Operative Therapie des Lungenemphysems (Bullaresektion, LVR, LVRS)
Verfasst von: Stephan Eggeling
Die Lungenvolumenreduktion ist ein Pfeiler der Therapie der fortgeschrittenen COPD mit Lungenüberblähung. Neben der optimalen medikamentösen Therapie, Bewegungstherapie, der Beendigung des Rauchens sowie der Versorgung mit Sauerstoff und gegebenenfalls nichtinvasiver Beatmung ist die Lungenvolumenreduktion in der Lage, bei geeigneten Patienten eine relevante und langanhaltende Verbesserung der Lebensqualität, der Belastbarkeit, der Lungenfunktion sowie des Langzeitüberlebens zu gewährleisten. Geeignet sind vor allem Patienten, welche eine starke Lungenüberblähung mit einer deutlichen emphysematösen Destruktion des Lungenparenchyms aufweisen, welche idealerweise ungleich (heterogen) verteilt ist. Maßgebliche Untersuchungen sind neben einer Dünnschicht-CT-Untersuchung eine Lungenperfusionsuntersuchung, eine Bodypletysmografie mit Diffusionsmessung und ein 6-Minuten-Gehtest. Sollen endoskopische Verfahren angewendet werden, so ist auch die eine Beurteilung der Integrität der Lappenspalten (Fissuren) relevant. Die Indikationsstellung soll in einem interdisziplinären Emphysemboard erfolgen. Durch die Operation, welche einseitig oder beidseitig erfolgen kann, sollen etwa 30 % des ipsilateralen Lungenvolumens entfernt werden. Die Operationstechnik ist vorwiegend minimalinvasiv, es werden atypische Reaktionen (apikales Shaving), seltener auch anatomische Resektionen durchgeführt. Zielzonen für die Resektion sind überblähte, destruierte und funktionslose Lungenanteile. Hierdurch kommt es zu einer besseren Atemmechanik, einem verbesserten Gasaustausch, einer Erhöhung der Lebensqualität, der Belastbarkeit und der Luftnotsituation. Diese Verbesserungen sind über längere Zeit anhaltend und konnten in randomisierten Studien bis zu 5 Jahre postinterventionell nachgewiesen werden. In erfahrenen Zentren liegt die Mortalität nach Lungenvolumenreduktionsoperationen zwischen 0 und 5 %, die häufigste Komplikation ist die prolongierte Luftfistel.
Das Lungenemphysem mit irreversibler Destruktion der Lungenbläschen und konsekutiver Lungenüberblähung ist eine der schwerwiegenden Folgen der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD). Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung bezeichnet eine progrediente irreversible Einschränkung der Lungenventilation sowie des Gasaustausches. Maßgeblich bestehen eine chronische Bronchitis mit entsprechend entzündlichen Veränderungen der kleinen Bronchien sowie die meist nachgeschaltete Zerstörung des peripheren Lungengewebes, wobei häufig Mischformen vorliegen. Die Prävalenz der COPD liegt in Deutschland um 6 % (Personen >18 Jahren) und steigt mit dem Alter an. Bei über 65-Jährigen beträgt sie 11 % bei Frauen bzw. 12,5 % bei Männern (Steppuhn et al. 2017).
Nach WHO ist die COPD inzwischen die dritthäufigste Todesursache weltweit mit weiterhin steigendem Anteil (2020, Viegi et al. 2020). Neben genetischen Faktoren ist eine der Hauptursachen für die Entwicklung der COPD die Exposition mit inhalativen Noxen (Tabakkonsum).
Jährlich werden die aktuellen Therapieempfehlungen für die COPD weltweit von einer Expertengruppe zusammengefasst und veröffentlicht (Vogelmeier 2018). Die aktuelle Einteilung erfolgt nach GOLD in 4 Schweregrade sowie zusätzlich in 4 Gruppen (Tab. 1 und 2).
Grundvoraussetzung für die Diagnose einer COPD ist eben eine obstruktive Ventilationsstörung, welche in der Spirometrie durch einen Quotienten FEV1/FVC <0,7 definiert ist, wohl gemerkt nach maximaler inhalativer Bronchodilatation in einer stabilen Krankheitssituation. Neben dem prozentualen FEV1-Wert (% der altersentsprechenden Norm) werden 4 Schweregrade der COPD eingeteilt. Deutlich relevanter für die Auswahl der notwendigen Therapie, sei es medikamentös oder nicht medikamentös, ist die Einteilung in 4 Gruppen in Abhängigkeit von der Symptomatik (Modified MRC Dyspnoea Scale (Bestall et al. 1999), CAT-Score (Vogelmeier 2018)) sowie die Frequenz und der Schweregrad von Exazerbationen.
Verhinderung von Exazerbationen (Verlangsamung des Krankheitsprogresses).
Bezüglich der konservativen, medikamentösen und nichtmedikamentösen Therapieoptionen wird auf die einschlägige pneumologische Literatur verwiesen, hier sei jedoch bemerkt, dass die im Folgenden beschriebene Volumenreduktion nur ein Teil einer multimodalen COPD-Therapie sein kann und demzufolge immer in Abstimmung mit den behandelnden Pneumologen und unter Einbeziehung von Rehabilitationsmedizinern, präventiver Maßnahmen wie Impfungen und der unbedingten Notwendigkeit einer Tabakentwöhnung durchgeführt werden sollte.
Bullektomie
Für die Zukunft scheint eine klare Trennung der Begrifflichkeiten Bullektomie und Emphysemchirurgie dringend erforderlich. In der älteren thoraxchirurgischen Literatur werden diese Begriffe nicht immer konsequent getrennt. Eine Operationsindikation besteht bei einer sog. Giant-Bulla (Palla et al. 2005; Huang et al. 2014) übereinstimmend, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind (Abb. 1):
1.
isolierte Bulla (uni- oder bilateral, > als ein Drittel des entsprechenden Hemithorax),
2.
weitgehend unverändertes Lungengewebe im nicht betroffenen Bereich, teilweise durch die Bulla komprimiert,
3.
Symptome wie Luftnot, Husten, thorakales Druckgefühl.
Abb. 1
CT-Thorax mit Giant-Bulla rechter Oberlappen, mehr als ein Drittel des Hemithoraxvolumens einnehmend. Restliches Lungengewebe nicht emphysematös verändert
Die Operation wird in aller Regel thorakoskopisch durchgeführt werden, wobei ähnlich wie später in der Emphysemchirurgie inzwischen triportale und uniportale Zugänge beschrieben werden. Relativ häufig weist die Bulla einen schmalen Stiel auf, sodass im Sinne einer atypischen Resektion die Bulla in toto mittels Klammernahtresektion abgesetzt werden wird. In der größten verfügbaren Arbeit (Palla et al. 2005) wird für diese Patienten ein erheblicher Gewinn an Lebensqualität, Zugewinn an FEV1 sowie eine 5-Jahresmortalität von 4,9 % beschrieben. Dieses bezieht sich auf offen chirurgische Eingriffe mittels Thorakotomie. In derselben Arbeit wurde eine 2. Gruppe mit Giant-Bulla verglichen, welche auch in der begleitenden benachbarten Lunge deutliche emphysematöse und destruierte Areale aufwies. Sowohl die perioperative Morbidität, die Mortalität wie auch die Langzeitergebnisse hinsichtlich der Lungenfunktionsparameter sind hier deutlich different und werden im nächsten Abschnitt erörtert. Diese Patienten sollten in Zukunft als heterogenes Lungenemphysem benannt werden, sodass sich hier die Operationsindikation auch aus den funktionellen Parametern bzw. aus dem klinischen Bild ergibt (Abschn. 2).
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Operative und interventionelle Therapie der schweren Lungenüberblähung (Emphysemchirurgie)
Die Idee der Volumenreduktion bei ausgeprägter irreversibler emphysematöser Destruktion der Lungen mit entsprechender Überblähung geht auf Otto Charles Brantigan zurück, der 1959 eine Serie von Patienten präsentierte, bei denen er bei heterogenem Lungenemphysem eine operative Volumenreduktion durchführte (Brantigan et al. 1959). Weder die anästhesiologischen Techniken noch die operativen Techniken ermöglichten zur damaligen Zeit einen komplikationsarmen Verlauf, sodass dieses Verfahren zunächst nicht weiter betrieben wurde. Der damals bereits postulierte physiologische Wirkmechanismus der Volumenreduktion beinhaltet zum einen die Wiederherstellung der radialen Traktion und somit die Eröffnung der kleineren Atemwege als auch die Rückstellung der Überdehnung des Brustkorbes bzw. der maximalen Abflachung des Zwerchfelles, sodass nach Volumenreduktion eine Atemexkursion erst wieder möglich wird.
Eine Renaissance erlebte das Verfahren Joel Cooper (Cooper et al. 1996) der von 150 Patienten berichtete, welche sich auf der Warteliste zur Lungentransplantation befanden und bei denen eine Volumenreduktion bei heterogenem oberlappenbetontem Lungenemphysem durchgeführt wurde. Er konnte sowohl eine langanhaltende (bis zu 5 Jahren) Verbesserung der Lebensqualität als auch der körperlichen Belastbarkeit demonstrieren.
Es schloss sich eine der größten prospektiv randomisierten Studien der Geschichte der Chirurgie an, das National Emphysema Treatment Trial (NETT) (Fishman et al. 2003; Criner et al. 2011). Hauptzielkriterium dieser Untersuchung war das Überleben nach operativer Volumenreduktion im Vergleich zur optimalen konservativen Therapie. Die Patienten konnten nur eingeschlossen werden, wenn sie vor der Randomisierung eine mehrwöchige pneumologische Rehabilitationstherapie durchlaufen hatten und auch im Anschluss daran die in Tab. 3 dargestellten Einschlusskriterien erfüllten. Stratifiziert wurde nach der Emphysemverteilung (homogenes Emphysem vs. heterogenes Emphysem; Abb. 2) und der klinischen Leistungsfähigkeit.
Tab. 3
Ein- und Ausschlusskriterien für die operative Volumenreduktion nach NETT
a-d CT-Thorax von Patienten mit heterogenem Emphysem und schwerer Lungenüberblähung. a, b Oberlappenbetontes destruierendes Emphysem in axialer und sagittaler CT-Darstellung, c, d unterlappenbetontes Emphysem
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Sämtliche Patienten im operativen Arm erhielten eine beidseitige Volumenreduktion mittels atypischer Resektion der überblähten Lungenanteile, als Zugangswege waren Sternotomie, Thorakotomie beidseits oder videoassistierte Thoraxchirurgie zugelassen. Insgesamt wurden über 1200 Patienten eingeschlossen, nach einigen Zwischenanalysen lassen sich die Langzeitergebnisse des NETT wie folgt zusammenfassen (Naunheim et al. 2006; Sanchez et al. 2010):
1.
In einer Zwischenanalyse wurde 2001 (Fishman et al. 2001) eine Hochrisikogruppe definiert, welche nach der Operation eine 30-Tage-Mortalität von 16 % aufwies und in der Folge von der Studie ausgeschlossen wurde. Diese umfasst Patienten mit einer FEV1 < 20 % oder einer DLCO <20 %.
2.
Es gibt einen signifikanten Überlebensvorteil zugunsten der chirurgischen Volumenreduktion bei Patienten mit oberlappenbetontem Lungenemphysem mit einer niedrigen Ausgangsergometerleistung.
3.
Sowohl für die Gesamtgruppe als auch für die einzelnen Untergruppen ergibt sich ein Trend für ein längeres Überleben nach Operation, welcher teilweise die Signifikanzgrenze nur knapp verpasst (Naunheim et al. 2006).
4.
Hinsichtlich sämtlicher weiterer Endpunkte – Ergometerleistung, Lebensqualtitätsmessungen (St. George’s Respiratory Questionnaire (Jones et al. 1992)) – als auch für ventilatorische Parameter finden sich signifikante Unterschiede zugunsten der operierten Patienten.
5.
Der Effekt verliert sich mit der Zeit, ist jedoch auch nach 5 Jahren noch nachweisbar und signifikant besser als im nichtoperativen Arm.
6.
Die chirurgische Volumenreduktion führt zu einer signifikanten Verringerung der Exazerbationsfrequenz (Washko et al. 2008).
Durch die Arbeit der letzten 15 Jahre auf dem Gebiet der Emphysemchirurgie bzw. der interventionellen Volumenreduktion ließen sich Fortschritte in mehreren Aspekten erreichen:
• Bessere Selektion der Patienten durch sog. Emphysemboards bzw. multidisziplinäre Teams (MDT) (Oey und Waller 2018),
• Verringerung der chirurgischen Morbidität und Mortalität durch moderne Anästhesie- und Operationsverfahren (Caviezel et al. 2018b),
• Überprüfung der Ergebnisse in der Hochrisikogruppe sowie bei Patienten mit Alpha-1-Antitrypsinmangel (Erweiterung des Indikationsspektrums) (Caviezel et al. 2018a; Thuppal et al. 2020),
• Veränderung der Operationstechnik hin zu anatomischen Resektionen (Lobektomie) (Vaughan et al. 2007; Beckers et al. 2016),
• beidseitige Prozeduren sequenziell je nach Patientenbedarf (Oey et al. 2010),
• Durchführbarkeit von Wiederholungseingriffen (Redo Surgery) (Eichhorn et al. 2021),
• Erarbeitung neuer Operations- und Narkosetechniken wie NIVATS oder „non resectional LVRS“ (Pompeo et al. 2012).
Währenddessen wurden auch Methoden zur endoskopischen Volumenreduktion entwickelt, um die anfänglich hohe perioperative Morbidität und Mortalität zu umgehen. Hier wurden sowohl obliterierende (Endobronchialventile) als auch nichtobliterierende Verfahren, wie Spiralen (Coils), Dampf (BTVA), Schaum (BioLVR) und Airway Bypass Stents (ABS) evaluiert (Gülşen 2018).
Etabliert haben sich die Verfahren zur endobronchialen Ventilimplantation, die inzwischen auch zugelassen sind. Bis auf die endobronchialen Ventile sind die endoskopischen Methoden nicht reversibel, ebenfalls komplikationsbehaftet und in ihren Ergebnissen nicht überzeugend. Diese Ansätze werden aktuell entweder aufgrund der Datenlage nicht mehr verfolgt (Schaum, Airway Bypass) bzw. die entsprechenden Verfahren sind am Markt aktuell nicht verfügbar (Coils, BTVA).
Diagnostik
Als Eingangsvoraussetzung für die Diskussion zu einer lungenvolumenreduzierenden Maßnahme gehören zunächst eine langfristig fachärztlich behandelte COPD, welche trotz ausgeschöpfter medikamentöser Therapie, Tabakabstinenz für mindestens 6 Monate und der Teilnahme an angeleiteter körperlicher Aktivität noch eine relevante Einschränkung der Lebensqualität verursacht. Neben dem 6-Minuten-Gehtest (Referenzwerte, Tab. 1) soll auch standardisiert die Lebensqualität sowie die respiratorische Beeinträchtigung erhoben werden. Nach einer Lungenfunktionsuntersuchung mittels Bodyplethysmografie (Einschlussparameter, Tab. 1) ist eine Dünnschicht-CT-Untersuchung der Lunge mit einer quantitativen Emphysemanalyse notwendig (Abb. 3). Hier wird neben dem Ausmaß der emphysematösen Destruktion der Lunge auch deren Verteilung, ein sog. Heterogenitätsindex sowie auch die Intaktheit der Lappenspalten (Fissuren) beurteilt (Abb. 4), welche im Verlauf bei der Methodenwahl zu Volumenreduktion eine Rolle spielen (Slebos et al. 2019; Caviezel et al. 2020).
Abb. 3
a, b Quantitative Analyse der Dünnschicht-CT mit grafischer Darstellung des Destruktionsausmaßes (dunkelgrau schwere Destruktion, hellgrau mäßiges Emphysem). Die Fissuren (Lappenspalten) sind in ihrer Integrität ebenfalls beurteilt, sowohl grafisch als auch in Prozent (100 %= komplette Fissur). a Oberlappenbetontes Emphysem, inkomplette Lappenspalte, b unterlappenbetontes Emphysem, komplette Lappenspalte (mit freundlicher Genehmigung PulmonX GmbH München, Germany)
Abb. 4
Grafische Darstellung und quantitative Auswertung der Fissurenintegrität (grün intakte Fissurenanteile, rot Parenchymbrücken), mit freundlicher Genehmigung PulmonX GmbH München, Germany. Zur klinische Nutzung, Abb. 6
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Als weiteres diagnostisches Verfahren ist die Lungenperfusionsszintigrafie (gegebenenfalls in Kombination mit einer Schnittbildgebung als SPECT-CT, auch quantitativ) etabliert (Abb. 5). Die Abnahme der Lungenperfusion korreliert sehr gut mit der Ausprägung des Emphysems. In mehreren Studien konnte die inhomogene Perfusion mit den mittel- und langfristigen Ergebnissen nach operativer Volumenreduktion korreliert werden (Hardoff et al. 2006; Chandra et al. 2010). Relevante Ausschlusskriterien für eine Volumenreduktion sind aktuell die hochgradig eingeschränkte linksventrikuläre Funktion (unter 20 %), ein pulmonaler Hypertonus, welcher im Echokardiogramm bei Emphysem häufig überschätzt wird und somit mittels Rechtsherzkatheter verifiziert werden sollte, sowie der Ausschluss einer zumindest instabilen bzw. therapiepflichtigen koronaren Herzerkrankung.
Abb. 5
a-c Perfusionsszintigrafie der Lunge. a In planarer Projektion, oberlappenbetontes Emphysem, beidseitig, quantitative Auswertung in „Feldern“. b Perfusions-SPECT-CT mit Fusion der Perfusions- und CT-Aufnahmen. c Quantitative Auswertung der Perfusions-SPECT-CT mit Korrelation des Lappenvolumens mit der Lappenperfusion. Somit Ziellappen linker Oberlappen: Lappenvolumen 39 %, Lappenperfusion 14 % (mit freundlicher Genehmigung Hermes medical Soluions Germany GmbH)
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Gemeinsam ist allen zur Verfügung stehenden Verfahren, dass sie möglichst morbiditätsarm eine für den Patienten relevante Volumenreduktion herbeiführen sollen. Als Zielzone ist die Region der maximalen emphysematösen Destruktion bzw. der minimalen emphysembedingten Perfusion zu wählen.
Für die Methodenwahl in der Volumenreduktion spielt die sog. Kollateralventilation, also die Intaktheit der Fissuren zwischen den einzelnen Lungenlappen, eine wesentliche Rolle. Endobronchiale blockierende Verfahren könnten nur dann erfolgreich sein, wenn es gelingt, einen kompletten Lungenlappen von der Ventilation auszuschließen. Dies ist nur bei intakten Lappenspalten möglich. Die Analyse der Intaktheit der Lappenspalten erfolgt aktuell auf 2 verschiedenen Wegen:
1.
computergestützte Analyse der Dünnschicht-CT,
2.
interventionelle bronchoskopische Messung der Kollateralventilation mittels Chartis (Koster et al. 2021).
Übereinstimmend wird vorgeschlagen, linksseitig der computerbasierten Auswertung zu vertrauen, sollte hier eine Fissurenintegrität über 95 % bestehen. Rechts ist die Vorhersagekraft der CT-basierten Fissurenanalyse deutlich schlechter, sodass die beiden Verfahren ab einer Fissurenintegrität von über 80 % kombiniert werden sollten (Abb. 6). Bei einer Fissurenintegrität von unter 80 % kommen endobronchial blockierende Verfahren nicht in Betracht (Koster et al. 2021). Für den Diagnostikalgorithmus ergibt sich also folgendes Bild (Abb. 6).
Abb. 6
Diagnostischer Algorithmus zur Abklärung einer möglichen Kollateralventilation als Ausschlusskriterium für eine endobronchiale Ventilimplantation (Klärung der Fissurenintegrität mit quantitativer CT und Chartis®-Analyse). Bei linksseitig kompletten Fissuren in der CT-Analyse (>95 %) kann auf weitere Diagnostik verzichtet werden, bei nahezu kompletten Fissuren soll die Diagnostik durch eine bronchoskopische Kollateralventilationsmessung (Chartis-Analyse) ergänzt werden (siehe Text)
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Die vorliegenden Befunde werden dann in einem interdisziplinären Emphysemboard besprochen. Teil dieses Emphysemboards ist mindestens jeweils ein in der Emphysemdiagnostik und -therapie erfahrener Radiologe, Pneumologe und Thoraxchirurg. Hier wird neben der generellen Eignung des Patienten für ein volumenreduzierendes Verfahren (ausreichende Überblähung, Leidensdruck, fehlende Kontraindikationen) auch besprochen, ob im Vorfeld des Eingriffs noch andere vorbereitende Maßnahmen zu treffen sind. Gefordert ist das Angebot einer angeleiteten Bewegungstherapie, gegebenenfalls einer Lungenrehabilitation sowie die Optimierung der medikamentösen Therapie. Im Anschluss sollte bei Eignung des Patienten für eine Volumenreduktion im Konsens die Festlegung des geeigneten Verfahrens sowie der „Zielzone“ getroffen werden (Abb. 7).
Abb. 7
Entscheidungsbaum Lungenvolumenreduktion bei schwerer Lungenüberblähung
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Lungenvolumenreduktionschirurgie (LVRS)
Die verfügbare Datenbasis für die operative Therapie des Lungenemphysems beruht auf der erwähnten prospektiven randomisierten NETT-Studie (Fishman et al. 2003) sowie auf multiplen, in den letzten Jahren publizierten retrospektiven und prospektiven Fallserien, wobei teilweise die Einschlusskriterien der NETT-Studie übernommen wurden, teilweise die Indikationen um spezielle Aspekte erweitert wurden. Als relevante funktionelle Ergebnisparameter sind vergleichbar die FEV1, das Residualvolumen, der 6-Minuten-Gehtest und die Lebensqualität. Harte Endpunkte sind perioperative (30-Tage-)Mortalität und das Langzeitüberleben.
Des Weiteren wurde auch die Operationstechnik weiterentwickelt. Während zunächst vor allem atypische Resektionen von destruiertem Lungengewebe im Bereich des Oberlappens als indiziert angesehen wurden (sog. Apical Shaving, Abb. 9), werden inzwischen auch anatomische Resektionen mit guten Ergebnissen durchgeführt. Diese sind in verschiedenen Serien mit einer geringeren postoperativen Morbidität und besseren Langzeitergebnissen vergesellschaftet (Beckers et al. 2016). Des Weiteren gibt es Berichte über eine Plikation (Faltung) des emphysematös veränderten Lungengewebes ohne eigentliche Resektion. Hier sind deutlich verringerte Fistelraten beschrieben, aktuell handelt es sich jedoch um kleine Fallserien aus einzelnen Zentren (Pompeo et al. 2021). Hinsichtlich der Operationstechnik werden die Operationen nahezu ausnahmslos minimalinvasiv durchgeführt, sei es uniportal oder in Multiporttechnik, in letzter Zeit existieren auch Publikationen hinsichtlich der roboterassistierten Chirurgie, aktuell jedoch ohne den Nachweis einer Überlegenheit.
Hinsichtlich der Narkoseführung lässt sich einerseits ein Trend zur Regionalanästhesie (Peridualkatheter, Paravertebralkatheter bzw. interkostale Blockade) registrieren wie auch ein Trend, die Operationen im Rahmen einer „awake thoracic surgery“ (Rendina) oder auch als „non intubated video-assisted thoracic surgery“ (NIVATS) unter Spontanatmung durchzuführen und so den negativen Effekt einer Relaxation für den postoperativen Verlauf auszuschalten(Pompeo 2014; Zhang et al. 2019). Der unterstützende Einsatz eines Lungenersatzverfahrens wird ebenfalls propagiert und soll den intra- und postoperativen Beatmungsdruck reduzieren und die Beatmungsdauer verkürzen (Akil et al. 2020).
Implementierung der interventionellen endobronchialen Verfahren
Zeitgleich mit der Erkenntnis, dass die operative Volumenreduktion perioperativ mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität gegenüber der medikamentösen Kontrollgruppe einhergeht, starteten Bemühungen mittels endoskopischer Verfahren eine Volumenreduktion zu erreichen.
Während im Laufe der Zeit mehrere verschiedene endoskopische Therapieansätze evaluiert wurden, haben sich die endobronchial blockierenden Verfahren (Ventilimplantation) inzwischen durchgesetzt und sind in der interventionellen Emphysemtherapie zugelassen. Sämtliche anderen Verfahren finden sich entweder noch in der Erprobungsphase oder sind vom Markt genommen bzw. aktuell nicht verfügbar.
Endobronchiale Ventilimplantation
In einer ersten Studie hatte sich gezeigt, dass die Volumenreduktion durch ein endobronchiales Verfahren nur dann erfolgreich sein kann, wenn es gelingt, einen kompletten Lappen zu verschließen und eine relevante Volumenminderung in diesem Lappen zu erreichen (idealerweise Atelektase) (Sciurba et al. 2010). Im weiteren Verlauf wurde die Technologie insofern weiterentwickelt, dass sowohl die Wahrscheinlichkeit der Atelektasenbildung durch Abschätzung der Kollateralventilation verbessert werden konnte (Chartis-Analyse, CT-basierte Fissurenanalyse, (Klooster et al. 2020)) als auch die ursprünglich stark an den NETT angelehnte Indikationsstellung schrittweise erweitert wurde. Hier wurden nacheinander der Unterlappen als Zielzone, das homogene Emphysem als Indikation und letztendlich auch Patienten mit einer Hyperkapnie, einer schlechten Diffusionskapazität wie auch Patienten mit einer pulmonalen Hypertonie für das Verfahren evaluiert und schließlich das Verfahren für effektiv befunden (Opitz und Ulrich 2018; Lenga et al. 2022).
Die Identifikation der entsprechenden Zielzonen für die Intervention verläuft analog der oben beschriebenen Algorithmen für die Volumenreduktionschirurgie.
Die Ergebnisse der endobronchialen Ventilimplantation sind kurzfristig durchaus mit den Ergebnissen der Volumenreduktionschirurgie (analog NETT-Trial) vergleichbar, die periinterventionelle Morbidität und Mortalität sind jedoch deutlich verringert. Dies hat zu einer weitreichenden Akzeptanz des Verfahrens geführt. Relevante Komplikationen der Ventilimplantation sind neben einer Pneumothoraxrate von bis zu 25 % vor allem die Ventildislokation im Verlauf (dann Neuanlage möglich) oder auch die Häufigkeit von Exazerbationen der COPD bzw. poststenotischer Lungenentzündungen hinter den Ventilen (Sciurba et al. 2016).
Im Gegensatz zu den chirurgischen Maßnahmen, wo jüngst im Jahre 2020 (Lim et al. 2020) sogar Langzeitdaten aus dem NETT-Trial publiziert wurden, existieren für die Ventilimplantationen lediglich Follow-up-Daten in kontrollierten Studien für 3 und 6 Monate.
Zusammenfassung
Die nichtmedikamentöse interventionelle bzw. operative Therapie des Lungenemphysems hat sich inzwischen weltweit etabliert und wird auch von den Kostenträgern vergütet. Neben der Erfüllung sämtlicher Einschlusskriterien ist die Vorstellung in einem interdisziplinären Emphysemboard inzwischen etabliert und in Deutschland vorgeschrieben.
In den meisten Fällen wird sich bei Eignung des Patienten für eine endobronchiale Ventilimplantation (komplette Fissuren, keine pulmonalen Rundherde, keine großbullösen Veränderungen) zunächst als erste Wahl eine Ventilimplantation anbieten.
Sollte die Ventilimplantation trotz technisch einwandfreier Ventillage nicht erfolgreich sein oder sich im weiteren zeitlichen Verlauf die Atelektase wiederbelüften, so bleibt dem Patienten im Verlauf noch immer die operative Volumenreduktion, sei es in Form einer atypischen Shaving-Operation oder aber auch als Lobektomie und somit Nachahmung des Effektes einer Totalatelektase des Ziellappens.
Im Fall inkompletter Fissuren bzw. eines abzuklärenden Rundherdes im Ziellappen wird man sich primär für eine operative Volumenreduktion in minimalinvasiver Technik entscheiden. Natürlich können die verschiedenen Verfahren bei sequenziell beidseitiger Volumenreduktion auch kombiniert werden (Abb. 8 und 9).
Abb. 8
a-e Fallpräsentation oberlappenbetontes Lungenemphysem. a Rö-Thorax mit schwerer Lungenüberblähung, tiefstehende Zwerchfelle, extrem weite Interkostalräume. b CT-Thorax frontale Schichtführung, oberlappenbetontes Emphysem, Entscheidung zur Ventilimplantation linker Oberlappen. c Befund 1 Jahr nach Ventilimplantation, deutliche funktionelle Verbesserung postinterventionell, inzwischen nahezu Ausgangswerte. Im SPECT-CT massive Überblähung rechts, linksseitige Volumenreduktion noch effektiv (bildmorphologisch). Indikation zur operativen Volumenreduktion mittels Shaving (Abb. 9) bei Kollateralventilation. d Resultat nach Operation rechts, nochmalige funktionelle Verbesserung um 25 % FEV1 und 120 m im 6-Minuten-Gehtest. e CT-Befund nach 2 weiteren Jahren. Der klinische und lungenfunktionelle Effekt ist weitestgehend noch vorhanden
Abb. 9
Resektat eines sog. apikalen Shaving bei oberlappenbetontem Lungenemphysem (Fall aus Abb. 8), ca. 30 % des ipsilateralen Lungenvolumens soll reseziert werden
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Ergebnisse der Lungenvolumenreduktion (LVR)
Für die Einschätzung der Ergebnisse der Volumenreduktionstherapie sind nicht nur die Erfassung der Morbidität und der eingriffsabhängigen Mortalität wichtig, als auch vielmehr die klinisch-funktionellen Ergebnisse der entsprechenden Interventionen. Die Verbesserung des Langzeitüberlebens war Hauptzielkriterium im NETT, ist jedoch für Patienten mit fortgeschrittener COPD und erheblichem Leidensdruck von nachrangiger Bedeutung. Die Patienten sind vor allem interessiert an einer kurz- und mittelfristigen Verbesserung ihrer Lebensqualität, ihrer Belastbarkeit und ihrer Luftnotsituation.
Diese werden vor allem für den Patienten in Form einer gesteigerten Belastbarkeit (6-Minuten-Gehtest) sowie der verspürten Atemnot-Scores (MRC, SGRQ) sowie der Lebensqualitätsmessung (SF 36) erhoben (Seadler et al. 2019). Lungenfunktionelle Messwerte wie die FEV1, FVC und das Residualvolumen (RV) sowie die Blutgaswerte sind lediglich Anhaltswerte für den Erfolg der Volumenreduktion, welche meist mit dem klinischen Ergebnis korrelieren. Spürbar für den Patienten sind sie selbst jedoch nicht.
Morbidität und Mortalität
Operative LVR
Bereits 2 Jahre vor Publikation der Ergebnisse des NETT wurde bereits eine Subgruppenanalyse publiziert, welches eine sog. Hochrisikogruppe definierte, die eine erhebliche postoperative Mortalität von bis zu 25 % aufwies. Diese Gruppe umfasste 69 Patienten mit homogenem Emphysem, einer FEV1 unter 20 % vom Soll und einer Diffusionskapazität von unter 20 % vom Soll (Fishman et al. 2001). Diese Publikation war lange Zeit dafür verantwortlich, dass die operative Volumenreduktion bei schwerer Lungenüberblähung für ein extrem riskantes und letztendlich für den Patienten nicht hilfreiches Verfahren erachtet wurde.
Inzwischen wurden etliche Studien mit prospektiv erhobenen Daten publiziert, bei denen sowohl nach bilateraler als auch nach unilateraler Volumenreduktion die Mortalität zwischen 0 und 5 % betrug. Dies gilt sowohl für das oberlappen- als auch für das unterlappenbetonte Emphysem (Abb. 10). In der Tendenz sind heutzutage durch moderne Narkose- und Operationstechniken eher niedrigere Mortalitätsraten in den erfahrenen Zentren zu erwarten. Selbst bezüglich des Langzeitüberlebens gibt es inzwischen eine reproduzierbare Überlegenheit für die operativ behandelten Patienten (Naunheim et al. 2006; Agzarian et al. 2013; van Agteren et al. 2016; Lim et al. 2020).
Abb. 10
a-e Fallbeispiel unterlappenbetontes Emphysem. a, b Patientin nach (frustraner) Ventilimplantation in beide Unterlappen ohne Besserung (externe Aufnahmen). c Vorstellung mit perforierter abszedierender Pneumonie mit Pleuraempyem und Sepsis hinter den noch einliegenden Ventilen im linken Unterlappen ➔ Pleurolobektomie Unterlappen links, danach deutliche klinische und funktionelle Besserung. d Nach 2 Jahren zunehmender Funktionsverlust, massive Überblähung rechter Unterlappen. Entscheidung zur Unterlappenresektion rechts. e Röntgen-Thorax 1 Jahr nach Unterlappenresektion (beidseits) mit anhaltender klinischer und funktioneller Besserung
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Die postoperative Morbidität ist dominiert von pulmonalen Komplikationen, vor allem der prolongierten Luftfistel sowie der postoperativen Pneumonie mit drohender respiratorischer Insuffizienz:
1.
Postoperative Luftfistel: Die postoperative prolongierte Luftfistel ist definiert als eine Luftleckage und Thoraxdrainage-Liegedauer von mehr als 7 Tagen. Diese wird in der Literatur zwischen 30 und 50 % beschrieben (DeCamp et al. 2006; Lacour et al. 2018), wobei etwa 10 % der Patienten mit prolongierter Fistel einer Revisionsoperation unterzogen werden müssen.
Zur Vermeidung längerfristiger Luftleckagen wurden seitens der Industrie sowohl Klammernahtverstärker als auch verschiedene synthetische Versiegelungsmaterialien angeboten, deren prospektive Evaluation jedoch nicht zu einer Empfehlung in einem systematischen Review (Belda-Sanchís et al. 2010) geführt hat.
Insofern sind die vorsichtige intraoperative Adhäsiolyse, die Vermeidung sich überkreuzender Klammernahtreihen, die Präparation entlang vorgegebener Fissuren sowie die vorsichtige Wiederbelüftung zum Ende der Operation die chirurgisch beeinflussbaren Faktoren der Fistelreduktion.
Eine frühe und schonende Extubation noch im Operationssaal sowie eine Vermeidung von hohem Unterdruck im Pleuraraum durch angeschlossene Saugsysteme scheinen ebenfalls vorteilhaft.
2.
Pneumonie: Die Pneumonie war in der NETT mit 18 % aller Patienten die zweithäufigste Komplikation und führte in bis zu 8 % zur Notwendigkeit einer späteren Tracheotomie. Auch in der aktuellen Literatur wird die Pneumonie mit bis zu 10 % als zweithäufigste Komplikation beschrieben. Eine frühzeitige physiotherapeutische Betreuung, eine suffiziente Schmerztherapie (idealerweise mit regionalen Verfahren) eine frühzeitige Mobilisation sowie eine frühzeitige Antibiotikatherapie bei beginnendem Infekt mit entsprechender Erregergewinnung sind in der postoperativen Phase essenziell.
3.
Kardiale Morbidität: Die häufigste kardiale Komplikation ist die Entstehung bzw. Verschlechterung eines Vorhofflimmerns mit entsprechender hämodynamischer Wirksamkeit. Relevant sind hier vor allem Verschiebungen im Flüssigkeitshaushalt, postoperative Hypoxie und Atelektasenentwicklung mit entsprechender Volumenverschiebung intrathorakal. Die Therapie besteht zuallererst in der Normalisierung des Elektrolyt- und Flüssigkeitshaushalts, der medikamentösen Therapie mit Betablockern, Kalziumkanalblockern oder auch Amiodaron. Begleitend sollte eine therapeutische Antikoagulation eingeleitet werden, bei hämodynamisch relevanter medikamentös nicht beherrschbarer Hypotonie die transösophageale Echokardiografie zum Ausschluss von Vorhofthromben, dann letztendlich die Kardioversion.
Endoskopische LVR
Der Hauptvorteil der aktuell einzigen zugelassenen endobronchialen Volumenreduktionsmethode ist ihre Reversibilität. So bestünde die Aussicht, dass durch eine reversible Implantation von Endobronchialventilen keine relevante Morbidität oder gar Mortalität resultieren würde.
In einem jüngst publizierten Review (Gülşen 2018) werden die großen prospektiven Studien der letzten Jahre zusammengefasst. Hier sind Mortalitätsraten nach Ventilimplantation von 1–8 % beschrieben, im Durchschnitt 2,6 %. Als wesentliche Komplikationen besteht eine Pneumonierate um 6 %, eine Rate an COPD-Exazerbationen von 25 % (bis zu 60 %!) (Herth et al. 2012; Davey et al. 2015), eine Rate von Ventilmigrationen mit anschließenden Reinterventionen von bis zu 20 % und als relevante Nebenwirkung bzw. Komplikation einer Implantation einer Pneumothoraxrate von 15 % (bis zu 30 %).
Klinisch-funktionelle Ergebnisse
Operative LVR
Nach adäquater operativer Volumenreduktion sind folgende funktionelle Ergebnisse nun in verschiedensten Studien publiziert:
1.
Lungenfunktion: Es kommt zu einer signifikanten Verbesserung der postoperativen FEV1 um bis zu 30 % und einer signifikanten Abnahme des Residualvolumens (RV), wobei diese Verbesserungen auch nach 2 und 5 Jahren signifikant gegenüber der konservativ behandelten Kontrollgruppe bestehen (Naunheim et al. 2006; Ginsburg et al. 2016). Dies gilt sowohl für eine beidseitige Volumenreduktion als auch für ein unilaterales Vorgehen (Meyers et al. 2008). Die besten Ergebnisse werden bei Patienten mit heterogenem oberlappenbetontem Emphysem mit niedriger Ausgangsergometerleistung erreicht (Seadler et al. 2019). Auch für Patienten mit homogenem Emphysem, Patienten mit einem Alpha-1 Antitrypsinmangel und auch Patienten mit einem unterlappenbetonten Emphysem lassen sich diese Verbesserungen nachweisen und sind ebenfalls signifikant gegenüber der Ausgangssituation bzw. der konservativ behandelten Kontrollgruppe (Stoller et al. 2007; van Agteren et al. 2016). Allerdings verliert sich der Effekt etwas früher und ist nach 2 Jahren kaum noch nachweisbar.
Für die Belastbarkeit wurde als minimale klinisch relevante Verbesserung eine Zunahme der Maximalleistung auf dem Ergometer von 10 Watt gefordert. Auch hier gelingt der Nachweis einer signifikant häufigen Verbesserung der Leistungsfähigkeit nach 24 Monaten, für ein apikal betontes heterogenes Lungenemphysem auch noch nach 5 Jahren (Criner et al. 2011).
2.
Lebensqualität: Die Verbesserung der Lebensqualität wurde ab einer Verbesserung des Scores im SGRQ von 8 Punkten als klinisch relevant erachtet. In einer Langzeitanalyse der Lebensqualität aus den Daten der NETT-Studie konnte gezeigt werden, dass sich die Lebensqualität signifikant bei allen analysierten Subgruppen (homogenes versus heterogenes Emphysem, oberlappenbetont versus unterlappenbetont, hohe Ausgangsleistung versus niedrige Ausgangsleistung) und selbst in der Hochrisikogruppe signifikant gegenüber der konservativ behandelten Gruppe verbessert. Diese Verbesserung lässt sich zu sämtlichen Zeitpunkten und auch nach 5 Jahren nachweisen (Criner et al. 2011; Seadler et al. 2019).
3.
Sauerstoffbedarf: Eine Analyse der Daten aus dem NETT belegt, dass Patienten nach operativer Volumenreduktion signifikante Verbesserung des Sauerstoffpartialdruckes pO2, eine Reduktion des pCO2, einen verminderten Sauerstoffbedarf sowie eine verminderte Sauerstoffnutzung bei Belastung aufwiesen. Diese Verbesserung war auch nach 2 Jahren noch signifikant nachweisbar (Snyder et al. 2008).
4.
Exacerbationen: Eine nachträglich initiierte Analyse aus den NETT-Daten hinsichtlich der Exazerbationsfrequenz nach erfolgter Volumenreduktion zeigt, dass Patienten, bei denen eine operative Volumenreduktion durchgeführt wurde, eine signifikant verringerte Exazerbationsfrequenz aufwiesen. Auch dieser Vorteil lässt sich bis zu 5 Jahre nach der Intervention nachweisen. Dieser Effekt ist unabhängig von der funktionellen Verbesserung (FEV1 Verbesserung über 20 % – responder) (Washko et al. 2008).
5.
BODE Index: Veränderungen im multidimensionalen BODE-Index korrelieren bei Patienten mit fortgeschrittener COPD mit der Überlebenswahrscheinlichkeit (Cote et al. 2008). In einer Analyse der NETT-Daten konnte gezeigt werden, dass Patienten nach chirurgischer Volumenreduktion eine signifikante Verbesserung des BODE-Index im Vergleich zu konservativ behandelten Patienten aufwiesen. Die Veränderung des BODE-Index korreliert auch in der NETT-Studie mit den zugehörigen Überlebenswahrscheinlichkeiten (Martinez et al. 2008).
Endoskopische LVR
Die funktionellen Ergebnisse nach Studien zur endobronchialen Ventilimplantation gleichen denen der Studien nach operativer Therapie in vielen Punkten.
So zeigt sich in den vorliegenden Arbeiten im kurzfristigen postinterventionellen Verlauf eine Verbesserung der FEV1 um ca. 13 %, eine Minderung des Residualvolumens um etwa 15 % sowie eine Verbesserung im 6-Minuten-Gehtest um etwa 40 m (Klooster et al. 2017).
In prospektiven Arbeiten zeigt sich ein Benefit für die endobronchiale Volumenreduktion analog zum operativen Setting auch für Patienten mit homogenem Lungenemphysem, mit schlechter Diffusionskapazität, mit Alpha-1-Antitrypsinmangel, mit pulmonalarterieller Hypertonie und auch für Patienten mit einem erhöhten pCO2.
Signifikante Verbesserungen konnten in prospektiven Arbeiten auch in Bezug auf die Lebensqualität und den BODE-Index gezeigt werden. Im SGRQ zeigten sich im Mittel Verbesserungen um 4,5 (2,8 bis 17) Punkte (Welling et al. 2018).
Wesentliche Unterschiede sind jedoch die im Allgemeinen nur sehr kurzen Nachbeobachtungszeiten nach Ventilimplantation, die meisten Studien berichten lediglich über 6–12 Monatsergebnisse. Prospektiv randomisierte Daten zum Langzeitverlauf nach endobronchialer Ventilimplantation sind frühestens in einigen Jahren zu erwarten.
Deutlich unterschiedlich ist auch die Rate an COPD-Exazerbationen. Diese kann durch die operative Emphysemtherapie reduziert werden (Washko et al. 2008), währenddessen sie durch endobronchiale Therapiemaßnahmen eindeutig ansteigt (Davey et al. 2015).
Zusammenfassung
Die Ergebnisse der operativen Lungenvolumenreduktion sind inzwischen in vielen Studien reproduziert worden. Grundlage vieler nachgeschalteter Analysen ist die NETT-Studie, welche an über 1200 Patienten randomisiert den Effekt der operativen Lungenvolumenreduktion gegenüber der bestmöglichen konservativen Therapie untersucht hat. Die Ergebnisse nahezu sämtlicher untersuchter Aspekte konnten durch weitere Studienergebnisse untermauert werden, sodass folgende Erkenntnisse als gesichert gelten können.
Durch eine operative Volumenreduktion kann bei Berücksichtigung der etablierten Ein- und Ausschlusskriterien eine Verbesserung der postoperativen Lungenfunktion, der postoperativen Belastbarkeit, des postoperativen Sauerstoffbedarfs (sowohl in Ruhe als auch unter Belastung) erwartet werden. Erwartbar ist ebenso eine Verbesserung der Atemnotsymptomatik sowie der allgemeinen Lebensqualität. Geeignet sind sowohl einseitige als auch beidseitige Eingriffe, sei es minimalinvasiv oder offen chirurgisch. Die perioperative Morbidität liegt in Zentren weiterhin vor allem aufgrund der erheblichen postoperativen Fistelrate bei über 50 %, die perioperative Letalität bei 0–3 %.
Die verbesserte Lungenfunktion hat direkte Auswirkungen auf die Überlebenswahrscheinlichkeit, sodass auch mit einer Verlängerung des Gesamtüberlebens gerechnet werden darf.
Am besten geeignet sind Patienten mit einem heterogenen Lungenemphysem, gut resektablen Zielzonen, keiner relevanten Komorbidität und einer hochgradigen Lungenüberblähung.
Die Indikationsstellung für eine Volumenreduktion soll zur Erreichung bestmöglicher Ergebnisse sowie auch zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben in Deutschland in einem Emphysemboard unter Teilnahme eines interventionell erfahrenen Pneumologen, eines auf die Emphysemdiagnostik spezialisierten Radiologen und eines in der Emphysemchirurgie erfahrenen Thoraxchirurgen erfolgen.
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