Bewertung der elektrischen Impedanztomographie zur Diagnose der chronischen Abstoßung bei Empfängern von Lungentransplantationen (CLAD)

Die Lungentransplantation ist die einzige verfügbare Behandlungsoption für Patienten, die von Lungenerkrankungen im Endstadium wie chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), zystischer Fibrose oder idiopathischer Lungenfibrose betroffen sind und nicht auf eine maximale medikamentöse Therapie ansprechen. Trotz der Fortschritte bei den chirurgischen Techniken, der Immunsuppressionsbehandlung und der Prävention akuter zellulärer Abstoßungsepisoden sowie opportunistischer Infektionen bleiben die langfristigen Ergebnisse nach einer Lungentransplantation unbefriedigend. Die chronische Allotransplantat-Dysfunktion der Lunge (CLAD) ist die Hauptursache für die langfristige Mortalität bei Empfängern von Lungentransplantaten, die für eine 5-Jahres-Sterblichkeit nach der Operation von 50 % verantwortlich ist. CLAD kann zu chronischem Lungenversagen führen und sich in zwei verschiedenen Phänotypen darstellen: Restriktive Formen von CLAD, bei denen alle Lungenvolumina verringert sind (allgemein als RAS, Restriktives Allograft-Syndrom bezeichnet), die kürzlich mit einer durch Antikörper vermittelten Abstoßung in Verbindung gebracht wurden. Eine häufigere Form der obstruktiven CLAD wurde als das wohlbekannte und definierte Bronchiolitis-Obliterans-Syndrom (BOS) identifiziert. Bei Patienten mit BOS führen die fortschreitende Obliteration und eine Verengung der distalen Atemwege zu Atemnot, Obstruktion des Luftstroms und Lufteinschlüssen.

Derzeit ist die Messung des forcierten Exspirationsvolumens bei 1 Sekunde (FEV1) der Goldstandard zur Beurteilung des BOS-Schweregrads. Dieser Test ist nicht invasiv und kann einfach am Krankenbett durchgeführt werden. Daher gibt es nur einen groben Überblick über die regionalen Folgen von BOS, wie sie durch große Atemwegsobstruktionen beeinflusst werden können. Die Thorax-Computertomographie (CT) liefert eine detailliertere Darstellung der regionalen Folgen von BOS, ist jedoch zeitaufwändig und setzt die Patienten einer Strahlung aus. Andere bildgebende Verfahren wie die Beatmungs-/Perfusionsszintigraphie wurden untersucht, können jedoch nicht am Krankenbett durchgeführt werden.

Da es bisher keine heilende Behandlung für BOS gibt, müssen vorbeugende Behandlungen wie Langzeit-Azithromycin, Bronchodilatatoren, inhalative Steroide oder Plasmapherese in einem frühen Stadium der Krankheit begonnen werden, um die Ergebnisse für die Empfänger zu verbessern. Die elektrische Impedanztomographie (EIT) ist neu Technologie, bei der ein Gürtel aus Sensoren um die Brust getragen wird, der Informationen darüber liefert, wie gut die Lungen durch das Beatmungsgerät mit Luft gefüllt werden. Es ermöglicht die Beurteilung dieser Unterschiede, die zuvor den Einsatz von invasiven Geräten erforderten, um sie zu erhalten. Informationen werden gewonnen, indem wiederholt kleine elektrische Wechselströme (normalerweise 5 mA) mit einer hohen Frequenz von 50 - 80 kHz durch ein System von Hautelektroden (normalerweise 16) injiziert werden, die umlaufend um den Thorax in einer Ebene zwischen dem 4. und 6. Interkostalraum angebracht werden. Während ein benachbartes Elektrodenpaar den Strom „injiziert“ („benachbarte Treiberkonfiguration“), messen alle verbleibenden benachbarten passiven Elektrodenpaare die Unterschiede im elektrischen Potenzial. Aus diesen Daten wird durch einen mathematischen Algorithmus unter Verwendung eines zweidimensionalen Modells und einer vereinfachten Form zur Darstellung des Thoraxquerschnitts ein Bild des spezifischen Widerstands (Impedanz) rekonstruiert.

Das resultierende Bild besitzt eine hohe zeitliche und funktionelle Auflösung, die es ermöglicht, dynamische physiologische Phänomene (z. Verzögerung der regionalen Inflation oder Rekrutierung) auf Atemzugbasis. Es ist wichtig zu erkennen, dass die EIT-Bilder auf Bildrekonstruktionstechniken basieren, die mindestens eine Messung an einem wohldefinierten Referenzzustand erfordern. Alle quantitativen Daten beziehen sich auf diese Referenz und können nur indirekt (relative) Änderungen der lokalen Lungenimpedanz (aber nicht absolut) quantifizieren.

EIT kann bei mechanisch beatmeten Patienten eingesetzt werden, um die Rekrutierung zu beurteilen und die Beatmungseinstellungen zu optimieren, um das Risiko einer iatrogenen beatmungsbedingten Lungenschädigung zu verringern. Bisher wurde EIT noch nie bei Empfängern von Lungentransplantaten angewendet.