Innovative Scantechnik ermöglicht eine bessere Überwachung der Lungenfunktion

Eine neue Methode zum Scannen der Lunge kann die Auswirkungen der Behandlung auf die Lungenfunktion in Echtzeit zeigen und ermöglicht es Experten, die Funktion transplantierter Lungen zu sehen.
Dies könnte es Medizinern ermöglichen, eine Verschlechterung der Lungenfunktion früher zu erkennen.
Mit der Scan-Methode konnte das Team unter der Leitung von Forschern der Universität Newcastle (Großbritannien) beobachten, wie sich die Luft beim Einatmen von Asthmapatienten, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Patienten mit Asthma in die Lunge hinein und aus ihr heraus bewegt erhielt eine Lungentransplantation.
Veröffentlichung von zwei ergänzenden Artikeln in Radiologie Und JHLT geöffneterklärt das Team, wie es ein spezielles Gas namens Perfluorpropan verwendet, das auf einem MRT-Scanner sichtbar ist. Das Gas kann vom Patienten sicher ein- und ausgeatmet werden und anschließend können Scans durchgeführt werden, um festzustellen, wo in der Lunge das Gas angekommen ist.
Der Projektleiter, Professor Pete Thelwall, ist Professor für Magnetresonanzphysik und Direktor des Centre for In Vivo Imaging an der Newcastle University. Er sagte; „Unsere Scans zeigen, wo es bei Patienten mit Lungenerkrankungen zu lückenhafter Belüftung kommt, und zeigen uns, welche Teile der Lunge sich durch die Behandlung verbessern. Wenn wir beispielsweise einen Patienten scannen, während er seine Asthmamedikamente einnimmt, können wir sehen, wie viel von seiner Lunge übrig ist.“ und welche Teile ihrer Lunge besser in der Lage sind, mit jedem Atemzug Luft ein- und auszuströmen.“
Mit der neuen Scan-Methode ist das Team in der Lage, die Teile der Lunge aufzudecken, die beim Atmen nicht richtig von der Luft erreicht werden. Durch die Messung, wie viel der Lunge gut und wie viel schlecht belüftet ist, können Experten die Auswirkungen der Atemwegserkrankung eines Patienten beurteilen und die Lungenregionen mit Belüftungsdefekten lokalisieren und visualisieren.
Das Team aus Experten verschiedener Universitäten und NHS Trusts in Newcastle und Sheffield zeigt, dass die Scans bei Patienten mit Asthma oder COPD funktionieren, und veröffentlicht den ersten Artikel in Radiologie.
Die neue Scantechnik ermöglicht es dem Team, den Grad der Verbesserung der Beatmung zu quantifizieren, wenn Patienten eine Behandlung erhalten, in diesem Fall einen weit verbreiteten Inhalator, den Bronchodilatator Salbutamol. Dies zeigt, dass die bildgebenden Verfahren in klinischen Studien zu neuen Behandlungsmethoden für Lungenerkrankungen wertvoll sein könnten.
Verwendung bei Lungentransplantationen
Eine weitere Studie, veröffentlicht in JHLT geöffnetuntersuchte Patienten, die zuvor im Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust eine Lungentransplantation wegen einer sehr schweren Lungenerkrankung erhalten hatten. Es zeigt, wie das Team die bildgebende Methode weiterentwickelt hat, um Lungenfunktionsmessungen zu ermöglichen, die künftig zur besseren Unterstützung von Lungentransplantatempfängern genutzt werden könnten. Dank der Empfindlichkeit der Messung können Mediziner Veränderungen der Lungenfunktion frühzeitig erkennen und so Lungenprobleme früher erkennen und so Patienten besser versorgen.
In Forschungsstudien scannte das Team die Lungen von Transplantatempfängern über mehrere Ein- und Ausatmungen hinweg und sammelte MRT-Bilder, die zeigen, wie die gashaltige Luft verschiedene Bereiche der Lunge erreichte. Das Team untersuchte diejenigen, die entweder eine normale Lungenfunktion hatten oder bei denen nach einer Lungentransplantation eine chronische Abstoßungsreaktion auftrat, was bei Empfängern einer Lungentransplantation ein häufiges Problem ist, da ihr Immunsystem die Spenderlunge angreift. Bei Patienten mit chronischer Abstoßung zeigten die Scans eine schlechtere Luftbewegung zu den Rändern der Lunge, was höchstwahrscheinlich auf eine Schädigung der sehr kleinen Atemschläuche (Atemwege) in der Lunge zurückzuführen ist, ein Merkmal, das typisch für chronische Abstoßung ist chronische Lungen-Allotransplantat-Dysfunktion.
Wir hoffen, dass wir mit dieser neuen Art von Scan Veränderungen in der Transplantationslunge früher erkennen können, bevor bei den üblichen Blastests Anzeichen einer Schädigung auftreten. Dies würde einen früheren Beginn einer Behandlung ermöglichen und dazu beitragen, die transplantierte Lunge vor weiteren Schäden zu schützen.“
Professor Andrew Fisher, Professor für respiratorische Transplantationsmedizin am Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust und der Newcastle University, Großbritannien, Co-Autor der Studie
Das Team geht davon aus, dass diese Scan-Methode in Zukunft möglicherweise bei der klinischen Behandlung von Empfängern von Lungentransplantaten und anderen Lungenerkrankungen eingesetzt werden kann. Dabei handelt es sich um eine empfindliche Messung, mit der möglicherweise frühe Veränderungen der Lungenfunktion erkannt werden, die eine bessere Behandlung dieser Erkrankungen ermöglichen.
Diese Arbeit zur Lungenbildgebung wurde vom Medical Research Council und vom Rosetrees Trust finanziert.
Quellen:
Pippard, B. J., et al. (2024) Assessing Lung Ventilation and Bronchodilator Response in Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease with 19F MRI. Radiology. doi.org/10.1148/radiol.240949.