Postoperative Vorhersage der Lungenfunktion (POPPY)

Lungenkrebs ist weltweit die häufigste Krebstodesursache, wobei nicht-kleinzelliger Lungenkrebs (NSCLC) etwa 85 % aller diagnostizierten Lungenkrebserkrankungen ausmacht. Die chirurgische Resektion ist die primäre Behandlung von nicht-kleinzelligem Lungenkrebs (NSCLC) im Stadium I und II bei Patienten mit gutem oder niedrigem Operationsrisiko. Bei Hochrisikopatienten oder medizinisch inoperablen Patienten kann jedoch eine Strahlentherapie als Primärbehandlung empfohlen werden. Die Risikostratifizierung von Lungenkrebspatienten für eine Operation ist eine wichtige präoperative physiologische Beurteilung, bei der die kardiovaskuläre Gesundheit, die Lungenfunktion, Komorbiditäten und die prognostizierte postoperative Lungenfunktion berücksichtigt werden.

Patienten mit einem vorhergesagten postoperativen forcierten Exspirationsvolumen in 1 Sekunde (ppoFEV1) oder einer vorhergesagten postoperativen Diffusionskapazität für Kohlenmonoxid (ppoDLCO) von weniger als 40 % der vorhergesagten Normalwerte haben ein deutlich erhöhtes Risiko für perioperative Komplikationen oder Tod. Aufgrund der Möglichkeit eines postoperativen Atemversagens werden diese Patienten häufig von einer chirurgischen Resektion ausgeschlossen.

Die Vorhersage der postoperativen Lungenfunktion basiert derzeit auf der anatomischen Segmentzählung (ASC), die Ergebnisse des Lungenfunktionstests (PFT) berücksichtigt. Standard-PFTs wie die Spirometrie können die Lungenkapazität nur als Durchschnitt über die gesamte Lunge messen und berücksichtigen keine regionalen Funktionsunterschiede. Die prädiktive Gültigkeit der ASC-Methode ist bei Patienten mit physiologisch beeinträchtigter Lunge weniger genau, beispielsweise bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), die in der NSCLC-Population weit verbreitet ist. Da sich das Lungenfunktionsdefizit zudem höchstwahrscheinlich auf die Region des Tumors konzentriert, kann es sein, dass die ASC-Methode die postoperative Lungenfunktion unterschätzt, was dazu führt, dass einige Patienten fälschlicherweise von einer chirurgischen Behandlung ausgeschlossen werden.

Nuklearmedizin wird empfohlen, wenn regionale funktionelle Bildgebung erforderlich ist, um chirurgische Entscheidungen zu treffen. Allerdings sind nuklearmedizinische Untersuchungen teuer, zeitaufwändig und nicht in allen Einrichtungen verfügbar. Die CT-Beatmungsbildgebung ist eine kostengünstigere und zugänglichere Alternative zur Nuklearmedizin, um Patienten bei der Behandlung von Lungenkrebs zu informieren.

Einführung in die CT-Beatmungsbildgebung Die CT-Beatmungsbildgebung ist eine neuartige softwarebasierte Lösung zur Erstellung von Karten der Lungenfunktion (Ventilation) aus respirationskorrelierten CT-Scans, wie z. B. der Atemanhalte-CT (BHCT), bei der der Patient für die Dauer des Scans den Atem anhält .

Die wichtigsten Schritte bei der CT-Beatmungsbildgebung sind:

1. Erfassen Sie mithilfe der Atemanhalte-CT (BHCT) CT-Bilder der Lunge beim Ausatmen und Einatmen. Bei der BHCT werden statische End-Inspirations- und End-Exspirations-Bilder der Lunge aufgenommen, während der Patient etwa 10 Sekunden lang den Atem anhält.
2. Mithilfe der verformbaren Bildregistrierung wird eine räumliche Abbildung (Verformungskarte) zwischen den verschiedenen CT-Bildern (vom Peak-Einatmungs- zum Peak-Ausatmungs-Peak) ermittelt.
3. Anwendung einer Beatmungsmetrik zur Quantifizierung hoch- und niedrigfunktioneller Lungen, die eine quantitative Analyse auf der Grundlage der Informationen aus der verformbaren Bildregistrierung umfasst.

Das resultierende Beatmungsbild wird direkt dem anatomischen Bild überlagert und bietet so eine zusätzliche Dimension funktioneller Informationen, die leicht verständlich sind und bei chirurgischen Eingriffen von direktem Nutzen sein können.

Einsatz der CT-Beatmungsbildgebung zur Beurteilung der Lungenfunktion bei chirurgischen Eingriffen Es wurde vorgeschlagen, dass die CT-Beatmungsbildgebung die vorhergesagten Schätzungen der postoperativen Lungenfunktion verbessern soll, indem regionale Informationen zur Lungenfunktion bereitgestellt werden. Eine am Royal North Shore Hospital durchgeführte vorläufige Studie, in der die Machbarkeit der CT-Beatmungsbildgebung als Entscheidungshilfe für marginal resektable Patienten getestet wurde, kam zu dem Schluss, dass die durch CT-Beatmungsbildgebung abgeleitete Lungenfunktion stark mit der Goldstandard-PET-Beatmung auf Lappenebene korreliert.

CT-Perfusionsbildgebung Die Lungenperfusionsbildgebung wird üblicherweise zusammen mit der SPECT-Beatmungsbildgebung durch Injektion von 99mTc-markiertem makroaggregiertem Albumin durchgeführt. Nach dem Erfolg der CT-basierten Beatmungsbildgebungstechnik konzentriert sich ein neuer Forschungsbereich auf die Entwicklung neuartiger Algorithmen zur Bewertung der Blutflussinformationen aus den erfassten CT-Bildern. Diese Modalitäten werden es uns ermöglichen, sowohl Beatmungs- als auch Perfusionsinformationen abzuleiten.