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Aus der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin der Ruhr-Universität Bochum
(Direktor: Prof. Dr. Ch. Rieger)
Bronchiektasen im Kindesalter:
Untersuchung zur diagnostischen Aussagekraft
der hochauflösenden thorakalen Computertomographie im
Vergleich zur Bronchographie
Inaugural-Dissertation
zur
Erlangung des Doktorgrades der Medizin
einer
Hohen Medizinischen Fakultät
der Ruhr-Universität Bochum
vorgelegt von
Claudia Dorothee Creutz
aus Bonn
2000
2
Abstract
Creutz,
Claudia
Bronchiektasen im Kindesalter: Untersuchung zur diagnostischen Aussagekraft der
hochauflösenden thorakalen Computertomographie im Vergleich zur
Bronchographie
In der Diagnostik von Bronchiektasen bei Erwachsenen hat die HRCT-Thorax wegen
valider Ergebnisse und fehlender Invasivität die Bronchographie bereits als Methode der
Wahl abgelöst.
Auch in der Pädiatrie gewinnt die thorakale Computertomographie in den letzten Jahren
zunehmend an Stellenwert gegenüber der Bronchographie, die gerade bei Kindern mit
etlichen Komplikationen verbunden ist. Ein weiterer wichtiger Grund für diese
Entwicklung ist die technische Verfeinerung in Form des hohen Auflösungsvermögens bei
der HRCT-Thorax.
Die vorliegende Studie versucht erstmals, die Validität der HRCT-Thorax im Vergleich zur
Bronchographie als Goldstandard bei Kindern mit klinischem Verdacht auf Bronchiektasen
zu ermitteln. Hierzu wurden die Bronchographie- und HRCT-Thorax-Bilder von 12
spontan atmenden Kindern (Median: 4 Jahre und 9 Monate) retrospektiv blind von jeweils
2 Untersuchern unabhängig voneinander nach Standard-Kriterien ausgewertet.
Die HRCT-Thorax zeigte hierbei eine Sensitivität von 82-94% je nach Beurteiler und eine
Spezifität von 100% für die Diagnose von Bronchiektasen im lobären Vergleich. Bei der
Inter-Observer-Variabilität der Bronchographie-Befundung ergab sich ein Wert von 18%
(k = 0,64), bei der HRCT-Befundung ein Wert von 17% (k = 0,61).
In Übereinstimmung mit aktuellen internationalen Arbeiten kann festgestellt werden, daß
Bronchographie und HRCT-Thorax einander ergänzende Untersuchungsmethoden sind,
und daß die HRCT in der Diagnostik von Bronchiektasen vor der Bronchographie stehen
sollte, zumal sie in zahlreichen Fällen die Bronchographie entbehrlich macht, die im
einzelnen ausgeführt werden.
Die Überprüfung der Aussagen zur Validität der HRCT an größeren Fallzahlen erscheint
jedoch noch erforderlich.
3
Dekan: Prof. Dr. G. Muhr
Referent: Prof. Dr. F. Riedel
Koreferent: Prof. Dr. K. Morgenroth
Tag der mündlichen Prüfung: 08. 05. 2001
4
Für alle an Bronchiektasen leidenden Kinder.
5
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1. Einleitung . . . . . . . . . . 8
1.1. Zielsetzung . . . . . . . . . . 8
1.2. Theoretische Grundlagen . . . . . . . . 11
1.2.1. Grundlagen zur Technik der HRCT . . . . . . 11
1.2.2. Anatomie der Bronchien und Darstellung in der HRCT-Thorax . . 13
1.2.3. Definition und Prävalenz von Bonchiektasen . . . . . 18
1.2.4. Ätiologie . . . . . . . . . . . 19
1.2.5. Pathogenese . . . . . . . . . . 22
1.2.6. Pathologie . . . . . . . . . . . 28
1.3. Klinik, Diagnostik und Therapie der Bronchiektasen . . . 30
1.3.1. Klinische Symptomatik . . . . . . . . 30
1.3.2. Diagnostik . . . . . . . . . . 32
1.3.2.1. Bildgebende Diagnostik . . . . . . . . 33
1.3.2.1.1. Thoraxübersicht . . . . . . . . . . 33
1.3.2.1.2. Bronchographie und morphologische Differenzierung . . . 33
1.3.2.1.3. Computertomographie und morphologische Differenzierung . . 35
1.3.2.2. Ätiologische Diagnostik . . . . . . . . 37
1.3.2.3. Ergänzende Diagnostik . . . . . . . . 38
1.3.3. Therapie . . . . . . . . . . . 39
1.3.4. Prognose . . . . . . . . . . . 41
2. Patienten und Methodik . . . . . . . . 42
2.1. Patientenkollektiv . . . . . . . . . 42
2.2. Erfaßte Daten . . . . . . . . . . 42
2.3. Ausschlußkriterien . . . . . . . . . 43
2.4. Beurteilungskriterien für die Bronchographie- / HRCT-Bilder . . 43
2.5. Methodik der Auswertung . . . . . . . . 44
2.6. Apparativ-technische Methodik . . . . . . . 45
6
3. Ergebnisse . . . . . . . . . . 46
3.1. Patientencharakteristika . . . . . . . . 46
3.1.1. Anamnese und klinische Symptomatik . . . . . . 47
3.1.2. Mögliche Ursachen für Bronchiektasen . . . . . . 48
3.1.3. Befunde weiterer Untersuchungsmethoden . . . . . 48
3.2. Befunde der Bronchographie und HRCT-Thorax im statistischen Vergleich 50
3.2.1. Validität der HRCT-Thorax . . . . . . . . 50
3.2.2. Inter-Observer-Variabilität von Bronchographie und HRCT-Thorax . 54
3.2.3. Wertigkeit der HRCT-Zeichen für Bronchiektasen . . . . 56
3.3. Bildmaterial . . . . . . . . . . 57
4. Diskussion . . . . . . . . . . 61
4.1. Validität und Inter-Observer-Variabilität der Untersuchungsmethoden . 61
4.1.1. Thoraxübersicht . . . . . . . . . 61
4.1.2. Lungenfunktion . . . . . . . . . 62
4.1.3. Bronchographie . . . . . . . . . 63
4.1.4. Computertomographie . . . . . . . . 64
4.2. Vor- und Nachteile von Bronchographie und HRCT-Thorax . . 68
4.3. Strahlenbelastung . . . . . . . . . 71
4.4. HRCT-Zeichen für Bronchiektasen . . . . . . 73
4.4.1. Einzelne Zeichen und ihre Wertigkeit . . . . . . 73
4.4.2. Mögliche Fehldiagnosen . . . . . . . . 81
4.5. Technik der HRCT-Thorax . . . . . . . . 83
4.6. Konsequenzen für das diagnostische Vorgehen . . . . 87
5. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . 89
6. Danksagung . . . . . . . . . . 102
7
Abkürzungsverzeichnis:
BE = Bronchiektasen
CT = Computertomographie
FEV 1 = forciertes exspiratorisches Volumen in 1 Sekunde
FVC = forcierte Vitalkapazität
HE = Hounsfield-Einheit (Maß für den Dichtewert in der Computertomographie)
HRCT = High-Resolution Computed Tomography (hochauflösende
Computertomographie)
MEF 50 = maximaler exspiratorischer Flow bei 50% der FVC
8
1. Einleitung
1.1. Zielsetzung
Die exakte und frühzeitige Diagnostik von Bronchiektasen gilt in der pädiatrischen Klinik
aus folgenden Gründen als wichtig:
1) Prognostischer Aspekt:
Bronchiektasen nehmen in der Regel einen perpetuierenden und destruierenden
Verlauf, der bis zu einer frühen respiratorischen Insuffizienz führen kann.
2) Therapeutischer Aspekt:
Der Therapieerfolg hängt wesentlich ab von frühzeitigem Beginn und zielgerichteten
Methoden der Therapie.
Die Wahl der Therapie für Kinder mit Bronchiektasen setzt die genaue Beurteilung der
Ausdehnung und des Schweregrades der Bronchiektasen voraus [MUNRO et al. 1990].
Die Bronchographie ist bis in die 80er Jahre hinein die Standardmethode für die Diagnose
von Bronchiektasen gewesen [GUDBJERG 1955, FRASER et al. 1977, VANDEVIVERE
et al. 1980, LEWISTON 1984, MÜLLER et al. 1984 und CURRIE et al. 1987]. Sie ist
jedoch wegen ihrer Invasivität und Komplikationsmöglichkeiten besonders im Kindesalter
mit vielen Risiken verbunden.
In den letzten Jahren ist die Computertomographie (CT) für die Beurteilung von
Bronchiektasen immer mehr in Betracht gezogen worden. NAIDICH et al. zogen schon
1982 aus ihrer wegweisenden Studie den Schluß, daß das Vorhandensein und die
anatomische Ausdehnung von Bronchiektasen durch die CT bestimmt werden können und
sich in ausgewählten Fällen die Notwendigkeit einer Bronchographie erübrigt. GRENIER
et al. waren 1986 die erste Gruppe, welche die besondere Qualität der Dünnschicht-
Computertomographie in der Diagnose von Bronchiektasen demonstrierten.
Die Diagnosesicherheit der CT ist in den letzten Jahren verbessert worden durch Erfahrung
und Entwicklung einer verfeinerten Technik, der hochauflösenden Computertomographie
(HRCT = High-Resolution CT), die eine genauere Beurteilung der Bronchien erlaubt. In
der Literatur erscheinen zum Teil widersprüchliche Ergebnisse über die Validität der CT
bzw. HRCT im Vergleich zur Bronchographie in der Beurteilung von Bronchiektasen.
9
Folgende Anforderungen werden an die bildgebende Diagnostik von Bronchiektasen
gestellt:
1) Eindeutiger Nachweis oder Ausschluß von Bronchiektasen;
2) Darstellung der Ausprägung bronchialer Dilatationen;
3) Darstellung ihrer Lokalisation innerhalb der Lunge;
4) Darstellung zugrundeliegender Läsionen oder Begleitveränderungen (z.B.
Fremdkörper, narbige Veränderungen, pneumonische Infiltrate, Atelektasen).
Verschiedene Studien haben inzwischen einen Anstieg der Validität der CT-Diagnostik
von 77-86% mit 8-10 mm Schichtdicke auf 96% mit HRCT-Techniken gezeigt
[COLEMAN et al. 1995]; speziell über die Validität dieser Technik bei Kindern gibt es
allerdings bisher wenig Literatur.
Wegen guter Ergebnisse und fehlender Invasivität hat die HRCT Ende der 80er Jahre die
Bronchographie als diagnostische Methode der Wahl bei Erwachsenen abgelöst
[GRENIER et al. 1986 und 1993, McGUINNES et al. 1993, SMITH et al. 1996 a] und ist
als die zuverlässigste nicht-invasive Methode für die Beurteilung von Bronchiektasen
bekannt [GRENIER et al. 1990].
Das mittlere Alter von Patienten, die wegen Verdachts auf Bronchiektasen in der
Universitätskinderklinik Bochum untersucht werden, beträgt 5 Jahre. Geringe Kooperation
bei der Atmung, erhöhte Atemfrequenz und kleinere tracheobronchiale Dimensionen
verringern die maximale Auflösung der HRCT in dieser Altersgruppe. Die Validität der
HRCT ist in dieser Altersgruppe oft, besonders ohne Narkose, als gering angenommen
worden. Bisher aber hat keine Studie dieses Thema im Vergleich zur Bronchographie
systematisch behandelt.
In dieser vorliegenden Studie soll daher untersucht werden, ob die thorakale HRCT bei
spontan atmenden Kleinkindern und jungen Schulkindern ebenso Bronchiektasen
demonstriert, wie es die konventionelle Bronchographie ermöglicht, und ob sich daraus
Konsequenzen für das zukünftige diagnostische Vorgehen ergeben.
Zunächst wird auf die Technik der HRCT und auf die grundlegenden Aspekte von
Bronchiektasen eingegangen. Es werden die verschiedenen diagnostischen Methoden zur
Erfassung von Bronchiektasen dargestellt und unter Einbeziehung der Ergebnisse der
10
vorliegenden Studie sowie besonderer Berücksichtigung der Schwierigkeiten bei
Kleinkindern in ihrer Wertigkeit diskutiert; hieraus ergibt sich abschließend ein Stufenplan
des zweckmäßigen diagnostischen Vorgehens.
11
1.2. Theoretische Grundlagen
1.2.1. Grundlagen zur Technik der HRCT
Unter hochauflösender Computertomographie des Thorax (HRCT-Thorax) versteht man
die Untersuchung ausgewählter Lungenschichten in Dünnschichttechnik mit
kantenbetonendem Algorithmus. Diese wurde Mitte der 80er Jahre in den USA eingeführt.
Bezüglich der optimalen Technik existieren keine ganz einheitlichen Vorstellungen.
Allgemein etabliert sich die Ansicht, daß eine optimierte Untersuchungsstrategie für die
HRCT der Lunge bei Verdacht auf Bronchiektasen folgenden Bedingungen entsprechen
sollte [in Anlehnung an DIEDERICH et al. 1996 b]:
Standarduntersuchung:
- Rekonstruktionsalgorithmus: hochauflösend
- Schichtdicke: möglichst gering (ideal: 1 mm)
- Schichtabstand: 10 mm
- Abtastzeit: möglichst kurz (ideal: 1 s)
- Gantryangulierung: keine
- Patientenposition: Rückenlage
- Atemlage: Endinspiration
- Kontrastmittelapplikation: keine
- Fensterung: Fensterweite: > 1000 HE; Fenstermitte: -400 bis -950 HE1
- reduzierte Strahlendosis
1 Das CT-Bild entspricht einem Mosaik aus vielen quadratischen Bildpunkten, sogenannten ‘Pixels’. Fürjedes Pixel wird ein Schwächungskoeffizient errechnet, dem eine CT-Zahl zugeordnet wird, deren Einheitnach HOUNSFIELD Hounsfield-Einheit (HE) genannt wird. Die Skala der Hounsfield-Einheiten wirdfolgendermaßen festgelegt: Der erste Fixpunkt der Skala entspricht dem Dichtewert von Wasser, dem einWert von 0 HE zugeordnet wird. Als zweiter Fixpunkt wird der Dichtewert von Luft gewählt und mit minus1000 HE festgesetzt [KAUFFMANN et al. 1996].
12
Fakultativ:
- geringerer Schichtabstand
- dickere, kontinuierliche Schichten
- Endexspirationsaufnahmen
- Gantryangulierung parallel zu Mittellappen- oder Lingulabronchus
- Sedierung bei jüngeren Kindern
13
1.2.2. Anatomie der Bronchien und Darstellung in der HRCT-Thorax
Bronchialsystem:
Die Bronchien teilen sich 6-12 mal bis zum Kaliber von 1 mm. (Bronchiektasen treten im
Bereich der Subsegmentbronchien auf, in der ca. 4.-10. Generation). Im Verlauf des
Bronchialsystems führt die Adventitia zunehmend elastische Fasern. Die Knorpel werden
unregelmäßig, plättchenförmig und erhalten elastische Fasern. Die Höhe des Flimmer- und
Becherzellen führenden Epithels nimmt ab, seromuköse Glandulae bronchiales sind noch
vorhanden. Unter der Schleimhaut liegt ein Ringmuskelschlauch [LEONHARDT 1986].
Das Kapillarbett der Bronchien- und Bronchiolenwand wird über Rami bronchiales
versorgt, außerdem verlaufen reichlich Lymphgefäße in der Wand [LÖRCHER et al.
1996]. Aus den kleinen Bronchien gehen Bronchioli hervor, aus diesen je 4-5 Bronchioli
terminales. Ihre Wand ist knorpelfrei, mit elastischen Fasern verbunden und dadurch
offengehalten; die Becherzellen verschwinden. Sie sind die kleinsten Bronchiolen, die
ausschließlich mit dem Transport von Luft befaßt sind. Die Bronchioli respiratorii sind 1-
3,5 mm lang und gehen aus den Bronchioli terminales hervor. Sie haben kubisches Epithel,
ihre Wand wird stellenweise durch dünnwandige Aussackungen, Alveolen, unterbrochen
[LEONHARDT 1986]. Hier beginnt der Gasaustausch. Die Bronchioli respiratorii sind die
kleinsten von über 300.000 sich verzweigenden Luftwegen. Die Teilungen von der
Trachea bis zu den Bronchioli respiratorii finden im Durchschnitt über 23 Generationen
statt [NAIDICH 1991, HARTMANN et al. 1994]. Die Aufteilung und Erkennbarkeit in der
HRCT zeigt Tabelle 1.
Mit der Aufteilung des Luftweges wächst der Gesamtquerschnitt der Äste. Bei
Erwachsenen machen die kleinen Luftwege (unter 2 mm Durchmesser) ca. 25% des
Widerstands, die großen ca. 75% des Widerstands der Luftwege aus. Weil die kleinen
Luftwege nur einen kleinen Prozentsatz des Widerstands ausmachen, kann bereits eine
beträchtliche Destruktion erfolgt sein, bevor sie im Lungenfunktionstest zu erkennen ist
[HARTMANN et al. 1994]. Bei Säuglingen liegen ca. 50% des pulmonalen
Atemwegswiderstandes peripher.
14
Tab. 1: Einteilung und Maße des Bronchialsystems (modif. nach LÖRCHER et al. 1996
und BATES et al.1971); Werte bezogen auf Erwachsene.
Struktur Anzahl Durchmesser Erkennbarkeit(in der HRCT)
Trachea 1 2,5 cm jaHauptbronchien 2 11-19 mm jaLappenbronchien 5 4,5-13,5 mm jaSegmentbronchien 19 4,5-6,5 mm jaSubsegmentbronchien 38 3-6 mm jaBronchien variabel variabel bis 1,5 mm
DurchmesserTerminale Bronchien 1000 1 mmBronchiolen variabel variabelBronchioli terminales 35000 0,65 mmBronchioli respiratorii variabel variabelTerminale Bronchiolirespiratorii
630000 0,45 mm
Ductuli und Sacculialveolares
14x106 0,4 mm
Alveolen 300x106 0,25-0,3 mm
sek. Lobulus: 1-2,5 cm Azinus: Erwachsener: 6-10 mm Kind 7 Jahre: 4 mm Kind 2 Monate: 2 mm prim. Lobulus
Septum des sekundärenLobulus
0,1 mm ja
Pulmonale Venen imSeptum
0,5 mm ja
Azinäre Arterien 0,3-0,5 mm ja
Darstellung in der HRCT-Thorax:
Die Darstellung der Verzweigung von Bronchien hängt von ihrer Wanddicke und
Verlaufsrichtung ab. Die Wanddicke beträgt für einen Bronchus oder Bronchiolus 1/6 bis1/10 seines Durchmessers. Für einen den sekundären Lobulus versorgenden Bronchiolus mit
1 mm Durchmesser ist sie mit 0,15 mm gerade noch an der Auflösegrenze der HRCT2
[WEBB 1991, 1996 und HAUSER et al. 1996]. Die Wanddicke eines Bronchiolus
terminalis (0,1 mm) liegt sicher unter dieser Grenze. Bronchien und Bronchiolen sind
normalerweise 2-3 cm subpleural nicht zu identifizieren [WEBB1991].
2 Nach NAIDICH (1991 a) liegt diese Wanddicke schon unter der Auflösegrenze von 0,3 mm, was Bronchienvon 1,5 bis 2 mm Durchmesser entspricht.
15
Verlaufen Ursprung und proximaler Anteil eines größeren Bronchus horizontal, kann er
regelmäßig in den transversalen Schnittebenen des CT identifiziert werden. Man sieht eine
Verjüngung zur Peripherie hin. Dazu gehören: rechter Oberlappenbronchus einschließlich
des anterioren und posterioren Segmentbronchus, linker Oberlappenbronchus mit dem
anterioren Segmentbronchus, Mittellappenbronchus mit medialem und lateralem
Segmentbronchus und beidseits der superiore Segmentbronchus der Unterlappen.
Bronchien mit einem cranio-kaudalem Verlauf können nur im Querschnitt betrachtet
werden. Diese schließen den apikalen Segmentbronchus des rechten Oberlappens, den
apikal-posterioren Segmentbronchus des linken Oberlappens, den Bronchus intermedius
und die Unterlappenbronchien beidseits mit den proximalen Anteilen der basilaren
Segmentbronchien mit ein.
Die schräg zur Schnittebene verlaufenden Bronchien sind am schwierigsten zu
identifizieren. Dies betrifft besonders den Lingulabronchus mit dem superioren und
inferioren Segmentbronchus. Manchmal verlaufen auch der laterale und mediale
Segmentbronchus des Mittellappens leicht schräg. Diese Bronchien erscheinen oval im
Querschnitt [NAIDICH et al. 1980 und 1991 b].
Nach NAIDICH et al. (1980 und 1991 b) können nur die proximalen Anteile des
Bronchialbaums bis zu den proximalen Anteilen der Segmentbronchien im CT identifiziert
werden. Durch die Größenreduktion sowie durch einen variablen anatomischen Verlauf ist
die Interpretation distal der Segmentbronchien eingeschränkt. In der Lungenperipherie ist
dann die genaue Zuordnung zu den einzelnen (Sub-) Segmenten häufig nicht mehr exakt
möglich. Aber der Gefäßverlust in der Segmentperipherie kennzeichnet dann die Grenze
zwischen den Segmenten oder Lappen. Auch wenn der Lappenspalt (z.B. wegen schrägem
Verlauf innerhalb der Schicht) nicht mehr direkt sichtbar ist, so läßt sich die Lappengrenze
an der peripheren Gefäßarmut (dunkle Zone) recht sicher bestimmen. Mit Abnahme der
Schichtdicke steigt die Abbildbarkeit der Lappengrenzen und kleinen Bronchien, während
die Bestimmbarkeit der Gefäße sinkt [LÖRCHER et al. 1996].
16
Segmente, Lobuli, Azini:
In der linken Lunge finden sich 9, in der rechten Lunge 10 Segmente. Im Zentrum dieser
liegt jeweils ein Segmentbronchus sowie ein begleitender Ast der A. pulmonalis. Der
Sekundärlobulus ist die kleinste von einem bindegewebigen Septum umgebene
funktionelle Einheit der Lunge. Er wird von einer ca. 1 mm breiten Bronchiole versorgt,
mißt 1-2 cm im Durchmesser und wird lateral durch die Interlobulärsepten begrenzt. Die
Verzweigungsgeneration der Bronchiole oder Arterie, die einen Lobulus versorgt, kann
unterschiedlich sein [WEBB 1991 und 1996]. Der Sekundärlobulus bildet die Basiseinheit
der Lungenanatomie und –physiologie3. Der zentrale Anteil des Lobulus enthält die
Bronchiole und die begleitende Arterie. Diese beiden teilen sich unregelmäßig dichotom,
d.h. sie teilen sich in zwei kleinere Zweige unterschiedlicher Größe [WEBB 1991 und
1996]. Die bindegewebigen Interlobulärsepten führen die Lungenvenen und Lymphgefäße
[RADEMAKER 1995/96]. Der sekundäre Lungenlobulus wird von rund einem Dutzend
Azini gebildet. Als Azinus bezeichnet man den distal eines Bronchiolus terminalis
gelegenen Lungenabschnitt [HAUSER et al. 1996, WEBB et al. 1996]. Der primäre
Lobulus ist die kleinste Lungeneinheit und umfaßt einen Bronchiolus respiratorius
einschließlich der 10-20 Alveolen [LÖRCHER et al. 1996].
Die Äste der Arteria pulmonalis werden von gleichkalibrigen dünnwandigen Bronchien
begleitet. Im Hilusbereich sind die Bronchien und Äste der Arterie außerhalb der Läppchen
lokalisiert, in den anderen Teilen der Lunge verlaufen sie innerhalb der Lungeneinheiten,
d.h. innerhalb der Segmente, Subsegmente, Sekundärlobuli und Azini, während die
Pulmonalvenen im intersegmentalen und interlobulären Gewebe liegen [LEONHARDT
1986].
Darstellung in der HRCT-Thorax:
Die HRCT ermöglicht als einziges radiologisches Verfahren die Darstellung der
sekundären Lungenlobuli. Sie erscheinen in den zentralen Lungenabschnitten als
3 Die Nomenklatur ist an dieser Stelle nicht ganz einheitlich. Es gibt zwei Definitionen des sekundärenLobulus: Nach MILLER (1940) muß ein Interlobulärseptum als Abgrenzung vorhanden sein. REID (1958)definiert den Sekundärlobulus als eine Einheit, von einer Bronchiole versorgt, die 3-5 terminale Bronchiolenabgibt und nicht notwendigerweise von einem Septum begrenzt sein muß. Ein kleiner Miller-Lobulusentspricht einem Reid-Lobulus, ein größerer Miller-Lobulus schließt mehrere Reid-Lobuli ein [ITOH et al.1993, WEBB et al. 1996].
17
irreguläre, poly- oder hexagonale Strukturen, während sie in der peripheren (subpleuralen)
Lunge eher die Form eines Kegelstumpfs aufweisen [HAUSER et al. 1996]. Die zentralen
Anteile der Lobulusarteriole erscheinen je nach Anschnitt als Y-förmige, punktförmige
oder lineare Strukturen, gelegentlich erkennt man zarte Interlobulärsepten. Die
intralobulären Bronchiolen sind wegen ihrer dünnen Wand normalerweise nicht sichtbar.
[HAUSER et al. 1996, RADEMAKER 1995/96].
Die zentralen Pulmonalarterien stellen sich normalerweise als breite, linear verlaufende
dichte Strukturen dar. Die Wände erscheinen glatt und gleichmäßig dick [ITOH et al.
1993]. Die kleinsten mit der CT erfaßbaren Arterien sind azinäre Zweige, 3-5 mm von der
Pleuraoberfläche entfernt [WEBB 1991 und 1996].
18
1.2.3. Definition und Prävalenz von Bronchiektasen
Definition
Bronchiektasen sind definiert als irreversible Erweiterungen von Subsegmentbronchien
[FRASER et al. 1988, REID 1950]. Durch diese Definition werden sie von der
vorübergehenden Dilatation der Luftwege im Rahmen pulmonaler Infektionen abgegrenzt,
die nach Abklingen der entzündlichen Reaktion vollständig reversibel ist [ARONCHIK et
al. 1995, HARTMAN et al. 1994].
Prävalenz
Die Prävalenz der Bronchiektasen spiegelt den sozioökonomischen Standard der
Bevölkerung wider [HANSELL et al. 1998]. Die Inzidenz der Bronchiektasen als ein
klinisch signifikantes Leiden hat seit dem Beginn der antibiotischen Therapie zumindest in
industrialisierten Ländern stark abgenommen [FRASER et al. 1988]. Zahlenangaben zur
Prävalenz liegen jedoch nicht vor. Die Ursachen von Bronchiektasen haben sich in den
letzten Jahren durch das Aufkommen von AIDS, Komplikationen bei
Organtransplantationen und die sich immer wieder verändernde Immunitätslage der jungen
Population teilweise verändert [COLEMAN et al. 1995].
19
1.2.4. Ätiologie
Bei verschiedenen angeborenen oder erworbenen Krankheiten können sich im Verlauf
Bronchiektasen entwickeln und im Kindes- oder Erwachsenenalter manifest werden.
In Tabelle 2 sind Ursachen für Bronchiektasen bei Kindern aufgeführt. Trotz der langen
Liste möglicher Grunderkrankungen bleibt die Ätiologie in einer großen Anzahl der Fälle
unklar (37% nach NIKOLAIZIK et al. 1994). Die zystische Fibrose ist heute die
Hauptursache für Bronchiektasen bei Kindern in Nord-Amerika und Europa [COLEMAN
et al. 1995]. Noch 1984 hat LEWISTON Infektionen des unteren Respirationstraktes als
häufigste Ursache beschrieben. In anderen Gebieten der Erde mit einem kleineren Anteil
weißer Bevölkerung, besonders in nicht-industrialisierten Gesellschaften, in denen die
Inzidenz schwerer Infektionen im Kindesalter noch erheblich ist, sind postinfektiöse
Bronchiektasen immer noch von großer Signifikanz [FRASER et al. 1988].
In einer Studie von NIKOLAIZIK et al. (1994) wurden 41 Kinder mit chronischem
produktiven Husten und Bronchiektasen untersucht, von denen keines an zystischer
Fibrose erkrankt war. Die weitere Diagnostik zeigte eine zugrundeliegende Erkrankung bei
26 Kindern (63%): Immunologische Abnormalitäten in elf (27%), primäres
Ziliendyskinesie-Syndrom in sieben (17%), angeborene Malformationen in sechs (15%)
und Aspiration in zwei (5%) Fällen. Bei den restlichen 15 Kindern (37%) war keine
Grunderkrankung zu eruieren. Meist ging anamnestisch eine schwere Pneumonie voraus.
Traktionsbronchiektasen bei Patienten mit Fibrose des Lungenparenchyms sollen nur kurz
erwähnt werden. Sie passen nicht in diese Auflistung, weil die Pathologie nicht in den
Luftwegen selbst liegt, sondern Vernarbungen im Parenchym zu Retraktionen der
Bronchien führen [ARONCHICK et al. 1995].
Bronchiektasen während oder kurz nach einer Pneumonie sind nur mit Vorsicht zu
diagnostizieren, weil es sich um vorübergehende Veränderungen, sog. „reversible
Bronchiektasen“ handeln kann [PONTIUS et al. 1957 und NELSON et al. 1958,
SILVERMAN et al. 1993].
20
Tab. 2: Ursachen für Bronchiektasen im Kindesalter (in Anlehnung an COLEMAN et al.
1995).
Zystische Fibrose
AspirationFremdkörperDysphagiegastroösophagealer Refluxtracheoösophageale Fistel
Obstruktive Läsionen der Luftwegebronchiales Adenom, Hamartom, Papillom, etc.angeborene Defekte der Bronchialwand
bronchiale Verzweigungsanomalien (z.B. Trachealbronchus)Williams-Campbell-Syndrom
Immunmangel (Auswahl)Agammaglobulinämie / HypogammaglobulinämieCommon variable immunodeficiencyHyper-IgM-SyndromAtaxia teleangiectasiaWiskott-Aldrich-SyndromChediak-Higashi-Syndromseptische GranulomatoseAIDS
Überschießende Immunantwortallergische bronchopulmonale Aspergillose
Immotile Ziliensyndromeprimäre Ziliendyskinesie (z.B. Kartagener-Syndrom)erworbene Ziliendyskinesie (Asthma, toxisch)
Postinfektiösviral:
AdenovirenMasernvirus
bakteriell:Bordetella pertussisMycobacterium tuberculosisMycoplasma pneumoniae
mykotisch
Bronchiolitis obliteransAbstoßungsreaktion nach OrgantransplantationPostinfektiös (s. oben)nach Aspiration (s. oben)
21
Sonstige Krankheiten (Entwicklung der Bronchiektasen meist erst im Erwachsenenalter):
Alpha1-Antitrypsin-MangelKollagenosen, rheumatoide Arthritis, Vaskulitischron.-entzündliche DarmerkrankungenYellow-nail-SyndromMarfan-SyndromEhlers-Danlos-SyndromLeukämieYoung-Syndrom
22
1.2.5. Pathogenese
Bronchiektasen sind eine gemeinsame Endstrecke einer Vielzahl von Krankheiten und
stellen für sich selbst einen progredienten Krankheitsprozeß dar. Das Vorkommen echter
kongenitaler Bronchiektasen wird nach neuester Auffassung überwiegend abgelehnt
[HANSELL 1998].
Für die Pathogenese von Bronchiektasen sind folgende Faktoren von Bedeutung:
Genetische Prädisposition, Beeinträchtigung der mukoziliären Clearance, bronchiale
Obstruktion, bakterielle Kolonisation / Infektion und Schädigung der Bronchialwand durch
Entzündungszellen und deren Mediatoren [FREY et al. 1997]. COLE (1986) hat eine
Circulus-vitiosus-Hypothese postuliert, nach der ein initialer Insult, meist infektiös-
entzündlicher Natur, zur Schädigung der mukoziliären Clearance führt. Dies begünstigt
eine mikrobielle Besiedlung der Atemwege, die durch Freisetzung von Exotoxinen
ihrerseits die Entzündung unterhält, ohne daß die dafür verantwortlichen Bakterien
eliminiert werden (s. Abb. 1). Proteolytische Enzyme aus aktivierten Entzündungszellen,
wie Leukozytenelastase, Kathepsin D, Proteinase 3, Kollagenase und Tryptase sowie
toxische Sauerstoff-Radikale tragen zur progressiven Schädigung der Bronchialwand bei
[FREY et al. 1997].
Leiden, die mit einer Verminderung der mukoziliären Clearance des Bronchialsystems
einhergehen, prädisponieren über chronische bronchiale Infektionen im Rahmen einer
Stase superinfizierter Sekrete zu Bronchiektasie [DIEDERICH et al. 1996 b]. Ein Beispiel
ist die zystische Fibrose, bei der es durch einen Gendefekt zur pathologisch erhöhten
Viskosität des Sekrets mit hierdurch verminderter Clearance und nachfolgender
Keimbesiedelung mit Staphylokokkus aureus oder Pseudomonas aeruginosa kommt, mit
Zerstörung des Epithels, des elastischen Bindegewebes und der Muskulatur der
Bronchialwand [HELBICH et al. 1993, SILVERMAN et al. 1993, COLEMAN et al.
1995]. Bei einem Befall mit Pseudomonas aeruginosa sind wegen bestimmter
Virulenzfaktoren die Bronchiektasen besonders stark ausgeprägt [MISZKIEL et al. 1997].
Die Bronchiektasen entwickeln sich dabei diffus, aber mit verstärkter Tendenz in den
Oberlappen, besonders rechts [COLEMAN et al. 1995].
23
Abb. 1: „Teufelskreis“ der progressiven Bronchialwandschädigung (in Anlehnung an
COLE 1995).
Die Aspiration, z.B. von Mageninhalt bei gastroösophagealem Reflux, von Nahrung bei
neurogener Schluckstörung, oder anderer Fremdkörper kann zu Pneumonie und
gelegentlich zur Entstehung von meist umschriebenen Bronchiektasen führen
[ARONCHICK et al. 1995, COLEMAN et al. 1995]. Bronchiektasie als eine Komplikation
von Fremdkörperaspiration hat eine Inzidenz von 3,5-16% [BARKER et al. 1988]. Häufig
kommt es bei Kindern zwischen einem und drei Lebensjahren zur Aspiration, meist ist der
Unterlappen oder das hintere Segment des Oberlappens rechts betroffen.
Auch eine Inhalation toxischer Substanzen kann einerseits direkt zur entzündlichen
Destruktion der Bronchialwand führen, andererseits über Schädigung der
Flimmerepithelien und sekundäre Infektion zur Entstehung von Bronchiektasen beitragen
[ARONCHICK et al. 1995, COLEMAN et al. 1995].
Beeinträchtigungder mukozilärenClearance
Mikroorganismenverweilen länger imRespirationstrakt
Selektion vonMikroorganismen, welche
die schlagenden Zilienhemmen und das Epiteldurch Toxine zerstören
mikrobielleBesiedlung
chronischeEntzündung
Schädigungdes Gewebes
progressiveSchädigungder Lunge
Schädigung durchMikroorganismen
Umwelteinfluß,genetische
Prädisposition
mikro-bielle
Toxine
24
Eine Sekretretention kann auch durch distal obstruierende Läsionen (endobronchiale
Läsionen, Fremdkörper, externe Kompression z.B. bei Lymphadenopathie) verursacht
werden. Die Bronchiektasen sind dann in der Regel auf die Bronchien eines
Lungensegmentes oder –lappens beschränkt [DIEDERICH et al. 1996 b].
Seltene angeborene Defekte der Bronchialwand können auch Ursache von Bronchiektasen
sein. Bei einem Trachealbronchus können durch Bronchialstenose Sekretstase und
rezidivierende Infektionen auftreten [COLEMAN et al. 1995]. Das Williams-Campbell-
Syndrom ist eine Knorpeldysplasie des Bronchialsystems, das Mounier-Kuhn-Syndrom als
„Erwachsenen-Äquivalent“ [COLE 1995] eine Tracheobronchomegalie infolge eines
Strukturdefekts der bindegewebigen und muskulären Wandfasern. In beiden Fällen sind
Bronchiektasien durch die Wandschwäche mit nachfolgender Obstruktion und gehäuften
Infektionen vorprogrammiert.
Genetische oder erworbene Immundefekte können über chronische bronchopulmonale
Infektionen zu Bronchiektasien führen. Agammaglobulinämie (Mb. Bruton) ist die
häufigste mit Bronchiektasen assoziierte Form [BARKER et al. 1988]. Hierbei handelt es
sich um ein x-gebundenes Antikörpermangelsyndrom mit besonderer Anfälligkeit
gegenüber bakteriellen Infektionen, bedingt durch Fehlen von B-Lymphozyten. Die Kinder
entwickeln rezidivierende Infektionen mit Staphylokokken, Streptokokken und
Hämophilus influenzae [ARONCHICK et al. 1995]. Der „allgemeine variable
Immunmangel“ weist eine Hypogammaglobulinämie mit variablen Defekten der B- oder
T-Zellen auf, das Hyper-IgM-Syndrom gehört ebenfalls zur Gruppe der defekten
Antikörperbildung. Auch ein IgG-Subklassenmangel kann bei einigen Patienten eine Rolle
spielen [BARKER 1995]. Die Erkennung dieser Immundefekte ist besonders wichtig, weil
gegebenenfalls eine Substitutionstherapie sehr effektiv sein kann.
Bei der Ataxia teleangiectasia und beim Wiskott-Aldrich-Syndrom treten unter anderem
Defekte der humoralen und zellulären Immunität auf. Zum Chediak-Higashi-Syndrom
gehören u.a. Störungen der Neutrophilen-Chemotaxis. Bei der septischen Granulomatose
ist die H2O2-Bildung in den Granulozyten und dadurch die intrazelluläre Keimabtötung
gestört. Die Kinder fallen durch schwere rezidivierende Infekte auf. Bei AIDS wurde eine
Assoziation zwischen lymphozytärer interstitieller Pneumonie und der Entwicklung von
25
Bronchiektasen festgestellt [COLEMAN et al. 1995]. Es ist eine besonders aggressive
Form von Bronchiektasie bei AIDS beschrieben worden [McGUINNESS et al. 1995].
Eine Sonderform der chronisch entzündlichen Wandschädigung stellt die allergische
bronchopulmonale Aspergillose dar, bei der eine hypererge immunologische Reaktion auf
die Kolonisation der Bronchien durch Aspergillusspezies bei Asthmatikern zu
Schleimverlegung und Bronchiektasen führt, die charakteristischerweise eher zentral und
im Bereich der Oberlappen lokalisiert sind. Die Erkennung dieser Erkrankung als Ursache
von Bronchiektasie ist wichtig, weil eine Kortikosteroidtherapie den Circulus vitiosus mit
fortschreitender Schädigung der Bronchialwand unterbrechen kann [COLEMAN et al.
1995].
Bei der primären Ziliendyskinesie begünstigt die genetisch fixierte Dyskinesie der Zilien in
den Flimmerepithelien eine sekundäre Infektion der bronchialen Sekrete [DIEDERICH et
al. 1996 b]. Die Kombination der typischen klinischen Manifestationen dieser Erkrankung
(Bronchiektasen und Sinusitis mit einem Situs inversus) wird als Kartagener-Syndrom
bezeichnet.
Bei vielen Patienten mit Bronchiektasen läßt sich anamnestisch eine durchgemachte
Infektion an Adenovirus, Masernvirus, Bordetella pertussis oder Mycoplasma pneumoniae
eruieren, insbesondere bei Entwicklung einer Bronchiolitis. Durch die inzwischen weit
verbreitete Impfung gegen Masern und Pertussis hat die Bedeutung dieser
Infektionskrankheiten bei der Entstehung von Bronchiektasen deutlich abgenommen
[DIEDERICH et al. 1996 b]. Bei der Tuberkulose ist die Lymphadenopathie die häufigste
Manifestation bei Kindern. Die Folge ist eine proximale Kompression der Luftwege durch
die vergrößerten Lymphknoten [COLEMAN et al. 1995].
Im Gefolge einer Herz- Lungentransplantation, seltener einer Einzel- oder
Doppellungentransplantation, einer Leber- oder Knochenmarkstransplantation, kann es zu
einer Bronchiolitis obliterans kommen, die wahrscheinlich eine Manifestation der
chronischen Abstoßungsreaktion darstellt [COLEMAN et al. 1995, McGUINNESS et al.
1995]. Bei vielen der betroffenen Patienten lassen sich neben anderen Befunden
(Gefäßrarefizierung, umschriebene Lungenparenchymareale mit vermehrter Transparenz,
„air-trapping“) Bronchiektasen nachweisen [DIEDERICH et al. 1994, KORN et al. 1993].
Bronchiolitis obliterans ist auch das Resultat verschiedener Auslöser wie Infektionen (bes.
26
Adenovirus) oder Aspiration. Bronchiektasen entstehen dann als Folge der Obstruktion der
Bronchien und Bronchiolen durch Sekretstagnation und Entzündung [HARDY et al. 1988,
COLEMAN et al. 1995].
Folgende mit Bronchiektasen assoziierte Krankheiten werden von FREY et al. (1997)
aufgeführt, wobei die Bedeutung dieser eher selteneren Assoziationen für die Pathogenese
von Bronchiektasen zum Teil unklar ist:
Im Rahmen eines Alpha1-Antitrypsin-Mangels werden Bronchiektasen gehäuft beobachtet
[KAUCZOR et al. 1995, KING et al. 1996]. Aufgrund einer Proteinasen- Antiproteinasen-
Imbalance werden Proteasen aus Bakterien und Entzündungszellen nicht inhibiert und
können zum panlobulären Lungenemphysem mit Destruktion der pulmonalen
Sekundärlobuli und Bevorzugung der Unterlappen führen. Die Mitbeteiligung von
Bronchien und Bronchiolen kann zu Bronchiektasen führen, außerdem kommt es zu
rezidivierenden Infekten.
Einige der Kollagenosen, auch die rheumatoide Arthritis, führen mitunter zu einer
Bronchiolitis mit Ausbildung von Bronchiektasen und Bronchiolektasen [SHADICK et al.
1994 und CURRIE et al. 1987 b]. Die medikamentöse Therapie derartiger Erkrankungen,
z.B. mit Methotrexat, kann darüber hinaus ihrerseits gleichartige Veränderungen
hervorrufen [DIEDERICH et al. 1996b].
Respiratorische Manifestationen, darunter auch Bronchiektasen, welche im Rahmen
chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen auftreten, sind gut dokumentiert [CAMUS et
al. 1993 ].
Das Yellow-nail-Syndrom stellt wahrscheinlich eine Prädisposition zu rezidivierenden
Infekten durch Hypoplasie der peripheren Lymphgefäße und teilweise auftretenden
Immunmangel dar [WEBB et al. 1996, HILLER et al. 1972].
Die allgemeine Bindegewebsschwäche, die auch eine Schwäche der Bronchialwand
bewirkt, spielt beim Marfan- und Ehlers-Danlos-Syndrom eine Rolle [COLE 1995].
Bei Kindern mit akuter lymphatischer Leukämie wurde während der Chemotherapie die
Entwicklung von Bronchiektasen beobachtet [KEARNEY et al. 1977]. Ursächlich ist die
Abwehrschwäche durch die Erkrankung und durch die Therapie, die zu rezidivierenden
Infekten der oberen und unteren Luftwege führt, herauszuheben.
27
Beim Young-Syndrom liegt neben der Verstopfung der Nebenhoden durch zähes Sekret
ein Sekretstau in den peripheren Luftwegen vor.
Lokalisation:
Wie zum Teil schon erwähnt, hängt die Verteilung der Bronchiektasen von der
zugrundeliegenden Ursache ab. Fokale, von einer Infektion resultierende Bronchiektasen
sind meistens in den Unterlappen lokalisiert. Bronchiektasen nach Tuberkulose oder
anderen granulomatösen Erkrankungen sind häufig in den Oberlappen oder den superioren
Segmenten der Unterlappen zu finden [WESTCOTT 1991, ELLER et al. 1993]. Allgemein
sind die Unterlappen häufiger involviert als die Oberlappen, wobei besonders oft eine
Kombination von linkem Unterlappen und Lingula vorkommt [Brown et al. 1998,
LEWISTON 1984, BARKER 1995]. Bronchiektasen finden sich nach FRASER et al.
(1988) in ca. 50% der Fälle bilateral.
28
1.2.6. Pathologie
Eine exakte Beschreibung und Einteilung der pathologischen Veränderungen stammt von
der Pathologin REID (1950) (s. Kap. 1.3.2.1.2.). Bronchiektasie ist das gemeinsame
Endstadium verschiedener pathologischer Prozesse. Infolge chronischer (peri-)bronchialer
und bronchiolärer Entzündung sowie rezidivierender Pneumonien kommt es oft zu einer
Obliteration und Destruktion der kleinen Atemwege und zu fibrotischen und
emphysematischen Veränderungen des Lungengewebes [COLE 1995, THURLBECK
1995, LOUBEYRE et al. 1996]. Auch Parenchymverdichtungen (z.B. nach Pneumonie),
Atelektase und noduläre Verdichtungen sind beschrieben [FRASER et al. 1988,
WESTCOTT 1991]. Die Schleimhaut der Bronchiektasen ist ödematös verdickt
(zylindrische Bronchiektasen), das Epithel degeneriert mit der Zeit und kann stellenweise
Plattenepithelmetaplasien aufweisen. Zudem kommt es zu Erosionen, Ulzera (zystische
Bronchiektasen), Mikroabszessen und Verlust der Elastinschicht der Bronchialwand.
Knorpel, Muskulatur und Schleimdrüsen sind mehr oder weniger zerstört und durch
fibröses Bindegewebe ersetzt [COLE 1995, FREY et al. 1997, HANSELL 1998]. Eine
Verzerrung der Bronchien (variköse Bronchiektasen) ist Folge der Vernarbung durch
ständige Infektionen [BARKER 1995]. Die chronische Entzündung führt zu einer
Hypertrophie der Bronchialarterien und –venen. Im Rahmen von Neovaskularisationen
können Anastomosen zwischen Bronchialarterien und Ästen der Pulmonalarterie
entstehen. Die Inzidenz des Bronchialkarzinoms ist bei Bronchiektasen nicht erhöht
[FREY et al. 1997].
Histopathologisch ist in der Bronchialwand ein Infiltrat mononukleärer Zellen zu
beschreiben. Immunhistologische Studien haben eine zellvermittelte Immunantwort mit
deutlicher Zunahme zytotoxischer CD8-positiver T-Lymphozyten sowie Antigen
präsentierender Zellen und ausgereifter Makrophagen demonstriert [LAPA et al. 1989].
Neutrophile Granulozyten wandern vermehrt durch die Bronchialwand in das Lumen
[COLE 1986, CURRIE et al. 1987 b]. Sie schädigen die Bronchialwand direkt durch die
Freisetzung toxischer Sauerstoff-Radikale. Die von den Entzündungszellen produzierten
Enzyme, wie z.B. Elastase, sind vermehrt im Sputum nachzuweisen [STOCKLEY et al.
29
1984]. Sie beeinträchtigen die Zilienfunktion und schädigen die Bronchialwand durch
Proteolyse [COLE 1986, WONG-YOU-CHEONG et al. 1992, FREY et al. 1997].
Die Veränderungen können von solchen der chronischen Bronchitis unterschieden werden
(s. Tab. 3).
Tab. 3: Pathologische Kriterien zur Differenzierung von Bronchiektasen und chronischer
Bronchitis (nach BARKER 1995 und NICOTRA et al. 1995).
Bronchiektasen chronische Bronchitis
betroffene Luftwege Bronchien > Bronchiolen Bronchiolen > Bronchien
Hypertrophie der mukösenDrüsen
nein ja
Immunolog. Mediatorzellenin den Luftwegen
ja nein*
Radiolog. Infiltrat ja nein
Emphysem Erweiterung der Alveolar-räume
oft alveoläre Wand-destruktion
(* umstritten)
30
1.3. Klinik, Diagnostik und Therapie der Bronchiektasen
1.3.1. Klinische Symptomatik
Die klinischen Symptome von Patienten mit Bronchiektasen sind in der Regel wenig
spezifisch [COLE et al. 1993]. Auch sind Auffälligkeiten bei der körperlichen
Untersuchung nicht regelmäßig zu erheben, da viele Patienten heute eher milde Formen
von Bronchiektasen haben.
Leitsymtome von Bronchiektasen im Kindesalter sind heute rezidivierende
bronchopulmonale Infekte oder chronischer, in der Regel produktiver, Husten
[COLEMAN et al. 1995, DIEDERICH et al. 1996 b]. Das Sputum ist häufig eitrig. Es gibt
auch Patienten, die diese „feuchte“ Form der Bronchiektasenerkrankung nicht zeigen. Sie
produzieren kein Sputum, sind „trocken“, werden aber symptomatisch durch Hämoptysen
[LÖRCHER et al. 1996]. Hämoptyse und Giemen treten bei Kindern heute relativ selten
auf (in weniger als 8%) [LEWISTON 1984]. 80% der Patienten mit Bronchiektasen haben
auch Symptome einer Entzündung des oberen Respirationstrakts (Nase,
Nasennebenhöhlen), in einigen Fällen liegt gleichzeitig eine Otitis media vor [COLE
1995]. Bei der Auskultation überwiegt in frühen Stadien die obstruktive Komponente mit
trockenen Nebengeräuschen wie exspiratorischem Giemen und Brummen. Relativ typisch
ist die Persistenz des Auskultationsbefundes. In fortgeschrittenen Stadien treten
inspiratorische mittel- bis feinblasige Rasselgeräusche auf [ELLER et al. 1993], ein
Zeichen von Flüssigkeit in den Luftwegen durch die Entzündung [LEWISTON 1984]. Vor
der Antibiotika-Ära waren die klinischen Zeichen von Patienten mit Bronchiektasen
deutlicher und spiegelten eine schwere Erkrankung wider mit Produktion von großen
Mengen eitrigen Sputums, „maulvoller Expektoration“, wiederkehrenden Episoden von
Hämoptyse, häufigen infektiösen Exazerbationen, Trommelschlegelfingern, Uhrglasnägeln
und sogar deutlich sichtbaren Bronchiektasen im Röntgenbild [HANSELL 1998]. Nicht
selten hatten die Kinder Gedeihstörungen mit Werten unter der 10. Perzentile für Größe
und Gewicht [LEWISTON 1984]. Im Sputum ist früher häufig eine Dreischichtung zu
erkennen gewesen: schaumige obere Schicht - seröse mittlere Schicht - Bodensatz aus Eiter
und Gewebsanteilen [ELLER et al. 1993]. Patienten mit zystischen Bronchiektasen
31
produzieren am meisten Sputum. Fieberepisoden können die Infektion der kranken Lunge
widerspiegeln und mit Bronchitis oder Pneumonie assoziiert sein. Belastungsdyspnoe tritt
ebenfalls nur in schweren Fällen auf [NEMIR 1983]. Eine begleitende Bronchitis,
Bronchiolitis oder ein Emphysem können ein Obstruktionssyndrom in den
Lungenfunktionstests verursachen [WEBB et al. 1992]. Eine typische Anamnese bei
Patienten mit Bronchiektasen beinhaltet rezidivierende Bronchitiden, die häufig mit
Antibiotika behandelt wurden. In der Anamnese sind früh entweder eine Pneumonie
(unklarer Genese, Pertussis-, Mykobakterien-, Mykoplasmen-verursacht oder viralen
Ursprungs) oder häufiger wiederholte Atemwegsinfektionen über einige Jahre zu erheben
[BARKER 1995]. Diese typische Symptomabfolge wird häufig von der Entwicklung einer
chronischen eitrigen Sinusitis begleitet [HANSELL 1998].
Über eine spontane Symptombesserung in der zweiten Dekade ist häufiger berichtet
worden [LEWISTON 1984]. Trotzdem nehmen Bronchiektasen unbehandelt meist einen
progredienten Verlauf. Unabhängig von ihrer Ätiologie kommt es typischerweise zu einem
Circulus vitiosus aus Stase bronchialer Sekrete, Superinfektion und fortschreitender
bronchialer Dilatation mit weiterer Verschlechterung der mukoziliären Clearance [COLE
et al. 1993, HELBICH et al. 1993]. Der chronische Infektionsherd prädisponiert auch zu
rezidivierenden Exazerbationen mit Ausbildung von Pneumonien. Außerdem sind
Septikämien mit hämatogenen Abszessen (z.B. Hirnabszeß) möglich. Es kann zu einer
fortschreitenden Destruktion von Lungenparenchym durch Atelektasen und entzündliche
Prozesse kommen [COLE et al. 1993]. Im Spätstadium lassen sich Zeichen des Cor
pulmonale nachweisen [ELLER et al. 1993]. In ausgeprägten Fällen führt eine
respiratorische Insuffizienz zum Tode der Patienten [DIEDERICH et al. 1996 b].
32
1.3.2. Diagnostik
Die im Kap. 1.3.1. beschriebenen Symptome werden auch bei Patienten ohne
Bronchiektasen (z.B. bei chronischer Bronchitis) angetroffen und erlauben daher keine
spezifische Diagnose. Diese erfolgt im wesentlichen mittels bildgebender Verfahren.
Tab. 4: Bronchiektasen: Diagnostik (modifiziert nach FREY et al. 1997).
A. bildgebende Diagnostik
1. Thoraxaufnahme (dorsoventral und seitlich)
2. Computertomographie (in hochauflösender Technik)
3. Bronchographie
B. ätiologische Diagnostik
1. Bronchoskopie
2. Schweißtest
3. molekulargenet. Untersuchung zum Erfassen einer Zystische-Fibrose- Mutation
4. quantitative Bestimmung der Immunglobuline, inkl. IgG-Subklassen / spezif. Immunglobuline
5. nasale Schleimhautbiopsie (Licht- und Elektronenmikroskopie / Zilienschlag- frequenz)
6. Neutrophilen-Zahl, H2O2-Produktion der Neutrophilen
7. pH-Metrie
8. Diagnostik zum Erfassen einer allergischen bronchopulmonalen Aspergillose, z.B. IgE-Bestimmung, Eosinophilen-Zahl, Allergietest
9. Alpha1-Antitrypsin-Bestimmung
C. ergänzende Diagnostik
1. Sputumuntersuchung (Mikrobiologie, Eosinophilie)
2. Lungenfunktion
3. O2-Sättigung nachts / bei Belastung
4. Lungenventilations-/perfusions-Szintigraphie
5. Röntgenaufnahme der Nasennebenhöhlen
33
1.3.2.1. Bildgebende Diagnostik
1.3.2.1.1. Thoraxübersicht
Bei klinisch-anamnestischem Verdacht auf Bronchiektasen ist die Übersichtsaufnahme des
Thorax meist das initiale Untersuchungsverfahren. Das Röntgenbild ist selten völlig
normal, häufig zeigt es typische Befunde, besonders bei stark ausgeprägten
Bronchiektasen, jedoch spiegelt es keine spezifischen Zeichen für diese Erkrankung wider
(s. Kap. 4.1.1.). In einer der ersten Studien über die radiologischen Zeichen analysierte
GUDBJERG (1955) die Thoraxfilme von 112 Patienten mit verifizierten Bronchiektasen
und beschrieb unspezifische Befunde wie eine vermehrte Lungenzeichnung,
honigwabenähnliche Schatten, eine Atelektase oder pleurale Veränderungen in der großen
Mehrzahl der Patienten. Andere typische Befunde für Bronchiektasen sind Ringschatten,
evtl. mit Sekretspiegeln, Rundschatten bei komplett sekretgefüllten Zysten, tubuläre
Verschattung, als Begleiterscheinung Infiltrate oder eine kompensatorische Überblähung
der übrigen Lunge [ARONCHIK et al. 1995, FRASER et al. 1988, SMITH et al. 1996 a].
Die Sensitivität des Röntgenbildes hängt wesentlich vom Schweregrad der Erkrankung ab.
1.3.2.1.2. Bronchographie und morphologische Differenzierung
REID beschrieb 1950 eine Einteilung der Bronchiektasen aufgrund der
bronchographischen Befunde und der Pathologie der Lungenpräparate. Sie analysierte 45
Lungenlappen von Patienten, die sich wegen Bronchiektasen einer Lobektomie unterziehen
mußten. Sie betrachtete jeweils vergleichend zum Bronchogramm das makroskopische
Präparat und histologische Schnitte. Als Kontrollen galten drei Lungenpräparate von
Patienten, die aus nicht-pulmonaler Ursache verstorben sind. Sie unterschied drei
verschiedene Gruppen von Bronchiektasen, eine Klassifikation, die noch heute allgemein
anerkannt ist:
1. Zylindrische Bronchiektasen: Die Bronchien haben regelmäßige Umrisse und der leicht
erweiterte Durchmesser bleibt zur Peripherie hin unverändert. Im Bronchogramm enden
34
sie abrupt, weil die weiter distalen Abschnitte mit eitrigem Material verstopft sind und kein
Kontrastmittel eindringen lassen. Die Anzahl der Verzweigungen ist bronchographisch
vermindert und histologisch normal [REID 1950, KANG et al. 1995].
2. Variköse Bronchiektasen: Die Bronchien zeigen ebenfalls keine regelrechte Verjüngung
zur Peripherie hin, weisen aber eine unregelmäßige Wandbegrenzung mit Ausstülpungen
auf. Die Form erinnert an Varizen. Sie enden mit einer kolbenartigen Auftreibung, peripher
sind die Lumina obliteriert. Die Verzweigungsanzahl ist vermindert, bronchographisch
stärker als histologisch [REID 1950, YOUNG et al. 1991].
3. Sakkuläre (= zystische) Bronchiektasen: Dieses ist die schwerste Form von
Bronchiektasen. Kennzeichend ist die zunehmende Dilatation der Bronchien vom Hilus zur
Peripherie hin. Die Konturen erscheinen ballonartig gedehnt und die Bronchien enden in
Form von zystischen Erweiterungen, die sich in der Bronchographie mit Kontrastmittel
füllen. Die Anzahl der Verzweigungen ist sowohl bronchographisch als auch in der
mikroskopischen Beurteilung stark vermindert [REID 1950, VANDEVIVERE 1980].
REID befaßte sich besonders mit der Anzahl der Verzweigungsgenerationen der
Bronchien. In den 3 „normalen“ Präparaten fand sie in einem Segment in der
makroskopischen Beurteilung 17 Aufzweigungen. In der mikroskopischen Betrachtung
sowie bronchographisch waren es 20. Die größte Diskrepanz der Verzweigungsanzahl
zwischen Bronchogramm und mikroskopischer Betrachtung zeigte sich bei zylindrischen
Bronchiektasen. Auf dem Bronchogramm waren 7 Aufzweigungen zu erkennen, einige
weitere konnten bei der Präparation identifiziert werden, und mikroskopisch betrachtet war
die Anzahl nahezu normal (16 Aufzweigungen). Bei den sakkulären Bronchiektasen
konnten mikroskopisch nicht mehr Aufteilungen festgestellt werden als makroskopisch
oder bronchographisch. Die Anzahl lag in allen drei Methoden bei 4. Die Zahlen für
variköse Bronchiektasen siedelten sich in der Mitte an. REID stellte also fest, daß nur bei
den zylindrischen Bronchiektasen alle Generationen des Bronchialbaums vorhanden sind,
obwohl sich die peripheren Anteile nicht mit Kontrastmittel füllen. Bei den anderen
Gruppen, vor allem beim sakkulären Typ, ist die Generationenanzahl verringert.
35
1.3.2.1.3. Computertomographie und morphologische Differenzierung
Die hochauflösende Computertomographie ist heute bei Erwachsenen die Methode der
Wahl zur Diagnose von Bronchiektasen. Sie hat die Bronchographie hier weitgehend
ersetzt [FREY et al. 1997, ELLER et al. 1993, McGUINNESS et al. 1993, GRENIER et al.
1986, KANG et al. 1995].
NAIDICH et al. differenzierten 1982 in einer Studie über sechs Patienten mit
Bronchiektasen (darunter auch ein Kind) zum ersten Mal die verschiedenen
Erscheinungsformen der Bronchiektasen in der Computertomographie (bei 10 mm dicken
Schichten und 5 s Abtastzeit):
Sie unterscheiden in Anlehnung an die Klassifikation von REID (1950) zylindrische,
variköse und zystische Bronchiektasen. Zylindrische und variköse Bronchiektasen können
an dilatierten, dickwandigen Bronchien erkannt werden, die sich zur Lungenperipherie hin
ausbreiten. Sie sind am zuverlässigsten in parallelen Schnitten (d.h. im Längsschnitt
getroffen) diagnostizierbar (s. Abb. 2).
Zylindrische Bronchiektasen erscheinen parallel zur Schnittebene getroffen als
Dilatationen mit glattem Lumen, sogenannte „tram-lines“ (Bahngleisphänomen). Es läßt
sich keine Verringerung des Bronchiallumens im Verlauf vom Hilus zur Peripherie
feststellen. Senkrecht (d.h. im Querschnitt) getroffen ergibt sich das sogenannte
„Siegelringzeichen“ [NAIDICH et al. 1991 b], welches beschreibt, daß der Durchmesser
des Bronchus größer als der des zugehörigen Pulmonalarterienastes ist.
Variköse Bronchiektasen kommen im Parallelschnitt als perlenartige Erscheinung („beaded
appearance“) vor. Schräg oder senkrecht zur Schnittebene können sie zylindrisches oder
zystisches Aussehen annehmen [GRENIER et al. 1990].
Zystische Bronchiektasen weisen folgende Charakteristika auf:
1. Luft-Flüssigkeits-Spiegel: Zurückgebliebenes Sekret in den dilatierten Abschnitten gilt
als spezifisches Zeichen für zystische Bronchiektasen.
2. Aneinanderreihung von Zysten: Ein Bronchus mit aufeinanderfolgenden Abschnitten
zystischer Dilatationen führt im Bild zu einer linearen Aneinanderreihung, wenn der
Bronchus parallel zur Schnittebene verläuft.
36
3. Gruppierung von Zysten: In schwereren Fällen sind nebeneinanderliegende dilatierte
Bronchien in einer traubenförmigen Ansammlung zu finden.
Abb. 2: Klassifikation der Bronchiektasen, basierend auf der Morphologie und der
Erscheinung im HRCT [WEBB et al. 1996].
Ein etwas subtileres Zeichen für Bronchiektasen ist der Nachweis von dilatierten
Bronchien mit verdickten Wänden in der Lungenperipherie (äußeres 1/3 der Lunge). In
einem Lungenschnitt können durchaus alle drei oben aufgeführten Formen nachweisbar
sein. Bronchiektasen entwickeln sich häufig in atelektatischen Segmenten der Lunge
[NAIDICH et al. 1982].
Ergänzend zu den 1982 von NAIDICH et al. beschriebenen charakteristischen Zeichen
werden bis heute von mehreren Autoren folgende Veränderungen im CT bzw. HRCT als
Zeichen für Bronchiektasen diskutiert:
Bronchodilatation, fehlende Verjüngung der Bronchien zur Peripherie,
Bronchialwandverdickung, sichtbare Bronchien in der Lungenperipherie, V- und Y-
37
förmige Verdichtungen, Mosaik-Perfusion, „air trapping“ und Zeichen des
Volumenverlustes eines Lappens (Erläuterungen s. Abb. 3 und Kap. 4.4.1.).
Abb. 3: Zeichen von Bronchiektasen im Dünnschicht-CT: 1. Fehlende Verjüngung oder
Erweiterung der Brochien zur Peripherie hin. 2. Siegelringzeichen. 3. Anhäufung von
Bronchien bei gleichzeitigem Volumenverlust des Lungenlappens. 4. Muköse Verstopfung
der dilatierten Bronchien. 5. Verdickung und Verstopfung der kleinen Luftwege mit daraus
resultierenden nodulären V- und Y-förmigen Verschattungen [HANSELL 1998].
1.3.2.2. Ätiologische Diagnostik
Bei einem symptomatischen Patienten mit nachgewiesenen Bronchiektasen sollte wegen
möglicher therapeutischer Konsequenzen die Ursache gesucht werden. Nach COLE et al.
(1993) leiden 30-40% der erwachsenen Patienten mit Bronchiektasen an einer
zugrundeliegenden Krankheit, die therapiert werden kann. Für Kinder bietet die
ausgewertete Literatur keine genauen Angaben dazu. Bei Bronchiektasen ist eine
Bronchoskopie indiziert, um eine endobronchiale Stenose bzw. einen Fremdkörper zu
erfassen oder z.B. bei Hämoptyse die Blutungsquelle zu lokalisieren. Zystische-Fibrose-
38
und Primäre-Ziliendyskinesie-Diagnostik, welche einen Schweißtest, eventuell eine
molekulargenetische Analyse und eine Zilienschleimhautbiopsie umfassen, sind bei
Kindern sowie jüngeren Erwachsenen, vor allem bei Kinderwunsch, indiziert. Das
Differentialblutbild kann ätiologische Hinweise geben. Bei generalisierten Bronchiektasen
gehört die quantitative Bestimmung der Immunglobuline, einschließlich der IgG-
Subklassen, zur Abklärung. Bei Verdacht auf eine allergische bronchopulmonale
Aspergillose wird die Diagnose durch Nachweis von Aspergillen im Sputum, IgE und IgG
gegen Aspergillen im Serum, eine Sputum- und Bluteosinophilie sowie spezifische
Allergietests erhärtet. Die H2O2-Produktion der Neutrophilen ist bei der septischen
Granulomatose gestört. Zum Ausschluß eines gastroösophagealen Refluxes kann die pH-
Metrie eingesetzt werden. Die Bestimmung von Alpha1-Antitrypsin bei der Abklärung
idiopathischer Bronchiektasen wird bei Erwachsenen empfohlen [FREY et al. 1997].
1.3.2.3. Ergänzende Diagnostik
Bei allen Patienten mit symptomatischen Bronchiektasen ist eine Untersuchung des
Sputums angezeigt. Diese umfaßt eine mikroskopische Beurteilung sowie Kulturen
(Bakterien, Mykobakterien, Pilze) und eine Resistenzprüfung. Häufig werden Hämophilus
influenzae und Streptococcus pneumoniae, im weiteren Verlauf dann Pseudomonas
aeruginosa nachgewiesen [COLE 1995]. Das Ausmaß einer funktionellen Einschränkung
und deren Verlauf wird mittels Lungenfunktionsuntersuchung festgehalten: Bei schweren
Formen sind obstruktive und auch restriktive Ventilationsstörungen nachzuweisen.
[NICOTRA et al. 1995, HANSELL et al. 1998]. Die forcierte exspiratorische Ventilation
ist eingeschränkt infolge Verstopfung der Luftwege mit Sekret oder Einengung durch
Bronchiolitis. Die O2-Sättigung des Blutes sowie die Lungenventilations- und -perfusions-
Szintigraphie können zur weiteren Diagnostik herangezogen werden. Generalisierte
Bronchiektasen sind oft mit einer chronischen Sinusitis assoziiert, feststellbar durch eine
Röntgenaufnahme der Nasennebenhöhlen [COLE et al. 1993, FREY et al. 1997].
39
1.3.3. Therapie
Es steht keine konservative kurative Therapie für die Behandlung von Bronchiektasen zur
Verfügung. Die therapeutischen Maßnahmen (s. Tab. 5) richten sich gegen die Symptome,
gegen wiederholte Exazerbationen und eine Progredienz des destruierenden Prozesses. Sie
müssen individuell aufeinander abgestimmt werden. Kein Therapiekonzept kann sich auf
prospektive, kontrollierte Langzeitstudien stützen. Von Bedeutung ist die möglichst
frühzeitige Diagnose und Therapie verschiedener Grundkrankheiten, z.B. eines
Immunglobulinmangels.
Eine präventive Maßnahme stellt die systematische Impfung von Kindern gegen
respiratorische Erreger, insbesondere Masernvirus und Bordetella pertussis, dar [FREY et
al. 1997]. Außerdem ist ein möglichst flächendeckendes funktionierendes Programm zur
Früherkennung der Lungentuberkulose von präventivem Wert.
Mittels gezielter antibiotischer und allgemeiner antiinflammatorischer Therapie
entzündlicher Exazerbationen (Kortikosteroide, Ibuprofen) sowie Maßnahmen zur
effektiveren Expektoration des Bronchialsekrets (Inhalation, Mukolyse,
Desoxyribonuklease, Bronchodilatation, Sekretmobilisationstechniken wie Lagerungs- und
Drainagebehandlung oder autogene Drainage) soll die Progredienz der
Bronchuswanddestruktion aufgehalten werden [COLE et al. 1993]. Der Einsatz von
Antibiotika hat in den letzten 50 Jahren wesentlich zur Abnahme der Morbidität und
Mortalität von Bronchiektasen beigetragen. Für die antibiotische Strategie sind das
Ausmaß der Bronchiektasen und der Infektexazerbationen sowie der Pseudomonas-Status
der Atemwege ausschlaggebend. Die Gabe von Bronchodilatatoren ist wegen der bei
ausgeprägten Bronchiektasen häufigen obstruktiven Ventilationsstörung sinnvoll [FREY et
al. 1997].
Die Physiotherapie ist für eine bessere Hygiene in den Bronchien durch eine gesteigerte
Clearance von ganz wesentlicher Bedeutung [LEWISTON 1984, BARKER 1995].
Der lokalisierte Befall eines Lungensegmentes oder –lappens läßt sich durch operative
Resektion behandeln. Bei fortgeschrittenen Fällen und Versagen anderer Therapieformen
stellt die Lungentransplantation die Ultima ratio dar: In der Regel wird sie als
Doppellungentransplantation durchgeführt, da bei Einzellungentransplantation die Gefahr
40
einer Infektion des Spenderorgans durch Bronchiektasen in der nativen Lunge des
Empfängers besteht [DIEDERICH et al. 1994].
Tab. 5: Therapie und Prävention von Bronchiektasen [modif. Nach FREY et al. 1997].
1. Therapie der Grundkrankheit
2. PharmakotherapieAntibiotikaBronchodilatatorenKortikosteroide (inhalativ / systemisch)Mukolytika; DNase
3. AtemphysiotherapieLagerungsdrainageThoraxperkussion, -vibrationHustentechnikforcierte Exspirationstechnikautogene Drainagepositive expiratory pressure (PEP)-Maske„Flutter“
4. chirurgische TherapieResektionLungentransplantation
5. allgemeine MaßnahmenTherapie chronischer Infekte der oberen LuftwegeImpfungen (Pertussis, Masern; Influenza, Pneumokokken)Früherkennung der LungentuberkuloseSauerstofflangzeittherapieErnährungsberatungpulmonale Rehabilitation
41
1.3.4. Prognose
Verlauf und Prognose von Bronchiektasen sind sehr variabel und vor allem von der
Grundkrankheit und vom Ausmaß der irreversiblen pulmonalen Funktionseinschränkung
abhängig. Parameter, welche bei kryptogenen, bilateralen Bronchiektasen frühzeitig und
zuverlässig progrediente von nicht oder nur leicht progressiven Verläufen unterscheiden
ließen, sind nicht bekannt [FREY et al. 1997]. Zweifellos haben sich die Aussichten von
Bronchiektasepatienten in den letzten Jahrzehnten verbessert, durch den Rückgang der
prädisponierenden Infektionen im Kindesalter und besonders durch den Einsatz von
Antibiotika [NEMIR 1983]. Auch die verschiedenen Grundkrankheiten, z.B.
Immunglobulinmangel oder zystische Fibrose, können heute besser behandelt werden. Der
Vergleich verschiedener Studien seit 1940 zeigt, daß sowohl Zystische-Fibrose- wie Nicht-
zystische-Fibrose-Patienten mit generalisierten Bronchiektasen heute ein deutlich höheres
Lebensalter erreichen [BARKER et al. 1988, FRASER et al. 1988]. Kinder mit Asthma
bronchiale und Bronchiektasen haben immer noch eine relativ schlechte Prognose. Die
postoperative Prognose ist besonders bei Kindern (im Vergleich zu Erwachsenen) gut
[NEMIR 1983]. Auch sie ist abhängig von der zugrundeliegenden Ursache. Unbehandelt
nehmen Bronchiektasen meist einen progredienten Verlauf, der in ausgeprägten Fällen
über eine respiratorische Insuffizienz zum Tod der Patienten führt [DIEDERICH et al.
1996 b]. Voraussetzung für die verbesserte Prognose bleiben eine frühzeitige, korrekte
Diagnose sowie eine individuell angepaßte, multimodale Langzeitbetreuung.
42
2. Patienten und Methodik
2.1. Patientenkollektiv
Primär wurden alle Kinder ausgewählt, bei denen von Januar 1993 bis November 1996
eine Bronchographie in der Universitätskinderklinik Bochum durchgeführt wurde und die
wenige Wochen vorher oder nachher eine Computertomographie des Thorax in der
Radiologischen Universitätsklinik des St.-Josef-Hospitals Bochum oder auswärts erhalten
haben.
Grund der Untersuchungen war chronischer Husten, in den meisten Fällen mit
persistierenden Infiltraten im Röntgenbild des Thorax.
Es waren insgesamt 42 Kinder. Diese Zahl schränkte sich jedoch auf 27 ein, weil nur bei
diesen die CT- und Bronchographie-Bilder vollständig zu erhalten waren.
2.2. Erfaßte Daten
Neben dem Vergleich der Bronchographie- und CT-Bilder wurden von jedem einzelnen
der 27 primär in die Studie aufgenommenen Patienten retrospektiv durch systematische
Analyse der stationären Akten die folgenden Daten erfaßt:
1.) Anamnese mit Art und Beginn der Beschwerden sowie klinische Befunde;
2.) Mögliche Ursachen für Bronchiektasen;
3.) Gegebenenfalls Befunde weiterer Untersuchungsmethoden (Röntgen-Thorax,
Bronchoskopie, Biopsie, Mikrobiologie und Zytologie des Bronchialsekrets,
Immunologie, Lungenfunktion).
Außerdem wurden auf einem Stammblatt, das für jeden Patienten angefertigt wurde, die
technischen Daten von CT und Bronchographie festgehalten.
Die Untersuchungen lagen in keinem Fall mehr als vier Wochen auseinander.
43
2.3. Ausschlußkriterien
Die 27 Fälle mußten auf folgende Ausschlußkriterien geprüft werden:
a.) Bildqualität des CT: Hinsichtlich der Fensterung, Schichtdicke und Abtastzeit mußten
die Bilder einer durchschnittlichen HRCT-Qualität (s. Kap. 1.2.1.) genügen.
b.) Narkoseverabreichung beim CT: Die Aussagefähigkeit der HRCT-Bilder sollte ohne
die begünstigenden Umstände einer Narkose ermittelt werden.
c.) Bildqualität der Bronchographie: Die Bilder mußten eine ausreichende Füllung der
Bronchien zeigen.
2.4. Beurteilungskriterien für die Bronchographie- / HRCT-Bilder
Die Bronchographie-Bilder waren aufgrund eines Beurteilungsbogens mit folgenden
Kriterien, gestützt auf REID (1950), zu befunden:
Als „normal“ wurden sich nach distal verjüngende Bronchien mit regelmäßigen
Wandkonturen bewertet.
Als „deformierte Bronchien“ galten sich nach distal verjüngende Bronchien mit
unregelmäßiger Wandkontur ohne Rarefizierung.
Bronchiektasen wurden unterschieden in zylindrische oder variköse Bronchiektasen mit
mäßiger Rarefizierung der Bronchialverzweigungen und sakkuläre Bronchiektasen mit
nach distal zunehmender Dilatation und starker Rarefizierung.
Außerdem wurden Füllungsabbrüche vermerkt und eine schwere Beurteilbarkeit aufgrund
der Projektion.
Zur Bewertung der Bildqualität wurden alveoläre Füllung oder zu geringe Füllung
festgehalten.
Die HRCT-Bilder wurden in Anlehnung an NAIDICH et al. (1982) folgendermaßen
befundet:
„Normal“, wenn keine pathologischen Veränderungen erkennbar waren. Als Zeichen für
Bronchiektasen galten eine verdickte Bronchialwand und sichtbare Bronchien im äußeren
1/3 der Lunge; Zeichen für zylindrische Bronchiektasen waren ein Durchmesser Bronchus/
44
Begleitarterie > 1.0 (< 1.5) („Siegelringzeichen“) und im Längsschnitt eine fehlende
Verjüngung nach distal („tram sign“); sakkuläre Bronchiektasen wurden befundet bei
einem Durchmesser Bronchus / Begleitarterie > 1.5, zystischen Erweiterungen und Luft-
Sekret-Spiegel. Außerdem wurden sekretgefüllte Bronchien und andere Veränderungen
wie Infiltrate, subpleurale Knoten, zentrilobuläre Knoten, Zysten und Septumverdickung
festgehalten.
Zur Beurteilung der Bildqualität wurde vermerkt, ob die sekundären Lobuli sichtbar sind
und ob ein Milchglasphänomen oder Doppelkonturen von Bronchialwand oder Arterie
vorliegen.
2.5. Methodik der Auswertung
Die Bilder wurden jeweils von zwei unabhängigen Beurteilern bewertet, welche die
Patienten und klinischen Daten nicht kannten. Drei der Beurteiler waren Pädiater, einer ein
Radiologe.
Bei der Bronchographie wurde jedes Segment, bei der CT jeder Lungenlappen getrennt
beurteilt. In der linken Lungenhälfte wurde die Lingula (Segment 4 und 5) als separater
Lungenlappen betrachtet, so daß sich aufgrund der einseitig durchgeführten
Bronchographie jeweils drei Lungenlappen rechts oder links pro Patient zur Auswertung
ergaben. Der Vergleich beider Verfahren wurde pro Lappen durchgeführt; bei der
Bronchographie galt jeweils die in einem Lappen schwerwiegendste Veränderung.
Die Bronchographie wurde als „Goldstandard“ gewertet. Die Sensitivität, der falsch
negative Wert, die Spezifität und der falsch positive Wert des HRCT für die Diagnose von
bronchographisch diagnostizierten Bronchiektasen wurde nach COOKE et al. (1987) wie
folgt errechnet:
Die Sensitivität (%) des HRCT-Thorax wurde errechnet aus dem Quotienten der Anzahl
der mit beiden Verfahren als positiv diagnostizierten Lungenlappen und der Anzahl der
bronchographisch positiver Lappen multipliziert mit 100.
Der falsch negative Wert (%) war 100 – Sensitivität.
45
Die Spezifität (%) wurde definiert als Quotient aus der Anzahl der mit beiden Verfahren
als negativ befundeten Lappen und der Anzahl der bronchographisch negativen Lappen.
Der falsch positive Wert (%) war 100 – Spezifität.
Die Übereinstimmung der Beurteiler jeweils einer Untersuchungsmethode für den
Nachweis oder Ausschluß von Bronchiektasen in jedem Lungenlappen wurde durch die
Inter-Observer-Variabilität und den kappa-Wert ausgedrückt. Letzterer ergibt sich aus der
Übereinstimmung nach Abzug der aus reiner Wahrscheinlichkeit übereinstimmenden
Befunde. Kappa-Werte größer als 0,61 werden als gute Übereinstimmung unter den
Beurteilern gewertet [ALTMAN 1991].
2.6. Apparativ-technische Methodik
Bronchographie :
Die Bronchographie wurde mit Hytrast® (ByK Gulden, Konstanz) bis zur Prallfüllung
(etwa 1 ml/kg) über ein starres Bronchoskop der Firma Storz in Vollnarkose unter
Durchleuchtung durchgeführt. Es wurde jeweils eine Lungenseite untersucht und je ein
Röntgenbild in sagittaler, schräger und seitlicher Projektion angefertigt.
HRCT:
Es wurde überwiegend das Gerät Somatom Plus 4 der Firma Siemens verwendet. Die 12
ausgewerteten Bilder wurden in den meisten Fällen mit einer Fensterweite von 1200
Hounsfield-Einheiten (HE) und einer Fenstermitte von -600 HE bei 120-160 mA und 120-
140 kV mittels eines kantenbetonten Algorithmus angefertigt. Die Schichtdicke betrug 1-5
mm, der Schichtabstand 4-10 mm, die Abtastzeit 0,75 s (in einem Fall 5 s). Es wurde kein
Kontrastmittel verwendet. Die Kinder erhielten keine Narkose. Sie wurden nicht oder
lediglich mit Chloralhydrat (rektal oder oral 50-70 mg/kg) sediert.
46
3. Ergebnisse
3.1. Patientencharakteristika
Nur 12 der primär 27 in die Studie aufgenommenen Kinder erhielten Bronchographie- und
CT-Bilder mit guter Qualität und konnten statistisch ausgewertet werden.
Unter diesen befanden sich 8 Jungen und 4 Mädchen mit einem medianen Alter von 4
Jahren und 9 Monaten (Streubreite von 2 Jahre und 10 Monate bis 13 Jahre und 2 Monate).
15 Patienten wurden aus den folgenden Gründen aus der Studie ausgeschlossen:
Die Bildqualität war in 13 Fällen durch eine ungeeignete Fensterung so stark
eingeschränkt, daß die Bilder für die Fragestellung der vorliegenden Studie nicht zu
verwerten waren. Zusätzlich erfüllten mehrere dieser Bilder auch andere Anforderungen an
eine HRCT nicht, so z.B. durch zu dicke Schichten (10 mm) und zu lange Abtastzeiten (5
s). In drei Fällen störten starke Bewegungsartefakte das Bild. In zwei anderen Fällen wurde
zusätzlich zu einer ungünstigen Fenstereinstellung die CT zu früh nach der
Bronchographie durchgeführt (3 Tage danach), so daß durch die noch mit Kontrastmittel
gefüllten Bronchien eine genaue Beurteilung nicht möglich war.
Zwei Kinder wurden aus der Studie herausgenommen, weil sie während der CT eine
Intubationsnarkose erhielten; außerdem war bei diesen beiden Kindern die Bronchographie
wegen zu geringer Kontrastmittelfüllung nicht beurteilbar.
Bei den 12 ausgewerteten Patienten fielen von deren insgesamt 36 verglichenen
Lungenlappen je nach Beurteiler fünf bis acht einzelne Lungenlappen aus der
Beurteilungsmöglichkeit heraus. Der Hauptgrund hierfür war bei der Bronchographie eine
zu geringe Kontrastmittelfüllung, teilweise auch ein Füllungsabbruch oder eine
projektionsbedingt eingeschränkte Beurteilbarkeit eines Lungenlappens. Bei der HRCT
war in einem Fall ein Lungenlappen noch mit Kontrastmittel von einer vorausgegangenen
Bronchographie gefüllt und dadurch nicht beurteilbar.
47
3.1.1. Anamnese und klinische Symptomatik
Grund der Untersuchungen war chronischer Husten, in den meisten Fällen mit Auswurf
und persistierenden Infiltraten im Röntgenbild des Thorax. Die anderen klinischen und
anamnestischen Daten sind in Tab. 6 zusammengefaßt.
Tab. 6: Anamnese der Patienten (n = 12).
in der
Anamnese
angegeben
nicht in der
Anamnese
angegeben
Husten* 11 (92%) 1 (8%)
Auswurf* 9 (75%) 3 (25%)
Fieber 9 (75%) 3 (25%)
Rhinitis 5 (42%) 7 (58%)
Luftnot 5 (42%) 7 (58%)
Pfeifen* 3 (25%) 9 (75%)
Symptome:
Pneumonie 10 (83%) 2 (17%)
chron. Bronchitis 9 (75%) 3 (25%)
Otitis 3 (25%) 9 (75%)
gehäuft in der Anamnesevorgekommene Krankheiten:
Sinusitis 3 (25%) 9 (75%)
* Episoden länger als 2 Monate
Befunde bei der körperlichen Untersuchung (n = 12):
Rasselgeräusche: 9 (75%)
obstruktive Nebengeräusche: 8 (67%)
verstopfte Nase: 5 (42%)
Uhrglasnägel: 4 (33%)
Faßthorax: 2 (17%)
48
Es ergibt sich also, daß die häufigsten Symptome in der Gruppe der ausgewerteten
Patienten Husten, Auswurf, Fieber, Rasselgeräusche und obstruktive Nebengeräusche
waren.
3.1.2. Mögliche Ursachen für Bronchiektasen
Drei Kinder litten an humoralen Immundefekten. Zwei Kinder hatten eine erworbene,
eines eine primäre Ziliendyskinesie. Zwei Kinder hatten ein Asthma bronchiale (eins von
ihnen litt zusätzlich an einem humoralen Immundefekt). Ein Kind hatte eine
Tracheomalazie (Z.n. operativer Korrektur einer Ösophagusatresie Typ IIIc und neonataler
Langzeitbeatmung). Bei vier Kindern konnte außer rezidivierenden Pneumonien keine
zugrundeliegende Ursache gefunden werden.
3.1.3. Befunde weiterer Untersuchungsmethoden
Röntgenbild des Thorax:
Von neun Kindern lag ein Röntgenbild des Thorax vor. Fünf Bilder zeigten ein Infiltrat
(56%), einige eine Atelektase bzw. Minderbelüftung (drei, 33%) oder eine Überblähung
(drei, 33%). Bei zwei Bildern (22%) wurde eine vermehrte Lungenzeichnung, in je einem
Bild (11%) wurden Bronchialwandveränderungen und peribronchiale Veränderungen
diagnostiziert. Der Befund war in keinem Fall normal.
Bronchoskopie:
Bei der Bronchoskopie (n = 12) waren in den meisten Fällen (neun, 75%)
Entzündungszeichen der Schleimhaut zu erkennen. In acht Fällen (67%) fiel eitriges, in
fünf Fällen (42%) muköses Sekret auf. Sieben Kinder (58%) hatten Deformierungen des
Bronchialsystems. Bei keinem Kind war der Befund normal.
49
Mikrobiologie :
Von sieben Kindern, bei denen eine mikrobiologische Untersuchung vorlag, wurde bei
allen Hämophilus influenzae gefunden. Zweimal (29%) wurde Moraxella catarrhalis und
einmal (14%) Streptococcus pneumoniae nachgewiesen.
Biopsie:
Bei der Biopsie (n = 6) wurden bei allen Patienten Zeichen einer chronisch entzündeten
Bronchialschleimhaut festgehalten.
In der elektonenmikroskopischen Betrachtung wurden in insgesamt drei Fällen (50%) ein
Verlust der Dyneinarme und Radspeichen beschrieben, in einem Fall als primäre
Ziliendyskinesie, bei den anderen Patienten als sekundäre Zilienveränderungen.
Zytologie :
Bei der zytologischen Untersuchung des Bronchialsekrets (n = 8) wurde in allen Fällen
eine Vermehrung der Granulozyten, meist der Neutrophilen, festgestellt.
Immunologie :
Die Bestimmung der Immunglobuline in zwölf Fällen erstreckte sich in acht Fällen auf
IgG, IgA und IgM (davon zweimal (25%) IgG erhöht, einmal IgA erniedrigt (12,5%)), in
zehn Fällen auf Pneumokokken-IgG (davon einmal erhöht (10%), zweimal erniedrigt
(20%)) und in zehn Fällen auf IgE (davon sechsmal (60%) erhöht). Ein Kind erhielt eine
Dauersubstitution mit Immunglobulinen bei x-gebundener Agammaglobulinämie. Bei drei
Kindern ergaben die Bestimmungen keine Auffälligkeiten.
Lungenfunktion:
In der Lungenfunktionsprüfung (n = 4) wurde bei je einem Kind eine restriktive und eine
obstruktive Ventilationsstörung festgestellt. Ein drittes Kind hatte eine kombinierte
restriktive und obstruktive Ventilationsstörung. Bei einem weiteren Kind fiel eine
Überblähung auf.
50
Bei Auswertung der genannten Zusatzuntersuchungen ergibt sich, daß das Röntgenbild des
Thorax stets, jedoch vielfältige, pathologische Befunde zeigte, Bronchoskopie, Biopsie und
Zytologie stets Entzündungszeichen ergaben und die Mikrobiologie stets den Nachweis
von Hämophilus influenzae erbrachte.
3.2. Befunde der Bronchographie und HRCT-Thorax im statistischen Vergleich
Von den 12 verglichenen Patienten hatten nach übereinstimmender Beurteilung beider
Befunder jeweils acht in der Bronchographie und acht in der HRCT-Thorax
Bronchiektasen; sieben Fälle davon waren identische Patienten.
3.2.1. Validität der HRCT-Thorax
Die Übereinstimmung der Lokalisation der Bronchiektasen ist eine präoperativ relevante
Fragestellung.
Durch die jeweils zwei unabhängigen Beurteiler pro bildgebendem Verfahren ergeben sich
für die Prüfung der Übereinstimmung der Befunde für den Vergleich der beiden Methoden
vier Kombinationspaare: Beurteiler 1 und 2 der Bronchographie jeweils verglichen mit
Beurteilern 3 und 4 der HRCT.
Tabelle 7 zeigt die Validitätswerte aller 4 Beurteilerpaare für die Übereinstimmung der
Befunde zwischen Bronchographie und HRCT im lobären Vergleich, wobei die
Bronchographie als Referenzmethode zugrundegelegt ist.
51
Tab. 7: Validitätswerte für Bronchiektasen in der HRCT im Vergleich zur Bronchographie
als Goldstandard aller 4 Beurteilerpaare.
Beurteiler
der
Bronchographie
Beurteiler
der
HRCT
Spezifität
[%]
Sensitivität
[%]
Falsch
positiver
Wert [%]
Falsch
negativer
Wert [%]
1 3 100 94 0 6
1 4 100 82 0 18
2 3 100 90 0 10
2 4 100 82 0 18
Für die Spezifität ergibt sich in allen 4 Fällen ein Wert von 100%.
Die Sensitivität ergibt 94%, 90% und zweimal 82%.
Aus der folgenden Tabelle 8 ist die Übereinstimmung zwischen den beiden bildgebenden
Verfahren, bezogen auf die Zahl der verglichenen Lungenlappen, zu entnehmen, hier
verdeutlicht am Beispiel der Ergebnisse von Beurteiler 1 und 3. Bei diesem Vergleich
erwiesen sich 31 Lungenlappen von 12 Patienten als beurteilungsfähig.
52
Tab. 8: Vergleich von Bronchographie (Beurteiler 1) und HRCT des Thorax (Beurteiler 3),
bezogen auf 31 Lungenlappen.
Bronchographie
HRCT-Thorax Normal Deformationen Bronchiektasen Gesamt
Normal 12 1 1 14
Verdickte Bronchialwand 0 2 4 6
Bronchien peripher sichtbar 0 0 2 2
Siegelring / fehlendeVerjüngung
0 0 9 9
Gesamt 12 3 16 31
Für die Spezifität errechnet sich: 12/12 = 100%
Für die Sensitivität errechnet sich: 15/16 = 94%
Aus diesen Werten ergibt sich ein falsch positiver Wert von 0% und ein falsch negativer
Wert von 6% für die diagnostische Aussagekraft der HRCT-Thorax im Vergleich zur
Bronchographie bei 2 der 4 Beurteiler.
Die Tabelle 8 zeigt in der 4. Zeile, daß das Vorliegen typischer bronchiektatischer
Veränderungen im HRCT (Siegelringzeichen, fehlende Verjüngung) zu 100% mit der
Bronchographie übereinstimmt. Auch sichtbare Bronchien im peripheren Drittel der Lunge
sind eindeutige Zeichen für Bronchiektasen (3. Zeile). Alle Lungenlappen mit diesen
Zeichen in der HRCT zeigten auch Bronchiektasen in der Bronchographie. Verdickte
Bronchialwände sind ebenfalls ein Zeichen für Bronchiektasen, jedoch nicht ganz
spezifisch (2. Zeile). Von 6 Lappen, die in der HRCT eine verdickte Bronchialwand
zeigten, wurden Bronchiektasen bronchographisch in 4 Fällen und Deformationen in 2
Fällen nachgewiesen. Auch eine chronisch deformierende Bronchitis kann mit im HRCT
verdickt wirkenden Bronchien einhergehen. Die 1. Zeile spiegelt wider, daß ein normales
HRCT weitgehend das Vorliegen von Bronchiektasen ausschließt. Von insgesamt 14 im
HRCT negativ befundeten Lappen zeigte jeweils einer in der Bronchographie
Bronchiektasen bzw. eine Bronchusdeformation.
53
Unter Berücksichtigung aller 4 Beurteiler ergibt sich zusammenfassend in dieser Studie
eine sehr gute Spezifität (100%) und eine relativ gute Sensitivität (82-94%) für die HRCT.
Typische Befunde in der thorakalen HRCT können also auch bei spontan atmenden Klein-
und Schulkindern eine Bronchographie ersetzen. Präoperativ sollte zur genaueren
Beurteilung der Ausdehnung der Bronchiektasen eine Bronchographie eingesetzt werden.
Besonders auffällig war an dieser Studie das Nebenergebnis, daß 13 (48%) von den primär
27 ausgewählten CT-Bildern wegen ungeeigneter technischer Einstellung eine so schlechte
Qualität aufwiesen, daß sie eine vernünftige Beurteilung nicht zuließen. In den meisten
Fällen war der Grund eine ungeeignete Fensterung.
Die Bilder mit günstiger Fenstereinstellung und kurzer Abtastzeit waren trotz teilweise
vorhandener atmungsabhängiger Unschärfe überwiegend gut zu bewerten.
Von allen 27 primär in die Studie aufgenommenen Computertomographien waren die
Bilder in 5 Fällen (19%) durch Bewegungsartefakte gestört, nur in einem Fall bedingt
durch eine zu lange Abtastzeit (5 s). Das Durchschnittsalter dieser 5 Kinder lag mit 1 Jahr
und 11 Monaten deutlich unter dem Durchschnittsalter von 5 Jahren und 11 Monaten aller
27 Kinder. Zwei dieser Kinder waren sediert.
54
3.2.2. Inter-Observer-Variabilität von Bronchographie und HRCT-Thorax
Aus den folgenden Tabellen 9 und 10 ist die Übereinstimmung der Ergebnisse beider
Beurteiler jeder Untersuchungsmethode für sich zu entnehmen.
Tab. 9: Diagnose von Bronchiektasen in der Bronchographie.
Bronchiektasen diagnostiziert von
Gesamtzahl beiden Beurteilern nur einem Beurteiler
Lappen 33 14 (42%) 6 (18%)
Patienten 12 8 (67%) 3 (25%)
Für die Inter-Observer-Variabilität der Bronchographie ergibt sich für die 12 Patienten,
deren Bronchographien mit den HRCT-Bildern verglichen wurden, im lobären Vergleich
ein Wert von 18%. Hieraus ergibt sich ein kappa-Wert von k = 0,64.
Betrachtet man jedoch alle 25 Patienten, die qualitativ gute Bronchographien hatten, so
erhöht sich die Inter-Observer-Variabilität auf 21% im lobären Vergleich (63 Lappen), was
einen kappa-Wert von k = 0,59 ergibt.
Die Beurteilbarkeit war in einigen Fällen durch eine zu geringe Kontrastmittelfüllung
eingeschränkt. Oft ergaben sich Unstimmigkeiten bei der Differentialdiagnose
Füllungsabbruch oder zylindrische Bronchiektasen.
55
Tab. 10: Diagnose von Bronchiektasen in der HRCT
Bronchiektasen diagnostiziert von
Gesamtzahl beiden Beurteilern nur einem Beurteiler
Lungenlappen 66 17 (26%) 11 (17%)
Lungenhälften 24 12 (50%) 6 (25%)
Patienten 12 8 (67%) 3 (25%)
Für die Inter-Observer-Variabilität der HRCT ergibt sich im lobären Vergleich ein Wert
von 17%. Es errechnet sich ein zugehöriger kappa-Wert von k = 0,614, welcher einer guten
Übereinstimmung entspricht.
Die Aussagefähigkeit war in einigen Lungenlappen begrenzt durch Bewegungsartefakte
und Milchglasphänomene.
4 Da bei den HRCT-Bildern stets auch die gesunde Lungenhälfte mit dargestellt und beurteilt wurde, liegthier eine höhere Zufallswahrscheinlichkeit übereinstimmender Befunde zwischen den Beurteilern vor, waseinen niedrigeren k-Wert im Vergleich zur Inter-Observer-Variabilität bedingt.
56
3.2.3. Wertigkeit der HRCT-Zeichen für Bronchiektasen
Das Siegelringzeichen bzw. eine fehlende Verjüngung der Bronchien im HRCT ist das
Zeichen mit der höchsten Sensitivität für Bronchiektasen. Peripher sichtbare Bronchien im
äußeren 1/3 der Lunge sind das spezifischste Merkmal (s. Tab. 11). Für beide Zeichen läßt
sich ein höherer sowohl positiver als auch negativer Vorhersagewert für Bronchiektasen im
Vergleich zu verdickten Bronchialwänden errechnen.
Zystische Bronchiektasen kamen im HRCT in diesem Kollektiv nicht vor.
Tab. 11: Häufigkeit der einzelnen HRCT-Zeichen in Lungenlappen mit definitiven
Bronchiektasen und in den übrigen Lungenlappen.
Lungenlappen mit Bronchiektasen*
(17 Lappen)
Andere
(49 Lappen)
Siegelring / fehlendeVerjüngung
11 (65%) 4 (8%)
Bronchien peripher sichtbar 9 (53%) 1 (2%)
Verdickte Bronchialwand 9 (53%) 7 (14%)
*Übereinstimmend diagnostiziert von beiden Beurteilern
Zusammenfassend ergibt der statistische Vergleich der Befunde bei Bronchographie und
HRCT
- eine sehr gute Spezifität (100%) und eine relativ gute Sensitivität (82-94%) für die
HRCT,
- bei der Inter-Observer-Variabilität der Bronchographie-Befundung ein Wert von 18%
(k = 0,64), bei der HRCT-Befundung ein Wert von 17% (k = 0,61),
- trotz fehlender Narkose relativ wenige Bewegungsartefakte mit Häufung bei den
jüngsten Kindern,
- eine ungeeignete Fensterung als häufigstes technisches Auswertungshindernis bei der
HRCT.
57
3.3. Bildmaterial
Abb. 4:
5 Jahre altes
Mädchen mit
zylindrischen
Bronchiektasen
des linken
Unterlappens.
Die Broncho-
graphie zeigt
abrupt endende
Bronchien.
Abb. 5:
Das HRCT-
Bild
desselben
Kindes
demonstriert
dilatierte
Bronchien
mit
Siegelring-
zeichen.
58
Abb. 6:
13 Jahre alter Junge
mit zylindrischen
Bronchiektasen.
Die Bronchographie
stellt abrupt endende
Bronchien der
Lingula und des
linken Unterlappens
sowie
unregelmäßige
Wandkonturen im
Oberlappen dar.
Abb. 7:
Das HRCT-Bild
desselben Kindes
demonstriert
beidseits
verdickte
Bronchialwände
sowie dilatierte
Bronchien im
rechten
atelektatischen
Mittellappen, in
der Lingula und
im linken
Unterlappen.
59
Abb. 8:
4-jähriger Junge mit
leichten bronchialen
Deformationen.
Die Bronchographie
zeigt im Oberlappen
eine zu geringe
Füllung. In der
Lingula und im
Unterlappen
unregelmäßige
Wandkonturen,
Verjüngung nicht
ganz regelrecht.
Abb. 9:
4-jähriges
Mädchen mit
Normalbefund in
der HRCT-
Untersuchung.
60
Abb. 11: 4-jähriger Junge mit fraglichen Bronchiektasen. Das HRCT-Bild zeigt deutliche
Bewegungsartefakte (Milchglasphänomen), es ist keine sichere Befundung möglich. Als
Nebenbefund auffallend ist eine Zyste in der Lingula.
Abb. 10:
3-jähriger Junge
mit sakkulären
Bronchiektasen.
Die Bronchien
enden zystisch
erweitert, die
Verzweigungs-
anzahl ist
vermindert.
61
4. Diskussion
4.1. Validität und Inter-Observer-Variabilität der Untersuchungsmethoden
4.1.1. Thoraxübersicht
Die Röntgenaufnahme des Thorax stellt das initiale Untersuchungsverfahren bei den
meisten Patienten mit Verdacht auf Bronchiektasen dar. Obwohl sie selten völlig normal
ausfällt, spiegelt sie meist keine spezifischen Zeichen für Bronchiektasen wider. In der
Studie von GUDBJERG (1955) lag ein normales Röntgenbild nur bei 7,1% von 112
Patienten mit verifizierten Bronchiektasen vor. Diese Ergebnisse stellen allerdings nicht
den heutigen Stand dar, da die Sensitivität des Röntgenbildes wesentlich vom Schweregrad
der Erkrankung abhängt und heute eher milde Formen von Bronchiektasen vorkommen
[COLE et al. 1993]. In der Literatur finden sich unterschiedliche Werte für die Sensitivität:
KORNREICH et al. (1993) fanden bei keinem von 25 Kindern mit
computertomographisch diagnostizierten Bronchiektasen ein normales Röntgenbild,
allerdings waren nur bei 3 Kindern Zeichen für Bronchiektasen auf dem Röntgenbild zu
sehen. VANDEVIVERE et al. (1980) gaben bei der Untersuchung von 76 Kindern eine
Sensitivität von 73% und eine Spezifität von 76% (Bronchographie als Goldstandard) in
der Diagnose von Bronchiektasen an. Bei Erwachsenen wiesen KAUCZOR et al. (1995)
Bronchiektasen nativradiologisch bei 4 von 14 Patienten mit computertomographisch
gesicherter Diagnose nach. CURRIE et al. (1987) konnten bei 9 von 19 Erwachsenen mit
bronchographisch diagnostizierten Bronchiektasen diese auch auf der Übersichtsaufnahme
erkennen. In einer Untersuchung von 14 Patienten mit computertomographisch und
bronchographisch diagnostizierten Bronchiektasen fanden SILVERMAN et al. (1987) in
keinem Fall konventionell-radiologisch eindeutige Bronchiektasen.
Auch bei unseren Patienten mit bronchographisch gesicherten Bronchiektasen reichte das
Thorax-Röntgenbild in keinem Fall für deren Nachweis. Andererseits ergab sich auch in
keinem dieser Fälle ein unauffälliger Röntgen-Thorax-Befund; grundsätzlich handelte es
sich aber um unspezifische Befunde, am häufigsten Infiltrate.
62
Insgesamt stellt sich die Übersichtsaufnahme damit als zweckmäßige Suchmethode auch
für Bronchiektasen dar, die jedoch bei jedem positiven Befund der Ergänzung durch
speziellere Methoden bedarf [VAN DER BRUGGEN-BOGAARTS et al. 1996]. Kein
pathologischer Befund in der Thorax-Übersicht ist beweisend für das Vorliegen von
Bronchiektasen, da andere pulmonale Erkrankungen ebenso zu den beschriebenen
Veränderungen führen können [COLE et al. 1993]. In der Verlaufskontrolle von
Komplikationen nachgewiesener Bronchiektasen besitzt die Übersichtsaufnahme als wenig
belastendes und leicht reproduzierbares Verfahren ebenfalls eine große Bedeutung.
4.1.2. Lungenfunktion
Die Rolle der Lungenfunktionsprüfung für die Diagnose von Bronchiektasen ist
beschränkt. Milde Formen zeigen oft gar keine funktionellen Einschränkungen, so z.B.
nach NICOTRA et al. (1995) in ca. 50% der Fälle. In fortgeschrittenen Stadien kann häufig
eine obstruktive (eventuell kombiniert mit einer restriktiven) Ventilationsstörung und
Überblähung nachgewiesen werden [COLE 1995, NICOTRA et al. 1995, HANSELL et al.
1998]. Drei Studien haben eine hoch signifikante negative Korrelation des Atemstoßwertes
(FEV 1: forciertes exspiratorisches Volumen in 1 Sekunde) mit der Ausdehnung der
Bronchiektasen in der HRCT gezeigt [SMITH et al. 1996 b, WONG-YOU-CHEONG et al.
1992, KHARITONOV et al. 1995]. Es wurde auch eine negative Korrelation von FEV 1
mit der Symptomdauer festgestellt. Zwei Studien an jungen Zystische-Fibrose-Patienten
haben eine signifikante negative Korrelation der entwickelten CT-Bewertungssysteme mit
den Quotienten aus FEV 1 / FVC (forcierte Vitalkapazität) und den Werten von MEF 50
(max. exspirat. Flow bei 50% der FVC) festgestellt [BHALLA et al. 1991, HELBICH et al.
1993].
Bei den hier untersuchten Kindern war die Lungenfunktion in jedem Fall eingeschränkt.
Die Lungenfunktionsprüfung ist nicht spezifisch für den Nachweis von Bronchiektasen; sie
ist jedoch ein guter und relevanter Verlaufsparameter. Allerdings stellt sich gerade bei
jüngeren Kindern das Problem der Kooperation.
63
4.1.3. Bronchographie
Die Bronchographie ist bis in die 80er Jahre die Standardmethode für die Diagnose von
Bronchiektasen gewesen [FRASER et al. 1977, VANDEVIVERE et al. 1980, MÜLLER et
al. 1984]. Da sie in vielen vergleichenden Studien als „Goldstandard“ genommen wurde,
bleibt hier ihre wirkliche Validität unklar. Die Berechtigung, als Referenzmethode zu
dienen, beruht jedoch auf der Studie von REID (1950), die eine gute Korrelation zum
histopathologischen Befund zeigte, sowie auf jahrzehntelanger klinischer Erfahrung.
Aus der Inter-Observer-Variabilität ist zu entnehmen, daß auch mit der Bronchographie
nicht immer eindeutige Diagnosen erreicht werden. CURRIE et al. (1987 a) gaben in einer
Studie bei 27 Patienten für den Nachweis von Bronchiektasen eine Inter-Observer-
Variabilität von 7% an, beschrieben aber bei den einzelnen bronchographischen Zeichen
für Bronchiektasen eine wesentlich größere Unstimmigkeit. In einer anderen Studie fanden
MUNRO et al. (1990) eine Übereinstimung von 87% (418 von 471 Segmenten). Auch
unsere Studie zeigt mit einer Inter-Observer-Variabilität von 18% im lobären Vergleich (s.
Tab. 9), daß die Bronchographie nicht immer eindeutig zu interpretieren ist. Die seit
langem bestehende Meinung, daß die Bronchographie der „Goldstandard“ für die Diagnose
von Bronchiektasen ist, wird heute angezweifelt [COLE et al. 1993].
Über den Einsatz der Bronchographie heute gibt es inzwischen unterschiedliche
Meinungen. Nach FREY et al. (1997) und BARKER (1995) ist eine routinemäßige
Bronchographie präoperativ nicht notwendig. FREY et al. (1997) schreiben, daß sie nur
noch in speziellen Situationen, z.B. zur präoperativen Darstellung entzündlicher Stenosen,
eingesetzt wird. Andere Autoren schreiben, daß die Bronchographie präoperativ bei
Patienten eingesetzt werden sollte, deren CT auf ein Segment oder eine Lungenseite
begrenzte Bronchiektasen zeigt [ARONCHICK et al. 1995, DIEDERICH et al. 1996 b].
In der vorliegenden Studie wurden 6-18%, je nach Beurteiler, der bronchographisch
diagnostizierten Bronchiektasen in der HRCT übersehen. Deshalb ist gerade bei der
Prüfung der Operationsindikation die Bronchographie zum Ausschluß eines beidseitigen
Vorkommens wichtig.
64
4.1.4. Computertomographie
Bei Erwachsenen:
In vielen Studien ist die Genauigkeit der Computertomographie bei Erwachsenen in der
Beschreibung von Ausdehnung, Verteilung und Typ der Bronchiektasen untersucht und
häufig als valide Methode in deren Beurteilung beschrieben worden [GRENIER et al.
1986, McGUINNES et al. 1993]. Einige Studien geben jedoch auch eine geringe
Sensitivität bei 10 mm Schichtdicke, besonders bei der Erkennung von milden
Krankheitsformen, an [MÜLLER et al. 1984, SILVERMAN et al. 1987] (s. Tab. 12, S.
67). Andere Studien zeigen, daß die segmentale Zuordnung von Bronchiektasen nicht
besonders genau, der Vergleich von Lungenlappen hingegen sehr valide ist
[MOOTOOSAMY et al. 1985, COOKE et al. 1987] (s. Tab. 12). Dies deckt sich mit dem
Ergebnis der vorliegenden Studie, in der auch zuerst eine segmentale Zuordnung der
Bronchiektasen im HRCT versucht wurde. Die Bildqualität reichte aber in den meisten
Fällen wegen Atmungsartefakten nicht aus, die Segmentgrenzen genau bestimmen zu
können. In einer Studie von OSBORNE et al. (1984) bei 50 Gesunden konnten nur 70%
der Segmentbronchien im CT genau identifiziert werden. JOHARJY et al. (1987)
erreichten jedoch mit mitteldicken Schichten (4 mm) im segmentalen Vergleich mit der
Bronchographie eine Spezifität von 100% für zystische und variköse und 94% für
zylindrische Bronchiektasen bei 20 Patienten. GRENIER et al. (1986) zeigten als erste die
besondere Qualität der Dünnschicht-CT (1,5 mm Schichtdicke) in der Diagnose von
Bronchiektasen und gaben die Sensitivität mit 96% und die Spezifität mit 93% an.
MUNRO et al. (1990) fanden ebenfalls mit der Dünnschicht-CT (3 mm Schichtdicke)
Werte für Sensitivität und Spezifität von 84 bzw. 82%. Sehr gute Ergebnisse wurden mit
der HRCT-Technik erzielt: YOUNG et al. (1991) erreichten 100% für beide Werte im
lobären Vergleich und 98% bzw. 99% für Sensitivität und Spezifität auf Segmentebene.
Sie schreiben auch, daß die HRCT in der Bestimmung des Typs der Bronchiektasen eine
genaue Übereinstimmung mit dem bronchographischen Befund zeigt. In einem Vergleich
von präoperativen CT-Befunden (Dünnschicht-CT) mit pathologisch gesicherten
Bronchiektasen in 47 resezierten Lungenlappen zeigte sich eine gute Übereinstimmung der
Befunde in den meisten Lappen (87%) [KANG et al. 1995].
65
Die Tabelle 12 (Seite 67) zeigt eine Literaturzusammenstellung der Validitätswerte.
Zur Inter-Observer-Variabilität liegen bisher nur wenige Studien vor. MUNRO et al.
(1990) fanden eine Übereinstimmung von zwei Beurteilern im Nachweis oder Ausschluß
von Bronchiektasen in 90% (423 von 471 Segmenten). In einer anderen Untersuchung
konnten DIEDERICH et al. (1996 a) eine gute Übereinstimmung von drei Beurteilern in
der Erkennung von Bronchiektasen (84%; k = 0,78) sowie dem Grad der bronchialen
Dilatation auf dem Niveau einzelner Lungenlappen (k = 0,68) nachweisen. Für die
einzelnen Zeichen im HRCT (Bronchialwandverdickung, peripher sichtbare Bronchien)
war die Übereinstimmung etwas geringer, aber immer noch gut. In der vorliegenden, auf
Kinder bezogenen, Studie wurde ebenfalls eine gute Übereinstimmung im Nachweis von
Bronchiektasen im lobären Vergleich erreicht (83%; k = 0,61) (s. Tab. 10).
Bei Kindern:
Die HRCT ist auch als geeignete Methode für die Diagnose von Bronchiektasen bei
Kindern in Betracht gezogen worden. Obwohl noch nicht viel Erfahrung vorliegt, geben
einige Studien Hinweise auf eine gute Validität. KORNREICH et al. (1993) stellten in
einer vergleichenden Studie mit Thorax-Röntgenaufnahmen und Bronchographie dar, daß
die CT auch bei Kindern eine valide Methode ist. In einem Vergleich bei neun Patienten
(Streubreite: 3 bis 11 Jahre; Median: 9 Jahre) stellten sie eine vollständige
Übereinstimmung der Diagnose Bronchiektasen und der Lokalisation auf Lappenebene
zwischen Dünnschicht-CT ohne Narkose und Bronchographie fest. HERMAN et al. (1993)
haben über den gezielten Gebrauch der HRCT in der Diagnose von Bronchiektasen bei
Kindern geschrieben. Sie stellten fest, daß die Problematik der Kooperation während der
Untersuchung der einzige Unterschied im Vergleich zu einer Untersuchung bei
Erwachsenen war. Sie untersuchten 20 Kinder ohne Narkose oder Sedierung. Die
Kooperation bei Kindern im Alter von 7 Jahren und älter war kein Problem, bei 6-jährigen
war die Diagnostik möglich, aber wegen Atmungsartefakten nicht ideal. Bei einem 3-
jährigem Kind erhielten sie Bilder, mit denen eine Diagnose nicht möglich war (Abtastzeit
4,3 s). Daher empfehlen sie kurze Abtastzeiten von 2 s oder weniger und bei jüngeren
Kindern eine Sedierung. Diese Feststellung deckt sich mit dem Ergebnis der vorliegenden
Studie, bei der die Qualität der HRCT-Bilder von Kindern unter 3 Jahren erheblich durch
66
respiratorische sowie kardiale Bewegungsartefakte beeinträchtigt war. Diese führen zu
Doppelkonturen, die Bronchiektasen simulieren [TARVER et al. 1988]. HERMAN et al.
folgern aus ihrer Studie, daß die HRCT die Notwendigkeit der Bronchographie auf einige
bestimmte Fälle beschränkt und die Effektivität in der Diagnose und beim Ausschluß von
Bronchiektasen bei Beachtung einiger technischer Parameter bei Kindern genauso hoch
wie bei Erwachsenen ist. Mit dieser These stimmt auch die vorliegende Studie überein mit
Werten für Sensitivität und Spezifität von 82 bis 94% bzw. 100%. Nach COLEMAN et al.
(1995) ist die HRCT die Methode der Wahl für die Diagnose und Verlaufskontrolle von
Bronchiektasen bei Kindern. BAKTAI et al. (1996) erreichten bei ihrer Studie an 14
Kindern (Durchschnittsalter: 8 Jahre und 4 Monate) bei dem Vergleich der HRCT ohne
Narkose mit der Bronchographie eine Sensitivität von 58% und eine Spezifität von 82%.
Sie halten beide Untersuchungsmethoden in der Diagnostik der pädiatrischen
Bronchialerkrankungen für notwendig.
In Übereinstimmung mit dieser Arbeit stellten die genannten Autoren sowohl bei
Erwachsenen als auch bei Kindern zum überwiegenden Teil fest, daß HRCT und
Bronchographie einander ergänzende Untersuchungsmethoden sind und daß die HRCT in
der Diagnostik vor der Bronchographie stehen sollte. Zeigt die HRCT einen einseitigen
fokalen Befall der Lunge mit Bronchiektasen, ist eine Segment- oder Lappenresektion
möglich. Bei diesen Patienten sollte vor der Operation zusätzlich eine Bronchographie
durchgeführt werden. Bei einem durch die HRCT diagnostizierten diffusen Befall von
Bronchiektasen hat die Bronchographie keinen zusätzlichen diagnostischen Wert
[GRENIER et al. 1986, PANG et al. 1989, MUNRO et al. 1990, KORNREICH et al. 1993,
HERMAN et al. 1993].
HRCT-Studien bei Kindern, einschließlich der vorliegenden, gibt es bisher nur mit einer
relativ kleinen Patientenzahl. Die statistische Aussagekraft ist deshalb nicht sehr hoch.
Weitere Studien sind notwendig, um die Validität dieser diagnostischen Methode für
Bronchiektasen zu belegen.
Tab. 12: Validitätswerte für Bronchiektasen in der CT im Vergleich zur Bronchographie als Goldstandard
(Literaturzusammenstellung).
Autor Jahr Schichtdicke
[mm]
Intervall
[mm]
Abtastzeit
[s]
Patienten-
anzahl
Beurteilungsebene Sensitivität
[%]
Spezifität
[%]
MÜLLER et al. 1984 10 10 * 9 Lungenflügel (13) 43 85
MOOTOOSAMY et al. 1985 10 10 2 8 Lappen (36) 100 100
Segmente (130) 81 95
GRENIER et al. 1986 1,5 10 3,4 bzw. 6,8 36 Lungenflügel (44) 96 93
PHILLIPS et al. 1986 8 15 5 15 Lappen (73) 79 99
COOKE et al. 1987 10 10 5 27 Lungenflügel (50) 87 75
Lappen (126) 71 86
Segmente (448) 66 92
JOHARJY et al. 1987 4 5 5 bzw. 10 20 Segmente (323) 97 100
SILVERMAN et al. 1987 10** 20 * 14 Lungenflügel (26) 63 100
MUNRO et al. 1990 3 10 5 27 Segmente (*) 84 82
YOUNG et al. 1991 1,5-10 5-20 2 19 Lappen (70) 100 100
Segmente (259) 98 99
KORNREICH et al.*** 1993 2 5-8 2 9 Lappen (9) 100 *
BAKTAI et al.*** 1996 3 5-10 * 14 Segmente (258) 58 82
* keine Angabe** zusätzliche Schnitte mit 1,5 mm Abstand bei 3 Patienten*** pädiatrische Studie
68
4.2. Vor- und Nachteile von Bronchographie und HRCT-Thorax
Die folgende Tabelle (Tab. 13) gibt einen Überblick über die Vor- und Nachteile beider
diagnostischer Verfahren.
Tab. 13: Klinisch relevante Vor- und Nachteile der Bronchographie und der thorakalen
HRCT bei Kindern.
Bronchographie HRCT-Thorax
Vorteile der Bronchographie
Segmentale Lokalisation der
Bronchiektasen
besser schlechter
Beurteilung von zugrundeliegenden
Krankheiten
ja nein
Mikrobiologische Untersuchung des
Sputums
ja nein
Erkennung von anatomischen
Besonderheiten
ja nein
Eingeschränkte Aussage bei
begleitender Atelektase
nein ja
Bewegungsartefakte nein ja
Strahlenexposition geringer höher
Vorteile der HRCT
Auswertung beider Lungen nein ja
Beurteilung von extrabronchialen
Strukturen
nein ja
Verlaufsdiagnose nein ja
Risiko der Vollnarkose ja nein
Kontrastmittelgabe ja nein
Eingeschränkte Aussage durch Ver-
stopfung der Bronchien mit Sekret
ja nein
69
Zur Bronchographie :
Die segmentale Zuordnung der Bronchiektasen gelingt in der Bronchographie wesentlich
genauer als in der HRCT. Bei der gleichzeitig durchführbaren Bronchoskopie können
Fremdkörper oder anatomische Besonderheiten ausgeschlossen werden; es kann eine
Zilienbiopsie durchgeführt werden und auch Sputum für die mikrobiologische oder
zytologische Untersuchung gewonnen werden.
Eine wesentliche Einschränkung der Bronchographie besteht darin, daß sie nicht zeigt, was
sich hinter einem relativ proximalen Ende eines Bronchus (Füllungsabbruch) verbirgt. In
der vorliegenden Studie hatten die Beurteiler der Bronchographie häufig Schwierigkeiten
in der Differentialdiagnose Füllungsabbruch oder zylindrische Bronchiektasen. Nach REID
(1950) zeigte sich bei der Präparation von zylindrischen Bronchiektasen eine Verstopfung
der peripheren Bronchien durch Sekret und Schwellung der Wand. Dies behinderte die
Füllung mit Kontrastmittel. Bei den varikösen Bronchiektasen kam eine Obliteration des
Bronchiallumens durch fibröses Gewebe hinzu. Die Verwendung der Bronchographie als
Goldstandard ist aus diesem Grund auch nicht unproblematisch, weil beispielsweise bei
fehlender bronchographischer Detektion dilatierter Bronchien distal von einer
Sekretverstopfung in vergleichenden Studien der computertomographische
Bronchiektasennachweis als falsch positiver Wert gewertet würde.
Wegen der zu hohen Komplikationsrate durch die Narkose und Kontrastmittelverwendung
mit vorübergehender Beeinträchtigung von Ventilation und Diffusion sowie evtl. Auftreten
von Kontrastmittelallergien und wegen der möglichen Gefahren des Bronchospasmus, der
Aspirationspneumonie und des toxischen Lungenödems ist die Bronchographie für die
Verlaufsdiagnose von Bronchiektasen nicht geeignet.
Bei den hier untersuchten Kindern sind jedoch keine Komplikationen aufgetreten.
70
Zur HRCT-Thorax:
Die Möglichkeit der gleichzeitigen Auswertung beider Lungen ist ein großer Vorteil der
HRCT. Das Verfahren eignet sich wegen der geringeren Komplikationsrate zur
Verlaufsdiagnose von Bronchiektasen bei Kindern unter konservativer Therapie.
HANSELL et al. (1989) zeigen die Bedeutsamkeit und Genauigkeit der HRCT besonders
in der Verlaufsdiagnose bei Patienten mit zystischer Fibrose auf, bei denen im
fortgeschrittenen Krankheitsstadium eine Bronchographie kontraindiziert ist. Die HRCT ist
im Vergleich zum Röntgenbild des Thorax besonders geeignet, frühe
Lungenveränderungen bei Kindern mit zystischer Fibrose und milden respiratorischen
Symptomen zu identifizieren. Trotzdem ist wegen der höheren Kosten und
Strahlenbelastung eine strenge Indikationsstellung wichtig [SANTAMARIA et al. 1998].
Ein weiterer Vorteil ist, daß die HRCT zeigt, was sich hinter einem Füllungsabbruch in der
Bronchographie verbirgt.
Ein Nachteil der HRCT ist, daß zugrundeliegende Krankheiten nicht beurteilt werden
können. Obwohl je nach Ätiologie zwar Unterschiede in der Verteilung und Morphologie
der Bronchiektasen in der HRCT beschrieben werden können, kann man umgekehrt nicht
sicher allein vom HRCT-Befund auf eine spezifische Diagnose schließen [LEE et al.
1995]. Bei allergischer bronchopulmonaler Aspergillose z.B. gibt es eine signifikant
höhere Prävalenz von zentralen Bronchiektasen als bei idiopathischen Bronchiektasen. Die
Sensitivität von „zentralen Bronchiektasen“ als diagnostisches Zeichen für allergische
bronchopulmonale Aspergillose wird allerdings nur mit 37% angegeben [REIFF et al.
1995].
Ein weiterer Nachteil ist das besonders bei Kindern häufige Auftreten von
Bewegungsartefakten, welche die Auswertung der Bilder erschweren bis verhindern.
71
4.3. Strahlenbelastung
Wir haben bei dieser Studie keine Messung der Strahlenbelastung durchgeführt.
Literaturangaben zu diesem Thema sind besonders über Kinder selten und wegen der
verschiedenen Dosisbegriffe schwer zu vergleichen.
Computertomographie:
Bei Erwachsenen liegt die effektive Dosis der HRCT-Thorax bei 0,4 bis 1,0 mSv.
HASSAN et al. (1995) geben eine effektive Dosis von 0,4 mSv bei einer Schichtdicke von
2 mm, Schichtabstand von 20 mm, Stromstärke von 300 mA und einer Spannung von 120
kV an. Sie geben an, daß eine komplette HRCT-Thorax-Untersuchung die 8-fache
Strahlenbelastung einer konventionellen Röntgen-Thorax-Aufnahme darstellt. Der
Vergleich eines CT-Schnittes mit einer konventionellen Röntgenaufnahme ist jedoch
wegen der geringen Streustrahlung bei der CT nicht korrekt [KAUFFMANN et al. 1996].
VAN DER BRUGGEN-BOGAARTS et al. (1995) errechnen eine effektive Dosis von 0,98
mSv bei einer Schichtdicke von 1,5 mm, Abstand von 10 mm, Stromstärke von 175 mA,
Spannung von 140 kV und einer Abtastzeit von 1 s.
In einer Studie bei Kindern geben AMBROSINO et al. (1994) für die HRCT eine
absorbierte Strahlendosis von 4,1 mSv an bei einer Schichtdicke von 1,5 mm, Stromstärke
von 20 mA, Spannung von 120 kV und einer Abtastzeit von 2 s.
Möglichkeiten zur Dosisreduktion:
Auf eine möglichst geringe Strahlenexposition ist besonders bei Kindern zu achten und bei
Erwachsenen, bei denen die Strahlenbelastung ein ernstes Problem darstellt (z.B. bei der
Verlaufskontrolle von zystischer Fibrose, ferner bei Patienten mit einem erhöhten Risiko,
an Lungenkrebs zu erkranken). Die Strahlenbelastung hängt neben dem jeweiligen Scanner
von der verwendeten Spannung, der Ladung (Stromstärke mal Abtastzeit), sowie der
Anzahl und der Dicke der Schichten ab [KUHN 1993, HEINZ-PEER et al. 1996].
Verschiedene Studien berichten über die Möglichkeit einer Dosisreduktion durch
Verringerung der dazu proportionalen elektrischen Ladung [mAs]. Mit einer Stromstärke
von 20 mA können nach ZWIREWICH et al. (1991) HRCT-Bilder mit hoher Qualität
72
erreicht werden. Sie empfehlen trotzdem bei der Fragestellung nach Bronchiektasen eine
konventionelle Einstellung von 140-200 mA, da diese eine optimale Beurteilung auch der
kleinen Bronchien und das Erkennen feiner Bronchiektasen ermöglicht. NAIDICH et al.
(1990) finden sogar bei 10 mA Bilder mit hoher Qualität und keine Einschränkung der
Beurteilbarkeit von parenchymatösen Strukturen. Eine weitere Möglichkeit zur
Verringerung der Strahlenbelastung ist eine Verkürzung der Abtastzeit auf 50-100 ms bei
der „Ultrafast-CT“. Dabei sind außerdem Bewegungsartefakte wesentlich seltener
[LYNCH et al. 1990]. HERMAN et al. (1993) verringern bei Kindern die Dosis über eine
teilweise Vergrößerung des Schichtabstands. Sie führen die HRCT zur Diagnostik von
Bronchiektasen durch mit 10 mm Schichtabstand in den Bereichen, in denen
Bronchiektasen zu erwarten sind, und in den übrigen Lungenabschnitten mit 25-30 mm
Abstand (2 mm Dicke).
Bronchographie :
Die Bronchographie setzt sich aus drei Röntgenaufnahmen (posterior-anterior, seitlich,
schräg) und einer Durchleuchtung (kürzer als 20 s) zusammen. Die effektive Dosis einer
konventionellen Röntgen-Thorax-Aufnahme in zwei Ebenen beträgt ungefähr 0,2 mSv
[KESKE et al. 1995, LENZEN et al. 1996]. Eine Thoraxdurchleuchtung unter 20 s stellt
ungefähr eine Strahlenbelastung von 0,6-0,7 mSv (effektive Dosis) dar [KESKE et al.
1995, KAUFFMANN et al. 1996]. Insgesamt ergibt sich für die Bronchographie eine
Strahlenbelastung von ca. 1 mSv.
Bei Möglichkeit zur Videoaufzeichnung entfällt die Notwendigkeit der
Röntgenaufnahmen, so daß man auf etwa 30 Sekunden Gesamtdurchleuchtungszeit
kommt.
73
4.4. HRCT-Zeichen für Bronchiektasen
Die zuerst von NAIDICH et al. (1982) beschriebenen charakteristischen Zeichen für
Bronchiektasen im Computertomogramm (s. Kap. 1.3.2.1.3.) haben Nachuntersuchungen
standgehalten mit folgenden kleinen Verbesserungen und Zusätzen [GRENIER et al. 1993
und McGUINNESS et al. 1993]:
4.4.1. Einzelne Zeichen und ihre Wertigkeit
Bronchodilatation
Da es kein absolutes Maß für die Durchmesser der Bronchien der verschiedenen
Bronchialbaumabschnitte bei normalen Individuen gibt, ist das Verhältnis des
Bronchusdurchmessers zum Durchmesser der begleitenden Arterie das am meisten
gebrauchte Kriterium für die Feststellung einer abnormalen Bronchodilatation [KIM et al.
1995]. Der „bronchoarterielle Quotient“ gibt standardmäßig das Verhältnis des inneren
Durchmessers des Bronchus zum Durchmesser des entsprechenden Astes der
Pulmonalarterie an. Bei gesunden Individuen ist der Durchmesser des Bronchus auf jeder
Ebene annähernd gleich dem der anliegenden Arterie [WÖJTOWICZ 1964, WOODRING
1991, NAIDICH et al.1982 und HANSELL 1998]. Eine Bronchodilatation liegt vor, wenn
das Lumen des Bronchus weiter als der Durchmesser der begleitenden Pulmonalarterie ist
[GRENIER et al. 1986].
Nach einer Studie an 33 gesunden Erwachsenen wird der bronchoarterielle Quotient auf
0,62 ± 0,13 (Mittelwert ± Standardabweichung) auf Meereshöhe geschätzt [KIM et al.
1997 b]. KIM et al. 1995 fanden keine statistisch signifikanten Unterschiede in den
bronchoarteriellen Quotienten in Segmenten, Lappen oder Lungen. Am besten läßt sich das
Verhältnis der beiden Diameter vergleichen, wenn Bronchus und Gefäß genau senkrecht
zur Schnittebene verlaufen. Im Fall der Bronchodilatation ergibt sich hier das
Siegelringzeichen. Verlaufen sie schräg zur Schnittebene, muß man zum Vergleich jeweils
die kurze Achse nehmen. Es können aber auch abweichende bronchoarterielle Quotienten
bei gesunden Individuen vorkommen, ohne daß dies ein pathologisches Zeichen wäre
[LYNCH et al. 1993 und KIM et al. 1995]. LYNCH et al. verglichen 1993 die HRCT-
74
Bilder von 48 Asthmatikern und einer Kontrollgruppe von 27 gesunden Erwachsenen. Es
zeigte sich, daß 59% der gesunden Kontrollgruppe mindestens einen dilatierten Bronchus
hatte, (d.h. innerer Durchmesser des Bronchus größer als der der Begleitarterie). Keiner der
Bronchien war jedoch mehr als 1,5 mal so groß, und alle zeigten eine regelrechte
Verjüngung zur Peripherie hin. Eine nicht regelrechte Verjüngung galt als eindeutiges
Bronchiektasen-Kennzeichen und war ein Ausschlußkriterium bei dieser Studie. In der
Studie an 33 gesunden Erwachsenen [KIM et al. 1997 b] hatten auf Meereshöhe 2 von 16
(13%) der Individuen, in einer weiteren Studie von KIM et al. (1997 a) 21% der 26
Gesunden einen erweiterten Bronchus. HANSELL (1998) gibt einen möglichen Grund für
die hohe Anzahl der gesunden Individuen mit scheinbarer Bronchodilatation speziell in der
Studie von LYNCH an: hypoxische Vasokonstruktion. Die Untersuchungen wurden in
Colorado ca. 1600 m über dem Meeresspiegel durchgeführt. Eine Studie von KIM et al.
(1997 b) zeigte, daß das bronchoarterielle Verhältnis 1600 m über dem Meeresspiegel
größer ist als das auf Meereshöhe (0,76 ± 0,14 verglichen mit 0,62 ± 0,13; p<0,001). In der
Studie von KANG et al. (1995) kam heraus, daß nur 28 von 47 Lappen (60% der Lappen)
von 22 Patienten mit chirurgisch gesicherten Bronchiektasen einen bronchoarteriellen
Quotienten größer als eins haben. Nach der Studie von KIM et al. (1997 a) haben 95% der
Patienten mit zylindrischen Bronchiektasen einen bronchoarteriellen Quotienten größer als
eins.
Der Durchmesser der Pulmonalarterienäste kann aus verschiedenen Gründen verändert
sein, wobei dieser als Maßstab dann nicht mehr gültig ist. Z.B. führt ein kardialer Links-
rechts-Shunt zu einer vermehrten Perfusion und einem vergrößerten Kaliber der
Pulmonalarterienäste und damit zu falsch negativen Ergebnissen, während eine
verminderte Ventilation in einem bestimmten Lungenabschnitt eine hypoxische
Vasokonstriktion zur Folge hat und falsch positive Ergebnisse liefert [GRENIER et al.
1993]. Bei Patienten mit Bronchiektasen findet eine Umverteilung des Blutflusses weg von
den minderventilierten bronchiektatischen Segmenten statt, die zur Abnahme des
Arteriendurchmessers in den ektatischen Segmenten und zur relativen Zunahme des
Gefäßdurchmessers in den gesunden Lungenanteilen führt. Nach LYNCH et al. (1993)
folgt aus dieser Abnahme des „bronchoarteriellen Quotienten“ in den gesunden
Lungenabschnitten die in anderen Studien über Patienten mit Bronchiektasen beschriebene
75
hohe Spezifität von 95-100% des Zeichens „Bronchodilatation“. Hypoxie kann zu
Vasokonstriktion [HEROLD et al. 1992] ebenso wie zu reversibler und lokal begrenzter
Bronchodilatation [WETZEL et al. 1992] führen, was den bronchoarteriellen Quotienten in
die gleiche Richtung verschiebt. Nach der Erfahrung von McGUINNESS et al. (1993)
können Fehldiagnosen aus diesen Gründen vermieden werden durch detaillierte klinische
Korrelation. Es ist jedoch auch wichtig zu erwähnen, daß trotz möglicher Variabilität der
normalen Bronchusgröße CT-Messungen der Durchmesser und der Umfänge
bemerkenswert beständig sind [DESAI et al. 1994, SENETERRE et al. 1994, DIEDERICH
et al. 1996 a]. DIEDERICH et al. (1996 a) zeigen eine hohe Inter-Observer-
Übereinstimmung von drei Beurteilern für das Zeichen der Bronchodilatation, bestimmt
durch den bronchoarteriellen Quotienten größer als eins (Übereinstimmung: 84%; k =
0,78). SENETERRE et al. (1994) haben eine hoch signifikante Reproduzierbarkeit (99%)
für das Messen des Innendurchmessers von Segmentbronchien mit dem HRCT während
der Inspiration gezeigt. DESAI et al. (1994) haben die Inter- und Intra-Observer-
Variabilität in Messungen des Bronchialwandumfangs im HRCT bei 61 subsegmentalen
Bronchien evaluiert und eine hohe Reproduzierbarkeit (90%) dieser Werte, signifikant
genug für die Verlaufskontrolle, festgestellt. Ein weiteres Problem ist, daß anatomisch
gesehen die meisten segmentalen und subsegmentalen Äste der Pulmonalarterie superior
und lateral zum jeweiligen Bronchus verlaufen, besonders in den Unterlappen. Wenn sich
auf einer bestimmten CT-Schnittebene die Pulmonalarterie schon geteilt hat, der
begleitende Bronchus jedoch noch nicht, kann man eine Diskrepanz zwischen beiden
Kalibern erwarten. Deshalb muß man genau das Verzweigungsmuster betrachten, bevor
man die Diagnose „Bronchiektasen“ stellt [LYNCH et al. 1993]. Bronchodilatation isoliert
betrachtet, ohne andere Zeichen wie z.B. Bronchialwandverdickung [HANSELL 1998]
oder eine nicht regelrechte Verjüngung [LYNCH et al. 1993], ist also kein absolutes
diagnostisches Kriterium für Bronchiektasen.
76
Fehlende Verjüngung
In der Studie von KANG et al. (1995), die HRCT-Bilder mit Ergebnissen der Pathologie
nach Lappenresektion (47 Lappen) vergleicht, ist die fehlende Verjüngung der Bronchien
ein sensitiveres Krankheitszeichen als Bronchodilatation. Sie war in 37 der 47 Lappen
(79%) mit chirurgisch gesicherten Bronchiektasen zu beschreiben (Sensitivität von 79%
des Zeichens „fehlende Verjüngung“ im Vergleich zur Sensitivität von 60% des Zeichens
„Bronchodilatation“). In der vorliegenden Studie ist die fehlende Verjüngung bzw. das
Siegelringzeichen ebenfalls das sensitivste Merkmal für Bronchiektasen im HRCT (s. Tab.
11). In der Studie von KIM et al. (1997 a) tritt die fehlende Verjüngung bei 95% der 59
Patienten mit Bronchiektasen auf, während sie bei 10% der 26 gesunden Patienten besteht.
Die Verjüngung kann man am besten auf Längsschnitten beurteilen. Eine fehlende
Verjüngung ergibt ein „tram sign“, wenn der Bronchus parallel weiterverläuft. Typisch ist
auch die konstante Lumenweite im Querschnitt abgebildeter Bronchien bei Betrachtung
konsekutiver Schichten [DIEDERICH et al. 1996 b]. Der Bronchus kann sich auch zur
Peripherie hin erweitern. Diese Bronchien sind wegen zusätzlicher Wandverdickung durch
entzündliche Infiltration des peribronchialen Bindegewebes häufig in der Peripherie noch
sichtbar [DIEDERICH et al. 1996 b, HANSELL et al. 1998].
Die genaue Unterscheidung zwischen den von REID beschriebenen morphologischen
Typen von Bronchiektasen (zylindrisch, varikös, zystisch = sakkulär) kann nur getroffen
werden, wenn die Bronchien parallel zur Schnittebene liegen. Zylindrische Bronchiektasen
werden in der Computertomographie am häufigsten diagnostiziert [REIFF et al. 1995].
Variköse Bronchiektasen haben auf dem Computertomogramm eine perlenartige
Erscheinung. Im Querschnitt können sie auch für zystisch oder zylindrisch gehalten
werden, weil die charakteristische Zerfurchung der Bronchialwand nur im Längsverlauf
gesehen werden kann. Sakkuläre Bronchiektasen imponieren als dünnwandige zystische
Hohlräume, manchmal mit Flüssigkeitsspiegeln. Sie können andere zystische
Veränderungen, wie auch ein Emphysem imitieren [McGUINNESS et al. 1993], so daß es
recht schwierig sein kann, die teilweise großen zystischen Räume als massiv erweiterte
Bronchien zu identifizieren. Die begleitende Pulmonalarterie kann in diesen sehr ernsten
Fällen auch obliteriert sein [HANSELL et al. 1998]. Die Differenzierung zwischen den
drei verschiedenen morphologischen Formen von Bronchiektasen ist jedoch nicht so
77
wichtig wie die Identifikation des Krankheitsprozesses an sich [NAIDICH 1991 a, REIFF
et al. 1995]. Bisher hat keine Studie signifikante klinische oder pathophysiologische
Unterschiede zwischen den drei Formen beschrieben [HANSELL 1998]. Auch für die
Operationsindikation hat diese Unterscheidung keine Bedeutung [LÖRCHER et al. 1996].
Es ist jedoch allgemein anerkannt, daß die größten pathologischen Veränderungen bei
zystischen Bronchiektasen vorkommen [NEMIR 1983].
Bronchialwandverdickung
Bronchialwandverdickung ist ein häufiges, aber nicht konstantes Zeichen von
Bronchiektasen. Es stellt keine Voraussetzung zur Diagnose dar und ist nicht spezifisch für
Bronchiektasen. Die Entstehung wird durch eine zelluläre Infiltration der Wand und der
danach folgenden narbigen Verheilung erklärt. Über dieses Zeichen ist viel diskutiert
worden, und die Definition für eine abnormale Wandverdickung ist noch nicht sicher
festgelegt [SMITH et al. 1996 a]. KIM et al. (1997 b) messen bei 16 gesunden Patienten
auf Meereshöhe eine durchschnittliche Bronchialwanddicke von Segmentbronchien von
1,12 ± 0,19 mm. In der Studie von KANG et al. (1995) trat in 32 von 47 Lappen (68%) mit
pathologisch gesicherten Bronchiektasen eine Bronchialwandverdickung auf (von den
Radiologen nach subjektiven Kriterien diagnostiziert). In einer Untersuchung von
MUNRO et al. (1990) über 27 Patienten mit chronischer Sputumproduktion war kein
signifikanter Zusammenhang zwischen der Bronchialwanddicke im HRCT und der
Diagnose „Bronchiektasen“ durch die Bronchographie zu finden. Milde Formen von
Bronchialwandverdickung sind bei gesunden Individuen, Asthmatikern, Patienten mit einer
viralen Infektion des unteren Respirationstraktes und asymptomatischen Rauchern
konstatierbar [LYNCH et al 1993 und REMY-JARDIN et al. 1993]. In der Studie von
LYNCH et al. (1993) haben 19% der gesunden Kontrollgruppe eine
Bronchialwandverdickung. Milde Bronchialwandverdickung wird von den Autoren als
subjektives Kriterium angegeben. In der vorliegenden Studie zeigen ebenfalls 14% der
gesunden Lungenlappen eine verdickte Bronchialwand. Dieses Zeichen erwies sich als das
am wenigsten spezifische Zeichen im HRCT, außerdem hat es den niedrigsten
Vorhersagewert für Bronchiektasen (s. Tab. 11).
78
REMY-JARDIN et al. definierten 1993 die abnormal verdickte Wand als mindestens
doppelt so dick wie die eines normalen Bronchus. Dieses Urteil läßt sich natürlich nur bei
einem möglichen Vergleich mit normalen Bronchien festlegen. Ebenso ist es möglich, die
Wandstärke mit der begleitenden Arterie zu vergleichen. BHALLA et al. haben in einer
Studie von 1991 ein Scoring-System zur Beurteilung pulmonaler Veränderungen bei
Patienten mit zystischer Fibrose veröffentlicht. Zur Bewertung sind Punkte von 0 bis 4
vorgesehen. Peribronchiale Verdickung wird als mild und mit 1 eingestuft, wenn die Dicke
der Bronchialwand gleich dem Durchmesser der begleitenden Arterie ist. Als mäßig und
mit 2 bezeichnet wird eine Bronchialwand, deren Dicke bis zu 2 mal größer ist, und als
schwer und mit 3 bepunktet wird die Bronchialwand, wenn sie mehr als doppelt so dick ist
wie der Durchmesser des begleitenden Gefäßes. Die Einteilung ist nicht sensitiv genug für
die meisten Patienten mit Bronchiektasen, die nur eine geringe Wandverdickung
aufweisen. Dieses Scoring-System ist in einigen Studien für die Bewertung von
Bronchialwandverdickung übernommen worden [REIFF et al. 1995 und MISZKIEL et al.
1997]. REIFF et al. (1995) haben den Score 1 neu definiert als Bewertung für eine
Bronchialwand, die halb so dick ist wie der Durchmesser der begleitenden Arterie. Dies
scheint sinnvoll, jedoch ist die Inter-Observer-Variabilität dieses Zeichens in der Studie
nicht angegeben. Die Bewertung der Bronchialwanddicke im Vergleich zum Durchmesser
desselben Bronchus setzt eigentlich einen normalen Durchmesser des betroffenen
Bronchus voraus, was häufig bei Bronchiektasen gerade nicht der Fall ist. DIEDERICH et
al. (1996 a) definieren eine abnormale Bronchialwandverdickung als vorhanden, wenn der
Innendurchmesser des Bronchus weniger als 80% des Außendurchmessers beträgt. Obwohl
die Inter-Observer-Übereinstimmung sehr hoch war, wird diese Messung problematisch
bei deutlicher Bronchodilatation. Zu beachten ist, daß eine ungeeignete Fensterung leicht
zu einer Fehleinschätzung der Bronchialwanddicke führen kann (s. Kap. 4.5.) [BANKIER
et al. 1996].
79
Peripher sichtbare Bronchien
Ein weiteres häufig beschriebenes Zeichen von Bronchiektasen sind sichtbare Bronchien in
der Lungenperipherie. Einige Autoren [DIEDERICH et al. 1996 b, ARONCHIK et al.
1995, COLE et al. 1993, LÖRCHER et al. 1996] schreiben, daß Bronchien oder
Bronchiolen normalerweise im peripheren Drittel der Lunge nicht nachweisbar sind.
Andere [WEBB 1994 und McGUINNES et al. 1995] behaupten, daß Bronchialstrukturen
beim Gesunden in den peripheren 3 cm der Lunge nicht mehr abgrenzbar sind, und wieder
andere [GRENIER et al. 1993] schreiben, daß Luftwege innerhalb einer 2-cm-Zone
subpleural normalerweise nicht zu sehen sind. Die Autoren geben abgrenzbare Bronchien
in diesen Bereichen als Nachweis für Bronchiektasen an. Bronchien können näher an der
mediastinalen Pleura als an der costalen oder paravertebralen Pleura zu erkennen sein
[KIM et al. 1997 a]. In dieser Studie waren bei 40% von 26 gesunden Individuen
Bronchien innerhalb 1 cm Entfernung von der mediastinalen Pleura zu sehen. Es waren
jedoch keine Bronchien innerhalb 1 cm von der costalen oder paravertebralen Pleura zu
sehen, was in dieser Studie das zuverlässigste Zeichen für Bronchiektasen war. Bei
Kindern gelten natürlich bei den geringeren Entfernungen andere Maßstäbe. Speziell
hierzu gibt es kaum Studien. LYNCH et al. (1990) erkannten in einer Studie mit 36
Kindern bei den 6 Kindern mit normalem CT-Befund (im Mittel 3 Jahre alt) Bronchien nur
im zentralen Drittel der Lunge. In der vorliegenden Studie waren sichtbare Bronchien im
äußeren 1/3 der Lunge das spezifischste Zeichen für Bronchiektasen (s. Tab. 11).
Die Bronchiolen sind in der Peripherie im Computertomogramm nicht zu sehen, weil die
Bronchialwände unter der räumlichen Auflösung des HRCT von 200-300 µm [Naidich et
al. 1991 b und McGUINNESS et al. 1993] liegen. Dieses korrespondiert mit Bronchien
von 1,5-2 mm Durchmesser, entsprechend der siebten bis neunten
Verzweigungsgeneration [McGUINNES et al. 1995, LÖRCHER et al. 1996]. Sichtbar
werden sie in der Lungenperipherie durch Bronchialwandverdickung oder Verstopfung des
Lumens. In der Studie von KANG et al. (1995) waren von 47 Lappen mit chirurgisch
gesicherten Bronchiektasen bei 21 (45% der Lappen) Bronchien in der Peripherie
(innerhalb 1 cm Entfernung von der Pleura) zu sehen. Sekrete in ektatischen Luftwegen
sind als tubuläre Verdichtungen relativ leicht zu erkennen, wenn die Luftwege groß sind,
80
sich gerade teilen oder über eine längere Strecke zu verfolgen sind. Schwierig wird es in
Querschnitten, wo man manchmal den Bronchus nicht von der Arterie unterscheiden kann.
V- und Y-förmige Verschattungen
Ein weniger häufiges Zeichen sind tubuläre V- und Y-förmige Verschattungen bei
Verstopfung von sich teilenden kleinen peripheren zentrilobulären Luftwegen. Dieses
Zeichen tritt gewöhnlich in den Lappen auf, in denen die größeren Luftwege typische
Zeichen von Bronchiektasen zeigen [HANSELL 1998].
Mosaik-Perfusion und „Air-trapping“
Bei vielen Patienten mit Bronchiektasen treten Areale mit verminderter Strahlenabsorption
des Lungenparenchyms auf. Dieses Muster liegt bei „small airways disease“ vor
[HANSELL et al. 1994 und KANG et al. 1995]. Ein deutlicher Zusammenhang zwischen
der Ausdehnung der Bronchiektasen und der lokalen Transparenzerhöhung, die der
Obliteration der kleinen Luftwege und der darin „gefangenen“ Luft zuzuschreiben ist,
deutet auf eine Beteiligung der kleinen Luftwege als wesentlichen Bestandteil von
Bronchiektasen hin [HANSELL et al. 1994, MISZKIEL et al. 1997]. Dieses Zeichen des
„air-trapping“ führt auch zum röntgenologischen Phänomen der Mosaik-Perfusion. KANG
et al. (1995) identifizieren das Zeichen der Mosaik-Perfusion im HRCT in 52% der Lappen
mit darauffolgend pathologisch gesicherten Bronchiektasen. In 85% dieser Lappen zeigen
sich pathologische Zeichen von obliterativer Bronchiolitis. Bei gleichzeitigem
Vorhandensein eines Emphysems kann das Kriterium der Mosaik-Perfusion zur Erkennung
von „small airways disease“ als mögliche frühe Manifestation von Bronchiektasen nicht
genommen werden, weil die einzelnen CT-Zeichen nicht mehr deutlich voneinander
abgrenzbar sind [KING et al. 1996]. Die Prävalenz des Emphysems bei Patienten mit
Bronchiektasen liegt nach einer Untersuchung von LOUBEYRE et al. (1996) an 90
Individuen relativ hoch (bei 45%). „Air-trapping“ tritt meist in Fällen von schweren
Bronchiektasen auf, ist aber auch teilweise dort vorhanden, wo keine Bronchiektasen zu
erkennen sind [HANSELL et al. 1994]. Endexspiratorisch aufgenommene Bilder mit enger
Fensterweite (kleiner oder gleich 1000 HE) können dieses Zeichen der vermehrten
81
Strahlendurchlässigkeit durch den exspiratorischen Kollaps der Bronchiolen verstärken
[STERN et al. 1994].
Atelektase
Der Volumenverlust eines Lappens kann ein ganz subtiles Zeichen für Bronchiektasen
sein, besonders deutlich im Unterlappen bei Verziehung des Lappenspaltes nach posterior
und Verdichtung der Bronchien [HANSELL et al. 1998]. Bronchiektasen kommen auch in
komplett atelektatischen Segmenten oder Lappen vor [COLE 1995].
4.4.2. Mögliche Fehldiagnosen
Einige „Fallen“ sollte man beachten, um Fehldiagnosen vorzubeugen (s. Tab. 14). Die
Diagnose ist besonders in atelektatischen oder verdichteten Lappen, z.B. während oder
nach einer Pneumonie, schwierig, weil das CT häufig Bronchodilatationen zeigt, die aber
reversibel sein können [PONTIUS et al. 1957, NELSON et al. 1958, NAIDICH et al. 1991
b, SILVERMAN et al. 1993]. Deshalb sollte man keine CT-Aufnahme während akuter
Exazerbation einer Krankheit, besonders bei bronchopulmonaler Infektion oder Hämoptyse
anfertigen [GRENIER et al. 1993]. Viele Autoren fordern einen Zeitraum von vier bis
sechs Monaten nach einer akuten Pneumonie, bis man die Bronchien vernünftig beurteilen
kann [FRASER et al. 1988]. Auch Verzerrung und Dilatation der Bronchien bei
interstitieller Fibrose, sog. ‘Traktionsbronchiektasen’, können nur vorübergehend sein.
Traktionsbronchiektasen sind keine „echten“ Bronchiektasen, weil die Pathologie nicht in
den Luftwegen selbst liegt [ARONCHICK et al. 1995]. Eine andere Einschränkung ist die
Bewertung von sekretgefüllten Luftwegen. Sie können im Querschnitt noduläre
Verdichtungen anderer Ursache imitieren. Bei Patienten mit Histiocytosis X ist das
Vorkommen von multiplen Zysten beschrieben. Hohle Noduli kommen auch beim seltenen
bronchoalveolären Karzinom vor. Diese können zylindrische Bronchiektasen oder
Siegelringzeichen nachahmen. Bei Beachtung der Schnittfolgen und detaillierter klinischer
Korrelation können diese Fehldiagnosen vermieden werden [NAIDICH et al. 1991 b].
82
Auch die technische Einstellung des CT spielt eine Rolle. Bei dickeren Schichten sind die
Bronchien wegen Überlagerungseffekten schlecht zu beurteilen. Atemartefakte oder
kardiale Bewegungsartefakte treten bei zu langen Abtastzeiten auf. Durch die Entstehung
von Doppelkonturen werden Bronchiektasen imitiert [TARVER et al. 1988].
Tab. 14: Bronchiektasen: Mögliche Fehldiagnosen im Computertomogramm [nach
NAIDICH et al. 1991 b].
Parenchymale Verdichtung (reversible Bronchiektasen)
Interstitielle Fibrose (Traktionsbronchiektasen)
Sekretgefüllte Luftwege
Histiocytosis X
Alveolarzellkarzinom (Pseudobronchiektasen)
schlechte Technik
Überlagerungsartefakte
Respiratorische und kardiale Bewegungsartefakte
83
4.5. Technik der HRCT-Thorax
Wegen unzureichender Qualität konnten in der eigenen Studie viele Bilder nicht beurteilt
werden. Ebenso ist die Angabe einer geringen Sensitivität in vielen anderen Studien auf
eine ungeeignete technische Einstellung zurückzuführen.
Aufgrund des hohen Stellenwertes der richtigen Technik – insbesondere bei der
Untersuchung von Kindern – werden die einzelnen Einstellungen an dieser Stelle noch
einmal ausführlicher behandelt.
In jedem Fall ist es jedoch wichtig, zur Minderung von Bewegungsartefakten für eine
ruhige Atmosphäre während der Untersuchung zu sorgen.
- Rekonstruktionsalgorithmus: Der Algorithmus sollte kantenbetonend, d.h. hochauflösend
sein [MAYO et al. 1987, GAMSU et al. 1989, STRICKLAND et al. 1986]. Durch den
hohen Gewebekontrast (Luft = -1000 HE, Wasser = 0 HE) ist es entscheidend, die kleinen
Dichteunterschiede sichtbar werden zu lassen. Dies bedeutet für den Algorithmus, jedem
Bildpunkt sein eigenes Gewicht zu belassen, damit die Grenzen und Dichtesprünge
sichtbar werden können [LÖRCHER et al. 1996].
- Schichtdicke: Laut Definition der HRCT beträgt die Schichtdicke weniger als 2 mm.
GRENIER et al. (1986) und McGUINNESS et al. (1993) betonen die Wichtigkeit von der
Größe der peripheren Luftwege entsprechenden dünnen Schichten von 1-2 mm für die
optimale Diagnose von Bronchiektasen. Dies ist auch die heute empfohlene und am
meisten verbreitete Einstellung für die Beurteilung von Segment- und
Subsegmentbronchien [WEBB et al. 1992, HANSELL 1998].
Eine dickere Schicht bietet einen besseren anatomischen Überblick, da die Gefäße durch
ihre Aufzweigungen und ihren Verlauf als anatomische Leitstruktur dienen. Nachteilig ist
jedoch bei Verwendung großer Schichtdicken, daß die Bronchien relativ schlecht zu
beurteilen sind. Eine Feinbeurteilung der Lungenstruktur ist damit nicht möglich. Die
Bronchien und Septen können mit abnehmender Schichtdicke besser dargestellt werden,
die Nachweisempfindlichkeit für Bronchiektasen wächst ebenfalls mit Abnahme der
Schichtdicke. Der Grund liegt in der Reduktion des Partialvolumeneffekts, denn die
Strukturen können sich nicht mehr überlagern, und die Bronchialwände sind eben als Ring
84
abgebildet. Die anatomische Sicherheit nimmt allerdings mit abnehmender Schichtdicke ab
[LÖRCHER et al. 1996].
- Schichtabstand : Die heutzutage am weitesten verbreitete Einstellung ist ein
Schichtabstand von 10 mm von der Lungenspitze bis zum Diaphragma mit einer
Reduzierung des Abstands auf 5 mm in für Bronchiektasen besonders verdächtigen
Arealen, bei einer Schichtdicke von 1-1,5 mm [GRENIER et al. 1986, HANSELL 1998].
Bei Kleinkindern wird der Schichtabstand etwas reduziert, so daß bei einer
Erstuntersuchung insgesamt etwa 10-15 Schichten aus der Lunge zur Diagnostik zur
Verfügung stehen. Bei Kontrollen kann die Schichtzahl weiter reduziert werden.
- Abtastzeit: Es werden kürzeste Abtastzeiten (1 s und weniger) gefordert. Mit Abnahme
der Abtastzeit reduziert sich die Bewegungsartefaktüberlagerung. Auch kleine Atem- und
Herzbewegungen führen zu Doppelkonturen der Gefäße, womit Bronchiektasen
vorgetäuscht werden können [TARVER et al. 1988]. Bei geringen Abtastzeiten von 0,7-1 s
ist es auch möglich, Patienten mit einer genügenden diagnostischen Sicherheit zu
untersuchen, die nicht in der Lage sind, zu kooperieren und die Luft anzuhalten. Dies ist
insbesondere auch bei Kindern ein Vorteil [LÖRCHER et al. 1996].
BRASCH (1988) beschrieb die Methode der „Ultrafast-CT“ mit Abtastzeiten von 50-100
ms. Diese ist besonders für Kinder geeignet. In der Studie von LYNCH et al. (1990) bei 36
Kindern (Streubreite: 1,6 Monate bis 14 Jahre) traten bei einer Abtastzeit von 100 ms in
keinem Fall Bewegungsartefakte auf.
- Gantryangulierung: Eine Kippung der Untersuchungseinheit um 20° parallel zu den
Bronchien in Mittellappen und Lingula kann hilfreich sein, die Bronchien besser in ihrem
Verlauf verfolgen zu können [REMY-JARDIN et al. 1988, LYNCH et al. 1993,
LÖRCHER et al. 1996, DIEDERICH et al. 1996 b].
- Patientenlagerung: Üblich ist die Rückenlage. Die Bauch- oder Seitenlage wird nur in
Ausnahmefällen benutzt, obwohl die Bauchlage Bewegungsartefakte in der Lungenbasis,
verursacht durch das Diaphragma, reduzieren soll [SMITH et al. 1996 a]. Zu bemerken ist,
daß es bei Kindern durch die Sedierung zu einer Überflutung der Lunge kommen kann, die
unter Umständen zu diagnostischen Fehlbeurteilungen führt [LÖRCHER et al. 1996].
- Atemlage: Die Aufnahmen werden bei tiefer Inspiration angefertigt, damit die Strukturen
möglichst getrennt voneinander liegen [NAIDICH et al. 1991 b, DIEDERICH et al. 1996
85
b]. Zusätzliche Exspirationsaufnahmen können nützlich sein, um die begleitende
bronchiolitische Komponente bei Bronchiektasen besser darstellen zu können, da diese ein
fokales „air-trapping“ infolge exspiratorischen Kollapses der kleinen Bronchiolen
nachweisen können [HANSELL et al. 1994, STERN et al. 1994].
- Sedierung: Einige Autoren empfehlen bei jüngeren Kindern eine Sedierung, um
zusätzliche Artefakte durch unruhiges Verhalten zu vermeiden [HERMAN et al. 1993].
Üblich ist die Gabe von Chloralhydrat (50-75 mg/kg p.o.) [NAIDICH et al. 1991 b].
- Kontrastmittelapplikation: Die Aufnahmen werden normalerweise ohne intravenöses
Kontrastmittel angefertigt [LÖRCHER et al. 1996, DIEDERICH et al. 1996 b].
- Bildmatrix: Die Anzahl der errechneten Bildpunkte ist durch die Größe der Bildmatrix
bestimmt. Die heute gebräuchlichen Geräte sind in der Lage, aus dem Untersuchungsfeld
1024x1024 bzw. 512x512 Bildpunkte pro Schicht zu errechnen [LÖRCHER et al. 1996].
Bei einem Bildausschnitt von 15 cm sind die einzelnen Pixel ca. 300 µm groß (15 cm /512)
[ZERHOUNI 1990, NAIDICH et al. 1991 b].
- Fensterung: In der Lunge herrscht eine relativ große Differenz der diagnosewichtigen
Dichten (Luft: -1000 HE, Wasser: 0 HE, Blut: 40 HE). Mit der Lage der Fenstermitte
bestimmt man die Helligkeit und den Organ- bzw. Dichtebereich, der optimal erkannt
werden kann; über die Fensterweite den Kontrast des Bildes. Das Lungenfenster ist eine
Fenstereinstellung, die auf das Lungenparenchym, d. h. die niedrige Luft- und
Lungendichte, optimiert ist. Dazu werden Fensterweiten von 600 bis 1000 HE bei einem
Fenstermittelwert von -800 bis -500 HE empfohlen. Dieses Fenster ist nur geeignet,
Unterschiede im Luftgehalt der Lunge darzustellen. Das Thoraxfenster ist ein einzelnes
Fenster, mit dem sich alle anatomischen Strukturen abbilden und analysieren lassen. Es
wird eine Fensterbreite von 2000 HE und ein Fenstermittelwert von -350 bis -500 HE
empfohlen [LÖRCHER et al. 1996]. Wegen Geräteunterschieden und persönlichen
Vorlieben ist es schwierig, eine absolute Fenstereinstellung für die Diagnose von
Bronchiektasen zu empfehlen, obwohl einheitliche Einstellungen wegen der besseren
Vergleichsmöglichkeit ratsam sind [HANSELL 1998]. Viel verbreitet ist eine Fenstermitte
zwischen -400 und -950 HE, verbunden mit einer Fensterweite zwischen 1000 und 1600
HE [GRENIER et al. 1986, SENETERRE et al. 1994 und KANG et al. 1995].
86
BANKIER et al. untersuchen in einer Studie 1996 die geeignete Fenstereinstellung der
HRCT zur genauen Bestimmung der Wandstärke von Segment- und Subsegmentbronchien
im radiologisch- anatomischem Vergleich. Sie empfehlen eine Fenstermitte zwischen -250
und -700 HE und eine Fensterweite zwischen 1000 und 1400 HE. Fensterweiten enger als
1000 HE würden zu einer Überschätzung der Wanddicke führen, weitere
Fenstereinstellungen zu einer artifiziell zu dünn erscheinenden Wand.
Bei der vorliegenden Studie ergab sich, daß sich zur Diagnose von Bronchiektasen eine
Fensterweite von 1200 HE und eine Fenstermitte von -600 HE am besten eignet.
Maßnahmen, die die Kooperation der kleinen Patienten verbessern (kindgerechte
Umgebung) und technische Fortschritte (kürzere Abtastzeiten) werden in Zukunft die
Aussagekraft der HRCT auch bei sehr jungen Patienten weiter verbessern.
87
4.6. Konsequenzen für das diagnostische Vorgehen
Das klinische Vorgehen bei einem Patienten mit Bronchiektasen kann folgendermaßen
zusammengefaßt werden [COLE et al. 1993]:
1. Sicherung der Diagnose „Bronchiektasen“
2. Suche nach einer prädisponierenden Grunderkrankung
3. Erfassung des Schweregrads und der Verteilung der Bronchiektasen
4. Therapie
5. Verlaufskontrolle
Die Punkte 1, 3 und 5 werden radiologisch geklärt. Die Frage nach der Ätiologie von
Bronchiektasen erfordert im Falle lokalisierter Bronchiektasen eine Bronchoskopie, bei
diffusen Bronchiektasen eine detaillierte klinische Beurteilung sowie Labor-
untersuchungen. Auch eine Lungenfunktionsprüfung und eine Sputumuntersuchung sollten
veranlaßt werden [FREY et al. 1997].
Die Abbildung 12 zeigt die Reihenfolge für den Einsatz der radiologischen
Untersuchungsmethoden in der Diagnostik von Bronchiektasen bei Kindern.
Die HRCT sollte eingesetzt werden, wenn aufgrund klinischer Symptome wie chronischem
purulentem Auswurf oder rezidivierenden Infekten der Verdacht auf Bronchiektasen
besteht. Dabei ist es unerheblich, ob die Thoraxübersichtsaufnahme unauffällig erscheint
oder einen pathologischen, jedoch unspezifischen Befund ergibt, da in beiden Fällen
Bronchiektasen computertomographisch nachweisbar sein können.
Eine HRCT mit einer guten Qualität ersetzt bei einem Befund von beidseitigen
Bronchiektasen eine Bronchographie. Eine Operation ist in diesem Fall meist nicht
sinnvoll, es muß auf konservative Therapiemöglichkeiten zurückgegriffen werden.
88
* bei anhaltendem klinischem Verdacht
** falls operatives Vorgehen geplant
Abb. 12: Stufenplan für die radiologische Diagnostik (BE = Bronchiektasen).
Die Voraussetzung für die chirurgische Resektion der Bronchiektasen ist eine einseitige
Lokalisation ohne erkennbare zugrundeliegende Ursache für Rezidive in der noch
gesunden Lunge [COLE et al. 1993]. Der wichtigste Faktor für eine gute Prognose nach
der Operation ist die richtige Auswahl der Kinder, was eine genaue
Lokalisationsdiagnostik voraussetzt [BROWN et al. 1998]. Um falsch negative und falsch
positive Diagnosen zu vermeiden und um die Lokalisation genauer darzustellen, wird vor
der Operation zusätzlich zur HRCT eine Bronchographie empfohlen.
Im Hinblick auf die nicht 100%-ige Sensitivität empfiehlt sich bei einem negativen HRCT-
Thorax-Befund und anhaltendem klinischem Verdacht auf Bronchiektasen nach wie vor
eine ergänzende Bronchographie.
klinisch-anamnestischer Verdacht
Thoraxübersichtsaufnahme
hochauflösendes Computertomogramm
gut beurteilbar schlecht beurteilbar
keine BE BE vorhanden
beidseitig einseitig
konservative Therapie
Bronchographie** undLungenperfusions-
szintigraphie**
evtl. Bronchographie
evtl. operative Therapie
evtl. Bronchographie*
89
5. Literaturverzeichnis
1) ALTMAN D.G.: Practical statistics for medical research. Chapman and Hall,
London / New York (1991).
2) AMBROSINO M.M., GENIESER N.B., ROCHE K.J., KAUL A., LAWRENCE
R.M.: Feasibility of high-resolution, low-dose chest CT in evaluating the pediatric
chest. Pediatr. Radiol. 24: 6-10; (1994).
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121) ZWIREWICH C.V., MAYO J.R., MÜLLER N.L.: Low-dose high-resolution CT of
lung parenchyma. Radiology 180: 413-417; (1991).
102
6. Danksagung
Herrn Prof. Dr. Rieger danke ich für die freundliche Genehmigung, in seiner Klinik eine
solche Arbeit durchführen zu lassen.
Meinem Doktorvater Herrn Prof. Dr. Riedel, damals Universitätskinderklinik Bochum,
danke ich für die Bereitstellung des Themas und seine fruchtbaren Anregungen.
Herr Prof. Dr. Riedel, ferner Herr Dr. Teig und Herr Dr. Rossler, beide
Universitätskinderklinik Bochum, sowie Herr Dr. Braun, radiologische Abteilung des St.
Josef-Hospitals Bochum, haben die Bronchographie- und CT-Bilder befundet und damit
das Kernstück der vorliegenden Arbeit getragen.
Mein größter Dank gebührt Herrn Dr. Teig, der mich in die Thematik dieser Arbeit
einwies, mir erste Literatur zum Thema bereitstellte und mit seiner ständigen Bereitschaft,
mich mit Rat und Tat zu unterstützen, eine ausgezeichnete Betreuung bot.
Den radiologisch- technischen Assistentinnen Frau Pohl, Frau Padberg und Frau Nowrot
danke ich für die geduldige Beschaffung der Röntgenbilder.
Meine Eltern und Gilbert Geister haben mir in jeder Phase dieser Arbeit ermutigend zur
Seite gestanden.
Claudia Creutz, Bochum im Juni 2000
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Lebenslauf
Name: Claudia Dorothee Creutz
Geburtsdatum: 16. Oktober 1973
Geburtsort: Bonn
Familie: Eltern: Dr. med. Marion Creutz, geb. Rubers
Dr. med. Rolf Creutz
ein Bruder, eine Schwester
Ausbildung:
1980-1984: Besuch der Grundschule „Am krausen Bäumchen“ in Essen
1984-1993: Besuch des „Hildegardis-Gymnasiums“ in Bochum bis zum Abitur
1993-1995: Vorklinisches Medizinstudium an der Universität Köln
1995: Physikum
1995-2000: Klinisches Medizinstudium an der Ruhr-Universität Bochum
1996: Erstes Staatsexamen
1999: Zweites Staatsexamen
1999-2000: Praktisches Jahr: Innere Medizin (Bochum), Chirurgie (Sunderland,
Großbritannien), Neurologie (Hattingen)
2000: Drittes Staatsexamen
ab 01.07.2000: Ärztin im Praktikum am Evangelischen Krankenhaus Castrop-Rauxel
![Freundschaftsentwicklung im Kindesalter - uni-muenchen.de · 2012-08-18 · Begriffliche Eingrenzung „Freundschaftsentwicklung im Kindesalter“ „[…]Kindheit umfasst etwa das](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/5e7138653b4e95744525dbd1/freundschaftsentwicklung-im-kindesalter-uni-2012-08-18-begriffliche-eingrenzung.jpg)
