COMPARISON OF LUNG CLEARANCE INDEX DETERMINED BY WASHOUT OF N2 AND SF6 IN INFANTS AND PRESCHOOL CHILDREN WITH CYSTIC FIBROSIS
Autoren:
Mirjam Stahla,b,c, Cornelia Joachima,b,c, Mark O. Wielpützc,d, and Marcus A. Malla,b,c,e,f
a Division of Pediatric Pulmonology and Allergy and Cystic Fibrosis Center, Department of Pediatrics, University of Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 430, 69120 Heidelberg, Germany
b Department of Translational Pulmonology, University of Heidelberg, Im Neuenheimer Feld
156, 69120 Heidelberg, Germany
c Translational Lung Research Center Heidelberg (TLRC), German Center for Lung Research
(DZL), Im Neuenheimer Feld 156, 69120 Heidelberg, Germany
d Department of Diagnostic and Interventional Radiology, University of Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 110, 69120 Heidelberg, Germany
e Department of Pediatric Pulmonology, Immunology and Intensive Care Medicine, CharitéUniversitätsmedizin Berlin, Augustenburger Platz 1, 13353 Berlin, Germany
f Berlin Institute of Health (BIH), Anna-Louisa-Karsch-Strasse 2, 10178 Berlin, Germany
Was war Ihre wissenschaftliche Fragestellung?
Wir wollten wissen, ob ein spezieller Lungenfunktionstest zur Bestimmung des Lung Clearance Index (LCI, Messung der Lungenbelüftung) bei Kleinkindern und Vorschulkindern, das Multiple Breath Washout (MBW, Gasauswaschverfahren), vergleichbar ist, wenn man zwei unterschiedliche Gase verwendet (Stickstoff, N2 und Schwefelhexafluorid, SF6).
Warum ist das wichtig?
Die Lungenerkrankung bei Mukoviszidose (cystische Fibrose, CF) hat den größten Einfluss auf Krankheit und Tod bei CF-Patienten und beginnt früh nach der Geburt. Der LCI beschreibt die Anzahl der Lungenumsätze, die nötig sind, um ein Markergas aus der Lunge auszuwaschen. Dabei bedeuten hohe LCI-Werte eine ungleichmäßige Belüftung. Der LCI kann die CF-Lungenerkrankung bereits in den ersten Lebensmonaten aufdecken. Bisher wurde SF6 als Markergas bei Kleinkindern verwendet und N2 bei älteren Kindern und Erwachsenen. Da SF6 ein Treibhausgas und nicht in allen Ländern verfügbar ist, wäre es hilfreich, wenn man N2 auch bei Kleinkindern und Vorschulkindern verwenden könnte. Bisher wurden die beiden Gase bei Kleinkindern und Vorschulkindern noch nicht im direkten Vergleich untersucht.
Wie sind Sie vorgegangen?
Wir haben den LCI mit der MBW-Methode bei 51 Kleinkindern und Vorschulkindern mit CF (n=31) oder ohne Lungenerkrankung (n=20) von 0-5 Jahren unter Verwendung von N2 und SF6 nacheinander untersucht. Bei Kindern mit CF wurde danach eine MRT-Untersuchung des Brustkorbs durchgeführt als Teil ihres jährlichen Check-Ups. Das MRT des Brustkorbs sorgte auch dafür, dass jedes abnorme MBW-Ergebnis bestätigt werden konnte. Wir verglichen in der MBW-Untersuchung den Hauptparameter LCI, aber auch weitere Parameter aus der N2- oder SF6-MBW-Methode. Zusätzlich verglichen wir, ob der N2- oder SF6-LCI mit den MRT-Ergebnissen übereinstimmten.
Was haben Sie herausgefunden?
Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl der N2- als auch der SF6-LCI Kleinkinder und Vorschulkinder mit CF von denen ohne Lungenerkrankung unterscheidbar macht. Allerdings waren die LCI-Werte in beiden Gruppen mit der N2-Methode deutlich höher als mit der SF6-Methode. Mehr Kleinkinder und Vorschulkinder hatten einen auffälligen N2- als einen SF6-LCI. Der N2-LCI zeigte eine größere Übereinstimmung mit den MRT-Ergebnissen als der SF6-LCI. Der Unterschied zwischen N2- und SF6-LCI konnte in unserer Studie größtenteils dadurch erklärt werden, dass bei der N2-MBW das insgesamt ausgeatmete Volumen (CEV) größer war als bei der SF6-MBW.
Was bedeutet das, und warum muss man bei der Bewertung der Ergebnisse vorsichtig sein?
N2- und SF6-LCI sind nicht austauschbar. Unsere Daten lassen vermuten, dass der N2-LCI sensitiver sein könnte als der SF6-LCI, um frühe CF-Lungenveränderungen zu erkennen. Das größere N2-CEV könnte auf das N2 zurückzuführen sein, das durch das Lungengewebe freigesetzt wird. Dies ist in Lungenregionen erhöht, die schlechter belüftet sind, wie es bei CF der Fall ist. Es wird interessant sein, Daten über einen längeren Anwendungszeitraum hinweg zu sehen, um endgültig entscheiden zu können, welches Markergas das sensitivere ist. Allerdings erfordert die N2-MBW-Methode die Inhalation von reinem Sauerstoff und es gibt Berichte darüber, dass dies zu Veränderungen des Atemmusters führt, vor allem bei kleinen Kindern.
Wie geht es weiter?
Es wird interessant sein herauszufinden, ab welchem Mindestalter die N2-MBW-Methode durchführbar ist, ohne die Kinder einem Risiko auszusetzen.
Übersetzung von Dr. Uta Düesberg, 14.03.2019
