Vierdimensionale Quantifizierung der Ventilation mittels dynamischer MDCT bei ARDS im Tiermodell

Ziele: Im akuten Lungenversagen (ARDS) ist die Oxygenierung entscheidend, die durch das Volumen der ventilierten Lunge während des gesamten Atemzyklus bestimmt wird. Ziel ist daher die bildbasierte Quantifizierung des ventilierten Lungenvolumens, um die Rekrutierung von Atelektasen, d.h. die Oxygenierung, mittels bestimmter Beatmungsstrategien eindeutig beurteilen zu können. Methode: Dynamische MDCT (128-Zeiler, iCT, Philips) mit 26s Scanzeit über 8cm Detektorbreite bei 10 mit positiven endexspiratorischen Drücken (PEEP) von 0 und 5 mbar beatmeten Schweinen (ca. 30kg) vor und nach ARDS durch Surfactant-Depletion. Akquisitionsparameter: 120kVp; 150mAs; 0,4s Rot.; 64×1,25mm; DLP ~6900mGy·cm. Rekonstruktion in 1,25mm Schichtdicke mit weichem Kern. Teilautomatisierte Auswertung mit einer hausintern entwickelten Software (YACTA). Unterteilung des Lungenparenchyms in Dichtebereiche von 100HE und Analyse des entsprechenden Lungenvolumens zu jedem Zeitpunkt des gesamten Atemzyklus. Ergebnis: Die YACTA-basierte Auswertung zeigt eine starke Korrelation der atemzyklischen Veränderungen der Dichtewerte mit bildmorphologisch gut ventiliertem Lungenvolumen (-900 bis -501HE), minderventiliertem Volumen (-500 bis -101HE) und Atelektasevolumen (-100 bis +100HE). Während das Volumen der minderventilierten Lunge unverändert bleibt wird das Volumen der gut ventilierten Lunge durch Steigerung des PEEP im ARDS erhöht (57% auf 67%), das Atelektasevolumen reduziert (18% auf 12%). Im ARDS variiert das Atelektasevolumen atemzyklisch (~7% PEEP 0, ~3% PEEP 5), was zyklischem Rekrutieren und Derekrutieren der Lunge entspricht. Schlussfolgerung: Mittels dyn. CT und softwarebasierter Auswertung können erstmals die Effekte eines ARDS und die Auswirkungen verschiedener Beatmungsregime auf die Ventilation im Volumen über den gesamten Atemzyklus (4D) quantifiziert werden. Die Translation in die Klinik ist technisch einfach möglich und kann einen wichtigen Beitrag zur individualisierten Optimierung von schonenden Beatmungsparametern leisten.

Keywords: Lunge, Ventilation, Quantifizierung, dynamische Computertomographie (4D-CT), Acute-respiratory-distress Syndrom (ARDS)

Korrespondierender Autor: Mayer JL

Universitätsklinikum Heidelberg, Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Im Neuenheimer Feld 110, 69120 Heidelberg

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