Anpassung an die Höhenlage – DLCO-Tests bei unterschiedlichen barometrischen Drücken

Verschiedene Höhenlagen wirken sich auch auf die Lungenfunktion aus. In extremen Höhenlagen – zum Beispiel bei der Besteigung des Everest – ist das jedem klar, allerdings beeinflussen auch viele alltägliche Situationen und weitaus niedrigerer Lagen die Lungenfunktion.

Ärzte müssen dies bei Lungenfunktionstests berücksichtigen, insbesondere wenn sie die Kohlenmonoxid-Diffusionskapazität (DLCO)messen. DLCO ist der meistgenutzte Lungenfunktionstest zur Evaluierung des Gastransfers in der Lunge und hat sich als aussagekräftiger Prädiktor für das Überleben bei Patienten mit COPD erwiesen.^*

Hier kommt Dr. Matt Hegewald ins Spiel, Facharzt für Pneumologie und Intensivmedizin des Lungenfunktions- und Blutgaslabors im Intermountain Medical Center. Er ist zudem Privatdozent für Medizin an der Universität Utah.

"...wenn wir Patienten, die aus niedrigeren Höhenlagen zu uns kommen, mit solchen aus höheren Höhenlagen wie Wyoming, Colorado oder Idaho verglichen haben... wollten wir sicherstellen, dass unsere DLCO-Ergebnisse nicht durch diese Faktoren beeinträchtigt werden."

«Hier in Utah befinden wir uns auf einer Höhe von etwa 1400 Metern, und wir haben Patienten, die uns von verschiedenen Laboren in unterschiedlichen Höhenlagen überwiesen werden. Wir wollten sicherstellen, dass beim Vergleich von Patienten, die aus niedrigeren Höhenlagen zu uns kommen, mit denen aus höher gelegenen Gebieten, wie z. B. Wyoming, Colorado oder Idaho, die Ergebnisse zuverlässig sind. Wir wollten sichergehen, dass unsere DLCO-Ergebnisse nicht von der Höhenlage beeinflusst werden.»

So lässt sich DLCO an verschiedene barometrische Drücke anpassen

Es ist allgemein bekannt, dass der barometrische Druck einer der Umweltfaktoren ist, die eine DLCO-Messung beeinflussen. 2017 haben ERS/ATS hierfür entsprechende DLCO-Normen veröffentlicht^*. Dabei war eine der Empfehlungen gemäss den DLCO-Normen, dass mit Hilfe neuerer Technologien untersucht werden sollte, ob die derzeitige Gleichung zur Anpassung der DLCO noch zutreffend ist.

Hegewald erklärt: «Die ursprüngliche Forschung zu diesem Thema wurde in den 1980er Jahren mit einer heute überkommenen Methode durchgeführt, der «Bag-in-Box». Dabei wurden Änderungen der DLCO mithilfe von simulierten Höhenlagen berechnet und dann wurde durch Änderung des eingeatmeten Sauerstoffvolumens eine Korrektur vorgeschlagen^*.

Während dies mit der PAO2-Anpassung – der Anpassung für den alveolären Sauerstoffpartialdruck – aktualisiert wurde, war es unser Ziel, eine neue Gleichung für die Anpassung der DLCO auf Basis des barometrischen Drucks unter Verwendung heutiger schneller Gasanalysatoren zu entwickeln, um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Zudem wollten wir auch COPD-Patienten einbeziehen, da dies bisher nicht geschehen war.”

„Unser Ziel bestand darin, eine neue Gleichung für die Anpassung der DLCO auf Basis des barometrischen Drucks unter Verwendung heutiger schneller Gasanalysatoren zu entwickeln, um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten.”

Um dies zu erreichen, entwickelten Hegewald und sein Team eine Studie, die sowohl Probanden mit COPD und irreversibler Einschränkung der Lungenventilation (Airflow) als auch gesunde Kontrollpersonen einschloss. Die DLCO wurde unter normalen Umgebungsbedingungen (1400 m Höhe) und in simulierten Höhen von 2500 m und 3800 m in einer Hypobaric/Hyperbaric-Mehrkammer gemessen. 

Um diese Messungen durchführen zu können, benötigte Hegewald jedoch eine tragbare Ausrüstung, die in eine Hypobaric/Hyperbaric-Mehrkammer passt. "Wir hätten diese Studie nicht mit den derzeitigen laborbasierten DLCO-Systemen durchführen können, weil sie nicht tragbar sind. Deshalb haben wir das EasyOne Pro LAB von ndd Medical Technologies verwendet. Sie sind die einzigen Geräte, die wirklich handlich sind und in sich geschlossene Instrumente, die problemlos zwischen einer Multiplex-Hyperbarkammer und einem PFT-Labor – oder wo immer Sie sie benötigen – transportiert werden können."

Branchenführende Präzision mit tragbaren Lungenfunktionstestgeräten kombinieren

Hegewalds Studie erforderte ausserdem ein extrem hohes Präzisionsniveau, das über das Niveau der ERS/ATS-Normen hinausging – eine Herausforderung, die das EasyOne Pro LAB problemlos erfüllte: "Es handelt sich um ein sehr präzises Gerät, mit dem wir eine ausgesprochen geringe intra-individuelle Variabilität hatten. Die intra-individuelle Variabilität der DLCO-Messungen, ausgedrückt als Standardabweichung, betrug nur 0,29 ± 0,57 mmol/min/kPa (95 % CI) – das ist sehr, sehr gut wiederholbar. Ausgezeichnet. Das bedeutet, dass wir sehr exakte und zuverlässige Messungen hatten."

"Es handelt sich um ein sehr präzises Gerät ... sehr, sehr gut wiederholbar. Ausgezeichnet."

Auch für das Team erwies sich der Einsatz des EasyOne Pro LAB als höchst effizient. "Also erstens muss man es nicht kalibrieren. Wir überprüfen, ob es funktioniert, aber es muss nicht kalibriert werden – die Daten zeigen, dass es über sehr lange Zeiträume stabil ist. Und die Genauigkeit und Wiederholbarkeit hat auch die Effizienz des Labors wirklich verbessert – wir konnten bei den meisten Patienten bereits nach zwei Tests zu einem Ergebnis kommen, was alles viel einfacher und schneller gemacht hat."

Die Ergebnisse von Hegewalds Studie zeigen, dass die Diffusionskapazität in der Tat signifikant durch die Höhenlage beeinflusst wird, und zwar nicht nur bei normalen Menschen über ein breites Altersspektrum hinweg, sondern auch bei Patienten mit leichter, mittlerer und schwerer COPD.

Hegewald erläuterte den Bedarf an tragbaren kompletten Lungenfunktionstests wie dem EasyOne Pro: "Diese Art von Ausrüstung ist offensichtlich hervorragend für Studien geeignet, denn wenn man mehrere Messorte hat, kann man die Geräte problemlos transportieren. Was man ausserdem bedenken muss: Platz ist heutzutage Mangelware; und in Kliniken ist es vielleicht einfacher, das Gerät zu bewegen, als den Patienten zu bewegen. Dank der portablen Ausführung können Sie den Patienten in demselben Raum testen, in dem der Arzt ihn auch untersucht – was sicherlich dazu beiträgt, die Anforderungen für jeden Patienten zu minimieren."

“«... Sie können den Patienten in demselben Raum testen, in dem der Arzt ihn auch untersucht – was sicherlich dazu beiträgt, die Anforderungen für jeden Patienten zu minimieren.”

Weitere wichtige Faktoren, die Hegewald und seinem Team bei der Durchführung der Studie geholfen haben, waren die einfache Handhabung der Geräte und die Unterstützung durch ndd.

"ndd hat uns fabelhaft unterstützt. Zunächst einmal ist dieses Gerät einfach grossartig. Wir arbeiten auch mit den Spirometern von ndd, die extrem präzise sind. ndd hat uns technisch in jeder Hinsicht unterstützt. Die Ingenieure von ndd sind erstklassig und haben jede Frage beantwortet. Sie haben unter anderem auch eine einführende Schulung für uns arrangiert – wir sind keine PFT-Techniker sondern Ärzte.

Die EasyOne Geräte sind super einfach zu bedienen, und wir konnten die Tests ohne Probleme durchführen."