Über den Einfluss von Lungenperfusion und Emphysemheterogenität auf den Therapieerfolg der endoskopischen Lungenvolumenreduktion bei COPD

Abstract

Die endoskopische Lungenvolumenreduktion (ELVR) mit Ventilen ist ein vielversprechendes neues Therapiekonzept für Patienten mit fortgeschrittenem Lungenemphysem bei chronisch obstruktiver Lungenkrankheit (COPD). Der Ausschluss von Patienten mit kollateraler Ventilation (CV) und das Erreichen einer vollständigen Okklusion des behandelten Lungenlappens durch die Ventile wurden bereits als Voraussetzungen für ein gutes klinisches Ansprechen beschrieben. Dennoch bleibt das Therapieergebnis sehr variabel, sodass dringend weitere Ein- und Ausschlusskriterien benötigt werden. In dieser Studie stellen wir die Frage, ob Lungenperfusion in der Szintigraphie und Emphysemheterogenität in der Computertomographie (CT) den Therapieerfolg vorhersagen können. 57 COPD-Patienten ohne CV wurden nach ELVR mit Ventilen retrospektiv analysiert. Die Patienten wurden vor und drei Monate nach der Intervention mittels einer Lungenfunktion (PFT), einer Lungenperfusionsszintigraphie, einer CT, des 6-Minuten-Gehtests (6MGT) sowie des St. George’s Respiratory Questionnaire (SGRQ) untersucht. Anhand der Perfusionsszintigraphie wurde die Perfusion des Ziellappens (ZL) der Intervention und des ipsilateralen nicht behandelten Lappens (INL) ermittelt, anhand der CT wurde automatisiert der Heterogeneity Index (HI) als Maß der Emphysemheterogenität berechnet. Die Patienten wurden jeweils am Median der Perfusion des ZL (8,11 %), der Perfusion des INL (14,73 %) und des HI (12,2 %) in zwei Gruppen aufgeteilt. Diese Gruppen wurden dann bezüglich der Veränderungen der Verlaufsparameter (PFT, 6MGT, SGRQ) von Vor- zu Nachuntersuchung verglichen. Weiterhin wurden Korrelationen zwischen ZL- Perfusion, INL-Perfusion, HI und den Verlaufsparametern berechnet. Die Patienten zeigten nach der Therapie eine signifikante Volumenminderung des ZL und signifikante Verbesserungen aller Verlaufsparameter (p 0,001). Allerdings war das Ansprechen interindividuell sehr variabel. Die ZL-Perfusion zeigte keinen Einfluss auf das Therapieergebnis. Hingegen ergab sich für Patienten mit hoher INL-Perfusion eine signifikant höhere Steigerung im 6MGT als Patienten mit niedriger INL-Perfusion (58,75 m vs. 7,95 m; p = 0,014). In Bezug auf die Emphysemheterogenität zeigte die Gruppe mit hohem HI eine signifikant größere Steigerung der Einsekundenkapazität (FEV1) als die Gruppe mit niedrigem HI (32,70 % vs. 14,85 %; p = 0,012). Übereinstimmend fanden sich signifikante Korrelationen zwischen der INL-Perfusion und dem 6MGT (r = 0,345; p = 0,027) sowie zwischen dem HI und der FEV1 (r = 0,446; p = 0,001), jedoch nicht zwischen der ZL-Perfusion und den Verlaufsparametern. Zusammenfassend zeigte diese Studie, dass INL-Perfusion und HI geeignete Parameter zur Patientenselektion vor ELVR sein könnten. Patienten mit hoher INL-Perfusion profitierten von einem höheren Anstieg im 6MGT, während Patienten mit hohem HI und damit heterogen verteiltem Emphysem einen größeren Anstieg der FEV1 zeigten. Zur Bestätigung dieser Ergebnisse ist eine prospektive Studie notwendig.

Endoscopic lung volume reduction (ELVR) with endobronchial valves is a novel treatment method for patients suffering from end-stage lung emphysema. In clinical trials, outcomes have been promising. The exclusion of patients with collateral ventilation (CV) and the achievement of complete lobar occlusion has recently been shown to be important prerequisites for clinical success. However, despite these improvements, the outcome of ELVR remains highly variable. In this study we asked whether lung perfusion and emphysema heterogeneity could predict the outcome of ELVR. 57 patients with no CV were retrospectively analyzed after ELVR with valves. Prior to and three months after treatment patients were evaluated by pulmonary function test (PFT), St. George’s Respiratory questionnaire (SGRQ), six-minute-walk-test (6MGT), lung perfusion scintigraphy and computed tomography (CT). According to perfusion scintigraphy, perfusion of the target lobe (ZL) and the ipsilateral nontarget lobe (INL) were calculated. The Heterogeneity Index (HI), a measure of emphysema heterogeneity, was automatically calculated by a software according to CT results. Patients were divided into groups at the median of ZL-perfusion (8.11 %), INL-perfusion (14.73 %) and HI (12.2 %). These groups were compared for changes in the outcome parameters (PFT, 6MGT, SGRQ) from baseline to follow-up time points. Additionally, correlations between ZL-perfusion, INL- perfusion, HI and changes in the outcome parameters noted above were calculated. After ELVR, patients demonstrated a significant volume reduction of the ZL and a significant improvement of all outcome parameters (p 0.001). However, the clinical outcome parameters remained highly variable. Patients with high INL-perfusion showed significantly greater improvement in the 6MGT than patients with low INL-perfusion (58.75 m vs. 7.95 m, p = 0.014). Concerning emphysema heterogeneity, patients with high HI demonstrated a significantly greater improvement of the forced expiratory volume in 1 second (FEV1) than patients with low HI (32.70 % vs. 14.85 %, p = 0.012). ZL- perfusion had no effect on this outcome. In agreement with these findings, there was a significant correlation between INL-perfusion and 6MGT (r = 0.345; p = 0.027) as well as between HI and FEV1 (r = 0.446; p = 0.001), while ZL- perfusion was not correlated with any outcome parameters. In conclusion, this study suggests that INL-perfusion and HI are feasible parameters for patient evaluation prior to ELVR. Patients with high INL-perfusion demonstrated a greater improvement of 6MGT, while patients with heterogeneous emphysema benefited from higher FEV1 improvement. A prospective study is needed to confirm these results.