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Rofo 2004; 176(3): 335-341
DOI: 10.1055/s-2004-812762
Thorax

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

HRCT und Asthma bronchiale: Visualisierung pathophysiologischer Veränderungen des Lungenparenchyms nach inhalativer Provokation

HRCT and Bronchial Asthma: Visualization of the Pathophysiologic Changes of the Pulmonary Parenchyma after Inhalation ProvocationG. Schueller1 , K. Neumann1 , T. Helbich1 , H. Riemer2 , W. Backfrieder3 , K. Sertl4 , B. Pittner5 , C. J. Herold1
  • 1Univ. Klinik für Radiodiagnostik, Abteilung für konservative Fächer
  • 2Univ. Klinik für Innere Medizin IV, Abteilung für Pulmologie
  • 3Institut für Biomedizinische Technik und Physik, Universitätskliniken, Allgemeines Krankenhaus Wien, Österreich
  • 4Abteilung für Innere Medizin, Krankenhaus der Stadt Wien-Floridsdorf, Österreich
  • 5Institut für Medizinische Statistik, Universität Wien, Österreich
Diese Arbeit wurde durch das Ludwig Boltzmann-Institut für klinische und experimentelle Radiologie unterstützt.
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Publication Date:
16 March 2004 (online)

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Zusammenfassung

Ziel: Bei Patienten mit leichtem intermittierenden Asthma bronchiale, aber mit Hyperreaktivität auch im freien Intervall, und bei gesunden Probanden sollen mithilfe der hoch auflösenden Computertomographie (HRCT) röntgenmorphologische Veränderungen des Lungenparenchyms vor sowie nach inhalativer Histaminprovokation und darauf folgender Lyse durch Salbutamol charakterisiert und mit Ergebnissen von Lungenfunktionstests (FEV1, Blutgase) verglichen werden. Methoden: Fünfzehn Asthmatiker mit bronchialer Hyperreaktivität mit FEV1-Abfall > 20 % und PaO2-Abfall > 10 mmHg nach Provokation (PC20 %+), zwölf Asthmatiker mit FEV1-Abfall < 20 % und PaO2-Abfall > 10 mmHg nach Provokation (PC20 %-) sowie acht Probanden ohne bronchiale Hyperreaktivität wurden mit der spirometrisch kontrollierten HRCT bei hohen Füllungsvolumina vor und nach inhalativer Bronchoprovokation sowie nach Broncholyse untersucht. Es wurden die gesamte und periphere Lungendichte sowie der strukturelle Anteil solider pulmonaler Strukturen bestimmt. ­Ergebnisse: In allen Gruppen fand sich nach Provokation eine signifikante Abnahme (p < 0,0005), nach Broncholyse eine signifikante Zunahme (p < 0,0002) der Lungendichte. Die Änderungen solider Lungenanteile waren nach Provokation und Lyse nicht signifikant unterschiedlich (p > 0,05). Bei den hyperreaktiven Patienten fanden sich signifikante PaO2-Abnahmen nach Provokation sowie signifikante PaO2-Steigerungen nach Lyse (p < 0,05). In der Gruppe PC20 %+ wurde nach Provokation ein mittlerer FEV1-Abfall von 27,8 % beobachtet, in den anderen Gruppen war dieser < 20 %. Es wurden keine signifikanten Korrelationen zwischen radiologischen und funktionellen Lungentestergebnissen asthmatischer Patienten und Probanden beobachtet. Die bei ­gesunden Probanden mit der HRCT dargestellten Parenchymalterationen entzogen sich den verwendeten funktionellen Messungen. Schlussfolgerung: Die HRCT erweist sich im Falle in­halativer Provokation als sensitive Methode zur Visualisierung pathophysiologischer Vorgänge des Lungenparenchyms sowohl bei Asthmatikern als auch bei Lungengesunden, welche nach Histaminprovokation nicht mit Veränderungen der Lungenfunktionstests reagierten.

Abstract

Purpose: To characterize parenchymal lung affections morphologically in patients with asthma and healthy subjects by high ­resolution computed tomography (HRCT) subsequent to histamine-triggered inhalation bronchoprovocation and salbutamol-induced broncholysis, and to compare the results with pulmo­nary function tests. Materials and Methods: Fifteen asthmatics with bronchial hyperreactivity, with a > 20 % decrease in FEV1 and a > 10 mmHg decrease in PaO2 after bronchoprovocation (PC20 %+), twelve asthmatics with a < 20 % decrease in FEV1 and a > 10 mmHg decrease in PaO2 after bronchoprovocation (PC20 %-), and eight healthy persons without bronchial hyperreactivity underwent inhalation bronchoprovocation and broncholysis. Spirometer-triggered HRCT at high lung volumes was performed, and total and peripheral lung densities and the amount of solid lung structures, representing predominantly vessels, were measured. Results: After bronchoprovocation, we observed significant decreases in total and peripheral lung densities in all groups (p < 0.0005), and a significant increase in lung densities subsequent to bronchodilation (p < 0.0002). The morphological alterations in solid lung structure were not signif­icantly different after bronchoprovocation or broncholysis (p > 0.05), as compared to the baseline measurements. In hyperreactive patients, PaO2 significantly decreased after provocation and significantly increased after lysis (p < 0.05). In PC20 %+ asthmatics, a mean reduction of 27.8 % in FEV1 was ­observed, which was < 20 % in the other groups. No significant correlations were observed between radiological data and the ­results of pulmonary function tests. In healthy persons, we demonstrated highly significant parenchymal response to bronchoprovocation and broncholysis, which was not otherwise documented by pulmo­nary function tests. Conclusion: In both PC20 %+ and PC20 %- patients as well as in healthy individuals, HRCT was efficient in the evaluation of pathoanatomical alterations of the lung parenchyma subsequent to inhalation provocation. In healthy individuals, these parenchymal alterations were not documented by pulmonary function tests.

Key words

HRCT - bronchial asthma - lung density - pulmonary function test - bronchial hyperresponsiveness

Literatur

  • 1 Burney P GJ. Asthma mortality in England and Wales: evidence for a further increase, 1974 - 1984.  Lancet. 1986;  2 323-326
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 2 Fleming D M, Crombie D L. Prevalence of asthma and hay fever in England and Wales.  Br Med J. 1987;  294 279-283
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 3 Barnes P J. A new approach to the treatment of asthma.  N Engl J Med. 1990;  321 1517-1523
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 4 Bleecker E R. Airways reactivity and asthma: significance and treatment.  J Allergy Clin Immunol. 1985;  75 21-24
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 5 McFadden E R, Gilbert I A. Asthma.  N Engl J Med. 1992;  325 1928-1937
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 6 Crapo R, Morris A, Gardener R. Reference spiromatic values using techniques and equipment that meets ats recommendations.  Am Rev Respir Dis. 1981;  123 859-864
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 7 Hoffarth H P, Zimmermann I, Ulmer W T. Das bronchokonstriktorische Reaktionsmuster des oberen Teils des Atemtrakts und des peripheren Bronchialsystems.  Respiration. 1984;  45 207-218
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 8 Hoffarth H P, Reiher W, Ulmer W T. Gasaustauschstörung bei unspezifischer inhalativer Provokation.  Atemw-Lungenkrkh. 1987;  13 294-297
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 9 Marek W, Hoffarth H P, Potthast J. et al . Unspezifische inhalative Provokation am Schaf als ein Asthmamodell-Korrelat respiratorischer und kardiovaskulärer Wirkungen.  Pneumologie. 1994;  48 433-442
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 10 Herold C J, Brown R H, Wetzel R C. et al . Funktionelle HRCT der Lunge. Experimentelle Untersuchungen pulmonaler Gefäß- und Atemwegsreaktionen.  Radiologe. 1993;  33 124-131
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 11 Brown R H, Zerhouni E. New techniques and developments in physiologic imaging of airways.  Radiologic Clinics of North America. 1998;  36 211-230
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 12 Lynch D A, Newell J D, Tschomper B A. et al . Uncomplicated asthma in adults: comparison of CT appearance of the lungs in asthmatic and healthy subjects.  Radiology. 1993;  188 829-833
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 13 Paganin F, Seneterre E, Chanez P. et al . Computed tomography of the lungs in asthma: influence of disease severity and etiology.  Am J Respir Crit Care Med. 1996;  153 110-114
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 14 Okazawa M, Muller N, McNamara A. et al . Human airway narrowing measured high resolution computed tomography.  Am J Respir Crit Care Med. 1996;  154 1557-1562
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 15 Paganin F, Vignola A M, Seneterre E. et al . Heterogeneity of airways obstruction in asthmatic patients using high resolution computed tomog­raphy.  Chest. 1995;  107 145S-146S
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 16 Beinert T, Kohz P, Seemann M. et al . Spirometrically controlled high resolution computed tomography - quantitative assessment of density distribution in patients with diffuse fibrosing alveolitis.  Eur J Med Res. 1996;  1 269-272
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 17 Kauczor H U, Hast J, Heussel C P. et al . CT attenuation of paired HRCT scans obtained at full inspiratory/expiratory position: comparison with pulmonary function tests.  Eur Radiol. 2002;  12 2757-2763
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 18 Sterk P J, Fabbri L M, Quanjer P H. et al . Airway Responsiveness: Stand­ardized challenge testing with pharmacological, physical and sensitizing stimuli in adults.  Official statement of the European Respiratory Society. 1993;  6 (suppl. 16) 53-83
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 19 Herold C J, Brown R H, Mitzner W. et al . Assessment of pulmonary airway reactivity with high-resolution CT.  Radiology. 1991;  181 369-374
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 20 Brown R H, Herold C J, Hirschman C A. et al . In vivo measurements of airway reactivity using high-resolution computed tomography.  Am Rev Respir Dis. 1991;  144 208-212
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 21 Kalender W, Fichte H, Bautz W. et al . Semiautomatic evaluation procedures for quantitative CT of the lung.  Journal of computer tomography. 1991;  15 248-255
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 22 Kalender W, Reinmueller R, Seissler W. et al . Measurement of pulmonary parenchymal attenuation: use of spirometric gating with quantitative CT?.  Radiology. 1990;  175 181-183
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 23 Altman D G. Practical statistics for medical research. London; Chapman Hall 1991
    Search in Google Scholar
  • 24 Ulmer W T, Nolte D, Lecheler J. et al .Inhalative Provokationstests. Die Lungenfunktion Stuttgart; Thieme-Verlag 2001: 112-118
    Search in Google Scholar
  • 25 Marek W, Hoffath H P, Ulmer W T. Grundlagen obstruktiver Atemwegserkrankungen.  Pneumologie. 1991;  45 376-383
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 26 Poulter L W, Burke C M. Bronchial hyperreactivity in the presence and absence of imflammation (a clue to asthma pathogenesis). Kummer F Asthma Wien; Springer-Verlag 1995: 19-31
    Search in Google Scholar
  • 27 Beigelman-Aubry C, Capderou A, Grenier P A. et al . Mild intermittent asthma: CT assessment of bronchial cross-sectional area and lung attenuation at controlled lung volume.  Radiology. 2002;  223 181-187
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 28 Senéterre E, Paganin F, Bruel J M. et al . Measurement of the internal size of bronchi using high resolution computed tomography (HRCT).  Eur Respir J. 1994;  7 596-600
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 29 Swensen S J, Aughenbaugh G L, Douglas W W. et al . High-resolution CT of the lung: findings in various pulmonary diseases.  Am J Roentgenol. 1992;  158 971-997
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 30 Beinert T, Behr J, Mehnert F. et al . Spirometrically controlled quantitative CT for assessing diffuse parenchymal lung disease.  Journal of Computer Assisted Tomography. 1995;  19 924-931
    PubMedSearch in Google Scholar

1 Persönliche Kommunikation mit K. S.

Dr. Gerd Schueller

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