Aerosol (Technegas) benutzt, das nach Inhalation Aufnahmen in verschiedenen Projektionen ermöglicht. Dadurch wird ein direkter Vergleich mit den korrespondierenden Aufnahmen der Perfusionsszintigraphie möglich. Zudem verhindert die ideale Aufnahmeenergie eine Photonenabschwächung durch darüber liegendes Weichteilgewebe [[21], [22]].

Die markierten ultrakleinen Carbonpartikel (Technegas, mit Genix Belgien) wurden in einem Technegas-Generator durch komplette Trocknung mittels Verdampfung hergestellt. Etwa 350 bis 400 MBq Na-^99mTC-Pertechnetat wurden in einem Grafittiegel (Tetley Crucible, Medgenix, Belgien) in reiner Argon-Atmosphäre auf 2500 °C erhitzt und das dabei entstandene Gasgemisch als Inhalationsagens benützt. Die Inhalation des Gases erfolgte mittels eines Mundstückes, das mit dem Generator durch Plastikleitungen verbunden ist. Die Patienten inhalierten langsam in aufrechter Position, um abschließend den Atem bei maximaler Inspiration für einige Sekunden anzuhalten. Dieses Manöver wurde maximal 8 × wiederholt, bis eine adäquate Zählrate erreicht war. Statistische Aufnahmen in sitzender Position wurden unmittelbar nach Inhalation in den Projektionen anterior, posterior, schräg links und rechts posterior sowie links- und rechtslateral mit einem festgesetzten Maximum von 50000 Counts pro Aufnahme durchgeführt [[23]]. Ventilationsaufnahmen erfolgten jeweils unmittelbar vor den Perfusionsaufnahmen.

Für die Perfusionsszintigraphie wurden etwa 185 MBc ^99mTc-markiertes, makroaggregiertes Albumin (SOLCO MAA, Sorin Biomedica, Saluggia, Italien) mit einem Gesamtgehalt von 100 000 bis 500 000 Partikeln bei maximaler Inspirationslage und liegendem Patienten in eine Armvene injiziert. Analoge Aufnahmen erfolgten in den gleichen Einstellungen wie bei der Ventilationsuntersuchung, mit einer festgesetzten totalen Zählrate von 400000 Counts pro Aufnahme. Der Patient befand sich dabei in sitzender Position. Eine Subtraktion der Technegas-Abbildungen von den Perfusionsaufnahmen wurde nicht durchgeführt.

Die Ventilations- und Perfusionsuntersuchungen erfolgten mittels einer Großfeld-Gamma-Kamera (Digital Dyna A 4, Picker International, München) mit einem LEAP-(low-energy, all-purpose) Kollimator. Die Kamera ist mit einem Micro/Max DELTA-Computer (Siemens, Erlangen) verbunden, was eine quantitative Analyse der Bilddaten ermöglicht. Bei allen Ventilations- und Perfusionsuntersuchungen wurden die anterioren und posterioren Projektionen digital aufgezeichnet und in einer RIO-Technik (region of interest) analysiert und der geometrische Mittelwert der Zählimpulse aus den anterioren und posterioren Projektionen zur Berechnung herangezogen. Der geometrische Mittelwert wurde dem arithmetischen Mittelwert vorgezogen, da er eine Tiefenkorrektur ermöglicht und somit eine genauere Abschätzung der gesamten pulmonalen Zählimpulse erlaubt. Zur Berechnung der Seitenverhältnisse (FS) wurde das geometrische Mittel der betroffenen Lunge in das Verhältnis zur Impulsrate beider Lungen gesetzt:

FS = <$>{textstyle stut Durchschnittszchar228 hlratederbetreffendenLungeover textstyle strut Durchschnittszchar228 hlratebeiderLungen}x100

Um die prozentuellen Veränderungen in der Ventilation und Perfusion nach Stentimplantation zu beurteilen, wurde die proportionale Aufnahme der radioaktiven Trägersubstanz in der gesunden Lunge vor und nach Stent als konstant betrachtet und als Referenzwert für die betroffene Lunge verwendet. Entsprechend wurde ein Verhältniswert (RS) für die Ventilation und Perfusion der betroffenen Lunge gebildet und als das Verhältnis des FS der betroffenen Lunge zum FS der gesunden Lunge berechnet:

RS = <$>{textstyle FSderbetroffenenLungeover textstyle strut FSdergesundenLunge}x100.

Dieser Verhältniswert wurde für die Beurteilung der prozentualen Änderung (PC) in Ventilation und Perfusion der betroffenen Lunge nach der Stentimplantation herangezogen:

PC = <$>{textstyle RSvorStentimplantationover textstyle strut RSnachStentimplantation}x100.

Statistische Berechnungen

Die Daten sind als Durchschnittswert ± SEM angegeben. Ergebnisse vor und nach Stentimplantation wurden mittels Students-T-Test für gepaarte Stichproben analysiert. Ein p-Wert < 0,05 wurde als signifikant angesehen.

Ergebnisse

Reduktion der Stenosen

Mittels Stentimplantation wurden Stenosen zwischen 75 und 100 % (Durchschnitt 93 % ± 1,5 %) behandelt. Die Stentimplantation war bei allen 14 Patienten erfolgreich und führte postinterventionell zu einer Verringerung auf 16 ± 4 % (Abb. [4]).

Abb. 4Stenosegrad der 14 Studienpatienten vor und nach Stentimplantation.

Lungenfunktionsanalyse

Bei der Mehrzahl der Patienten lag die totale Lungenkapazität (TLC) im Normalbereich (93 % ± 3 %, Bereich: 74 - 118 %). Dies ist zum einen durch eine gewisse Restdurchgängigkeit der Bronchien der betroffenen Lunge sowie zum anderen durch eine kompensatorische Hyperinflation der nicht betroffenen Seite zu erklären (Tab. [2]). Die Vitalkapazität war vor Stentimplantation auf 66 % ± 3 % des alterentsprechenden Normalwertes erniedrigt. Ebenso war der forcierte exspiratorische 1-Sekunden-Wert (FEV₁) mit 61 % ± 4 % vom Sollwert als auch der exspiratorischen Spitzenfluß mit 54 % ± 3 % Soll reduziert. Die meisten Patienten wiesen vor Stentimplantation eine mäßige bis schwere Hypoxämie mit einem arteriellen Sauerstoffpartialdruck (PaO₂) von 65 ± 2 mmHg auf. Der Durchschnittswert der arteriellen Sauerstoffsättigung (SaO₂) lag bei 92 % ± 1 %. Entsprechend wies die Mehrzahl der Patienten eine Hyperventilation auf (durchschnittlich PaCO₂ 33 ± 1 mmHg).

Nach Stentimplantation ergab sich eine geringgradige, aber signifikante Verbesserung der Vitalkapazität auf 75 ± 4 % des Sollwertes (p < 0,01) (Tab. [2], Abb. [5]). Ebenso war eine signifikante Zunahme der Flußparameter FEV1 auf 67 ± 4 % und PEF auf 58 ± 4 % zu beobachten (p < 0,05). Es zeigte sich eine tendenzielle Reduktion des spezifischen Atemwegswiderstandes (prä: 1,5 ± 0,1 kPa · s, post: 1,3 ± 0,1 kPa · s), welche jedoch keine statistische Signifikanz erreichte. Mit Ausnahme eines Patienten, der bei Kontrolle 8 Tage nach Intervention eine Abnahme des PaO₂ (von 79 auf 68 mmHg) zeigte, zeigten alle anderen Patienten eine Besserung der arteriellen Sauerstoffspannung von durchschnittlich 65 ± 2 mmHg auf 71 ± 2 mmHg (p < 0,05). In Verbindung mit dem PaO₂-Anstieg wurde auch ein PaCO₂-Anstieg von 33 ± 1 mmHg auf 35 ± 1 mmHg (p < 0,05) und eine Besserung der Sauerstoffsättigung von 92 % auf 94 % (p < 0,05) beobachtet.

Abb. 5Signifikant veränderte Lungenfunktionsparameter und Blutgasanalysen der 14 Studienpatienten vor und nach Stent implantation (PEF-Werte aufgeführt in Tab. [2]).

Tab. 2Lungenfunktionsparameter der 14 Studienpatienten vor und nach Stentimplantation.

	vor Stent	nach Stent
TLC (L) % Soll	6,1 ± 0,4 92 ± 3	6,3 ± 0,3 98 ± 3
VC (L) % Soll	2,6 ± 0,2 66 ± 3	3,0 ± 0,2** 75 ± 4
SRaw (kPa s) % Soll	1,47 ± 0,10 144 ± 14	1,33 ± 0,11 132 ± 10
FEV1 (L) % Soll	1,9 ± 0,1 61 ± 4,0	2,1 ± 0,1* 67 ± 4
PEF (L s-1) % Soll	4,1 ± 0,3 55 ± 3	4,6 ± 0,3* 58 ± 4
PaO2 (mmHg)	65 ± 2	71 ± 2,4*
PaCO2 (mmHg)	33 ± 1	35 ± 1*
SaO2 (%)	93 ± 0,8	94 ± 0,6*
*: p < 0,05; **: p < 0,01 Mittelwerte ± SEM

Ventilations- und Perfusionsszintigraphie

Vor Stentimplantation zeigte sich, daß Defekte in den Perfusionsaufnahmen sich eindeutig mit den Ventilationsdefekten deckten (Abb. [6]). Die Ventilationsaufnahmen nach Stentimplantation zeigten eine 65 %ige Verbesserung der Radionukliddeposition in der betroffenen Lunge, was einer Depositionszunahme von 37 % ± 8 % auf 61 % ± 6 % entsprach (p < 0,05). Nur ein Patient wies eine Abnahme der Tracerdeposition um 7 % nach Stentimplantation auf (Tab. [3], Abb. [7]). Mit einer Ausnahme führte die Stentimplantation bei allen Patienten zu einer signifikanten Verbesserung der Perfusion von 27 % ± 4 % auf 46 % ± 5 % (p < 0,01). Somit nahm die relative Perfusion auch bei den Patienten mit initial kompletten Atemwegsverlegungen um durchschnittlich 71 % zu. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Ventilationsuntersuchungen war auch in der Perfusionsstudie bei Patient 5 eine Abnahme der Radioaktivitäts-Deposition nach Stentimplantation zu messen (Tab. [3], Abb. [7]). Im Vergleich der Veränderungen von Ventilations- und Perfusionszuwachs wurde eine positive Korrelation von r = 0,77 berechnet.

Abb. 6Anteriore Projektionen der Ventilations- (oben) und Perfusionsszintigraphie (unten) eines Patienten mit subtotalem Verschluß des linken Hauptbronchus einen Tag vor (pre) und sieben Tage nach (post) Implantation eines Nitinol-Stents. Es zeigt sich nach Intervention eine korrespondierende Verbesserung in beiden Radionuklidstudien.

Abb. 7Ventilation und Perfusion der erkrankten Lungenseite vor und nach Stentimplantation. Die Resultate der 14 Studienpatienten vor und nach Intervention sind dargestellt als Mittelwerte ± SEM. Die Ventilation und Perfusion der nicht betroffenen Lunge wurde als Referenzwert (100 %) eingesetzt.

Tab. 3Quantitative Analyse von Ventilations- und Perfusionsszintigraphie über der erkrankten Lungenseite vor und nach Stentimplantation.

Patient Nr.	Perfusion vor Stent (%)	Perfusion nach Stent (%)	Ventilation vor Stent (%)	Ventilation nach Stent (%)
1	19	27	28	38
2	7	26	1	53
3	11	24	1	24
4	18	78	1	83
5	40	37	84	65
6	43	76	70	88
7	41	48	56	72
8	59	71	52	69
9	47	62	76	95
10	22	30	17	36
11	19	25	30	33
12	25	32	33	35
13	23	41	66	67
14	1	67	1	89
MW ± SEM	27 ± 4	46 ± 5**	37 ± 8	61 ± 6*
*: p < 0,05; **: p < 0,01

Diskussion

In dieser Studie konnte mittels V/Q-Szintigraphie gezeigt werden, daß bei Patienten mit malignen Stenosen der zentralen Atemwege eine endobronchiale Stentimplantation zu einer Verbesserung der Ventilations- und Perfusionsverhältnisse und konsekutiv zu einem verbesserten Gasaustausch führt.

Die Indikation für eine endobronchiale Stentimplantation besteht bei hochgradigen Stenosen der großen Atemwege, die durch extraluminales oder endobronchiales Tumorwachstum verursacht sind [[2], [12], [24]]. In den meisten Fällen führt die Stentimplantation innerhalb kurzer Zeit zu einer deutlichen Reduktion der Stenosekomponente und somit zu einer sofortigen Besserung der Dyspnoe des Patienten. In ähnlicher Weise kann je nach Tumorart eine Laserbehandlung oder, mit zeitlicher Verzögerung, eine Chemo- oder Strahlentherapie durch Gewebsreduktion und Dekompression von Bronchien und Blutgefäßen zu einer Verringerung der Gasaustauschstörung beitragen [[17], [25]]. Als Ursache eines verbesserten Gasaustausches wird ein erhöhter Blutfluß nach Behebung regionaler, reflektorisch bedingter Minderperfusionen angenommen [[2]]. Eine Verbesserung der Ventilation innerhalb eines komplett oder teilweise verschlossenen Lungenabschnittes kann selten auch ohne Verbesserung des Gasaustausches eintreten, wenn die Rekanalisierung nicht von einer Zunahme der pulmonal-arteriellen Durchblutung begleitet wird [[17]]. Dieser dann ausbleibende Erfolg ist als Folge der Kompression oder Infiltration arterieller oder venöser Blutgefäße durch die Tumorausdehnung zu verstehen, was sich in vielen Fällen nicht anhand radiologischer Verfahren vorhersagen läßt [[15]]. Bei bis zu einem Drittel der Patienten mit bronchogenen Karzinomen ist das radiologische Erscheinungsbild des Tumors irreführend, und es werden unerwartete Perfusionsstörungen gefunden [[26]]. Im ungünstigsten Fall könnte somit eine Wiederherstellung des Bronchiallumens lediglich zu einer Totraumventilation oder einer Erhöhung des Shuntvolumens in dem entsprechenden Areal führen und nicht eine Verbesserung des arteriellen Sauerstoff-Partialdrucks bewirken [[27]]. Um zu untersuchen, ob derartige funktionelle Mißverhältnisse zwischen Ventilation und Perfusion durch die endobronchiale Stentimplantation zu erwarten sind, wurden quantitative V/Q-Szintigraphien und Lungenfunktionsuntersuchungen 24 Stunden vor und eine Woche nach Stentimplantation durchgeführt.

Wenngleich die Szintigraphie keine Daten hinsichtlich der Absolutwerte von Ventilation und Perfusion liefern kann, so kann doch durch die Technik der seriellen Bildaufzeichnung ein Maß für relative Änderungen im Ausmaß der funktionellen Störung berechnet werden [[28]]. Mit dieser Methodik wurde gezeigt, daß die endobronchiale Stentimplantation nicht nur zu einer signifikanten Verbesserung der relativen Ventilationsverteilung führt, sondern - mit einer Ausnahme - auch einen Anstieg der Perfusionsanteile innerhalb der betroffenen Lungenareale zur Folge hat, unabhängig vom initialen Ausmaß der tumorbedingten Bronchuseinengung. Nur bei einem Patienten führte ein rasch wachsender Tumor innerhalb kurzer Zeit zu einer Penetration der Stentmaschen mit Sekretretention und einer klinischen Verschlechterung des körperlichen Zustandes. Szintigraphisch zeigte sich bei diesem Patienten eine verminderte Tracer-Deposition sowohl in der Ventilations- als auch in der Perfusionsstudie. Alle übrigen Patienten wiesen nach der Stentimplantation trotz der chronischen tumorösen Veränderungen ihrer betroffenen Lungenabschnitte szintigraphisch eine konkordante Verbesserung von Ventilation und Perfusion auf. Ähnliche Ergebnisse wurden 2 bis 4 Tage nach Laserreduktion von bronchialen Karzinomen beschrieben. Bei diesen Patienten verbesserte sich jedoch die Ventilation stärker als die Perfusion und die Änderungen im Gasaustausch waren nicht signifikant [[27]].

Im Gegensatz dazu wurden in dieser Studie die übereinstimmenden Verbesserungen von Ventilation und Perfusion durch signifikante Verbesserungen in Lungenfunktionsparametern ergänzt. Eine signifikante Verbesserung dieser Meßwerte war eng verbunden mit dem Erfolg der Stentimplantation, abschätzbar durch die Radionuklid-Szintigraphie und die Bestimmung des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks. Lediglich bei einem Patienten zeigte sich eine Diskrepanz zwischen den szintigraphischen Daten und den Parametern des Gasaustausches.

Schlußfolgerung

Diese Studie zeigt mit Hilfe von V/Q-Szintigraphie und Lungenfunktionsanalyse, daß die endobronchiale Stentimplantation zur Behandlung von stenosierenden, zentral gelegenen Tumoren eine effiziente Methode darstellt und auch zu einer Gesamtverbesserung des relativen pulmonalen Blutflusses, der Lungenfunktionsparameter und des Gasaustausches führt. Auch nach Rekanalisierung kompletter Bronchusverschlüsse geht die Abnahme der alveolären Hypoxie mit einer Zunahme der regionalen Perfusion einher. Sowohl die ventilations- als auch die perfusionsszintigraphischen Ergebnisse bestätigen übereinstimmend die Effektivität der endobronchialen Stentimplantation und liefern klare Hinweise, daß eine Wiedereröffnung eines tumorverschlossenen Bronchus wahrscheinlich nicht die Schaffung einer Totraumventilation begünstigt. Weitere Studien sind erforderlich, um das Zeitfenster der funktionell effektiven Bronchiallumen-Rekonstruktion zu erfassen.

Danksagung

Wir danken Frau Gitti Dzewas für die hervorragende technische Assistenz bei der Durchführung der Szintigraphien und Frau Dr. Claire Duvernoy, Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, University of Michigan, Ann Arbor, MI für die Durchsicht des englischen Manuskriptes.

Literatur

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