Erkennung früher pulmonaler Strukturveränderungen durch High-Fidelity-Exspirations-CO2-Analyse in Echtzeit

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist weltweit die vierthäufigste Todesursache und für über 6 % der Gesamtmortalität verantwortlich. Aufgrund alternder Gesellschaften und der Exposition gegenüber Risikofaktoren wird in den folgenden Jahren mit einer steigenden Prävalenz gerechnet. Zigarettenrauchen ist der wichtigste Risikofaktor für COPD, aber auch Nichtraucher können die Krankheit entwickeln. Obwohl COPD in erster Linie als obstruktive Atemwegserkrankung angesehen wird, kann sie auch das Lungenparenchym, die Lungengefäße, die systemischen Gefäße, das Herz und andere Organe betreffen. Daher kann COPD als "pulmonale Komponente einer systemischen Erkrankung" angesehen werden. Nach jüngsten Erkenntnissen haben Patienten mit COPD und einer relevanten Lungengefäßerkrankung ein höheres Risiko, Exazerbationen zu entwickeln, und haben eine schlechtere Prognose. Normalerweise leiden COPD-Patienten an einer leichten pulmonalen Hypertonie, einige von ihnen können jedoch einen „pulmonalen vaskulären Phänotyp“ (PVP) aufweisen. Patienten mit PVP leiden meist unter einer relativ leichten Atemwegsobstruktion und sind gekennzeichnet durch pathologische Veränderungen der kleinen Lungengefäße, stark erhöhten Lungengefäßwiderstand, stark reduzierter Diffusionskapazität, Normo- oder Hypokapnie, Kreislaufeinschränkung der Belastbarkeit und einer fortschreitenden Rechtsherzinsuffizienz . Eine frühzeitige Erkennung und Therapie der COPD kann das weitere Fortschreiten der Erkrankung und die Entwicklung von Komplikationen einschließlich Veränderungen der kleinen Lungengefäße stoppen.

Interstitielle Lungenerkrankungen (ILD) sind durch strukturelle Veränderungen der Lunge mit fibrotischer Zerstörung und Verlust von Alveolargewebe gekennzeichnet. Männliches Geschlecht und Rauchexposition sind häufige Risikofaktoren. Zum Zeitpunkt der Diagnose befinden sich die Patienten in der Regel in einem beeinträchtigten körperlichen Zustand mit schweren Symptomen und fortgeschrittener Funktionseinschränkung. Bei einer Untergruppe von Patienten liegt eine schwere Lungengefäßerkrankung vor, die die Prognose weiter verschlechtert. Obwohl in den letzten Jahren große Verbesserungen in der Therapie einiger ILD-Formen erzielt wurden, sind die verfügbaren Medikamente nicht kurativ. Ihr Ziel bleibt es, das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen. Daher kann eine frühzeitige Erkennung von ILDs helfen, rechtzeitig eine gezielte Behandlung einzuleiten und die Prognose der Patienten zu verbessern.

Strukturelle Lungenveränderungen sowohl aufgrund von COPD als auch ILD führen zu einem Verlust der kleinen Atemwege und kleinen Lungengefäße, die mit Standard-Lungenfunktionstests nicht nachweisbar sind, bis 50 % der kleinen Atemwege verschwunden sind. Diese Veränderungen können zwar auch durch die physiologische Lungenalterung erfolgen, bei Rauchern ist dieser Effekt jedoch deutlich beschleunigt. Diffusionskapazität (DLCO) und der sogenannte Krogh-Faktor (KCO) sind sinnvolle Marker für frühe pulmonale Strukturveränderungen. Darüber hinaus stellt die Lungendichte, wie sie durch einen hochauflösenden CT-Scan beurteilt und durch eine spezielle Software analysiert wird, ein empfindliches Werkzeug dar. Pulmonalvaskulärer Widerstand (PVR) und pulmonalvaskuläre Compliance sind sensitive Parameter zur Erkennung pulmonalvaskulärer Veränderungen.

Ähnlich wie bei der DLCO kann die High-Fidelity-Analyse der exspiratorischen CO2-Flussmessung eine sensitive Erkennung struktureller Lungenveränderungen ermöglichen. Das Verfahren hat den Vorteil, dass kein Fremdgas benötigt wird. Das Ziel dieser explorativen Pilotstudie ist es zu untersuchen, ob die High-Fidelity-Exspirations-CO2-Analyse in der Lage ist, frühe Lungenstrukturveränderungen zu erkennen, noch bevor sie durch Lungenfunktionstests (z. FEV1 oder Vitalkapazität).