Endoskopische Lungenvolumenreduktion mit endobronchialen Ventilen: Selektion geeigneter Patienten und Reduktion der Pneumothoraxrate

Abstract

Die Endoskopische Lungenvolumenreduktion (ELVR) kann Lungenfunktion, Lebensqualität, und körperliche Belastbarkeit bei Patienten mit fortgeschrittener COPD verbessern. Kollaterale Ventilation (CV) limitiert die klinischen Outcomes und muss daher vor Ventilimplantation ausgeschlossen werden, was hauptsächlich durch endobronchiale in-vivo Messung mit dem Chartis-Katheter (Pulmonx, USA) geschieht. Da noch keine konkreten Kriterien zur Phänotypisierung der Chartismessungen publiziert wurden, ist eine Fragestellung dieser Arbeit, wie viele Chartis-Phänotypen anhand welcher Grenzwerte voneinander abgegrenzt werden können. Eine wichtige Komplikation nach Ventilimplantation ist das Auftreten von Pneumothoraxen. Da körperliche Aktivität Pneumothoraxe bedingen kann, wurde untersucht, ob strikte Bettruhe nach Ventilimplantation hilft, die Pneumothoraxrate zu senken. Die klinischen Outcomes nach Ventilimplantation sind noch immer schwer abzuschätzen. Es wurde analysiert, inwiefern Lungenperfusion und Emphysemgrad die Outcomeparamter bedingen. 406 Chartismessungen von 166 Patienten mit fortgeschrittener COPD wurden retrospektiv analysiert. 72 Patienten wurden nach Ausschluss von CV mit Ventilen behandelt, wovon 32 Patienten standardisiertes postoperatives Managment (SMC) und 40 Patienten zusätzlich 48-stündige strikte Bettruhe und Hustenunterdrückung verordnet wurde (MMC). Des weiteren wurden die klinischen Outcomes von 57 Patienten im Bezug zur Lungenperfusion und zum Emphysemgrad analysiert. Vier Chartis-Phänotypen: CV positiv, CV negativ, Low Flow und Low Plateau konnten anhand der Chartis-Parameter:: Expirationsspitzenfluss, Wiederstandskurve, und Änderungen des totalen Expirationsvolumens definiert und unterschieden werden. Es traten 10 Pneumothoraxe nach Ventilimplantation auf, 8 in der SMC und 2 in der MMC-Kohorte (p=0.02). Die Ziellappenperfusion korrellierte mit keinem Outcomeparamter, wohingegen eine hohe Perfusion des ipsilateralen nicht behandelten Lungenlappens signifikant bessere Outcomes beim 6-Minuten-Gehtest (p=0.014) bedingte. Heterogen verteilte Emphyseme beeinflussen insbesondere die Einsekundenkapazität positiv (p=0.012). Die ist die erste Studie, die anhand von Grenzwerten klare Chartiskriterien definiert, um Chartis-Phänotypen wirksam voneinander angrenzen zu können. Das modifizierte posoperative Management reduziert die Pneumothoraxrate signifikant. Diese Studie zeigt zudem wie unterschiedliche Selektionsparameter unterschiedliche Outcomeparameter bedingen und hilft somit, geeignete Patiente für die Ventiltherapie zu finden.

Endoscopic lung volume reduction with valves has been shown to improve lung function, quality of live and exercise capacity in patients with severe COPD. Collateral ventilation (CV) limits the clinical success and has to be excluded prior to valve treatment, mainly by an endobronchial in-vivo measurent with the Chartis (Pulmonx, USA) catheter. Criteria for phenotyping Chartis measurements have not yet been defined. We therefore asked the questions: How many Chartis phenotypes can be identified and what are the criteria to distinguish among them? The major complication related to valve insertion is pneumothoraces. Based on the knowledge that strain activity is related to a higher risk of pneumothoraces, we asked whether modifying post-operative medical care with the inclusion of strict short-term limitation of strain activity and cough suppression is associated with a lower incidence of pneumothorax. Despite the benefits of ELVR, the outcomes remains difficult to predict. We asked how perfusion and emphysema distribution of the lung affect the clinical outcomes. In a retrospective study, 406 Chartis assessments of 166 patients with severe COPD were analyzed. 72 patients without CV were treated with valves, 32 of them received received Standard Medical Care (SMC), and 40 patients received a modified medical care (MMC) including bed rest for 48 hours and cough suppression to reduce the pneumothorax rate. The clinical outcomes of 57 patients were analyzed and correllated to the baseline lung perfusion and emphysema distribution. Four Chartis phenotypes: CV positive, CV negative, Low Flow and Low Plateau were defined and discriminated with respect to the Chartis paramters decline in expiratory peak flow, increase in resistance index and change in total exhaled volume. Ten pneumothoraces occurred up to four days after ELVR, eight pneumothoraces in the SMC, and only two in the MMC cohorts (p=0.02). The perfusion of the target lobe did not correllate with any clinical outcome paramter. A high perfusion of the ipsilateral non targeted lobe correllated with significant better outcomes in six minutes walk test (p=0.014) and a high heterogenity index with better outcomes in FEV1 (p=0.012). This is the first study defining clear cut-off criteria to distinguish between to Chartis phenotypes. The new postoperative management helps to reduce the pneumothorax rate. This study also reveals new attributes that associate with positive outcomes for patient selection prior to ELVR.