COPD (chronisch obstruktive Lungenkrankheit): Diagnose

COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease)

Definition
„Chronic obstructive pulmonary disease - COPD“ ist eine progrediente Erkrankung, die durch eine nicht vollständig reversible Atemflussbehinderung charakterisiert ist. Die Atemflussbehinderung ist das Resultat einer chronisch obstruktiven Bronchitis und einer Destruktion des Lungenparenchyms (Emphysem). Während das Emphysem als permanente Vergrößerung der Lufträume distal der terminalen Bronchiolen, verbunden mit einer Destruktion ihrer Wände, definiert ist, handelt es sich bei der obstruktiven Bronchitis um eine inflammatorische Antwort der Bronchiolen, verbunden mit Mukushypersekretion. Chronische Bronchitis und Emphysem mit Atemflussbehinderung treten üblicherweise gemeinsam auf.
Ursache dieser inflammatorischen und strukturellen Veränderungen der Lunge ist eine chronische Exposition gegenüber inhalativen Noxen, insbesondere Zigarettenrauch. Weitere Risikofaktoren für die Entwicklung der COPD sind in Tabelle 1angeführt. Die Berufsanamnese ist in Bezug auf Schadstofferhebung ebenso wichtig (Metalldämpfe, Staub, Nitroverbindungen, Feinstaub, etc. ...) wie die Familienanamnese.

Epidemiologie

Die weltweite Prävalenz der COPD wird zwischen 4 und 10% eingeschätzt. Eine rezent veröffentliche Studie von der Pneumologischen Universitätsklinik in Salzburg untersuchte erstmals die Prävalenz der COPD in einer für Österreich repräsentativen Population (Schirnhofer et al., CHEST 2007). Unter Verwendung von spirometrisch erhobenen Daten stellten die Autoren fest, das etwa 11% der untersuchten Population (>40 LJ.) eine behandlungspflichtige COPD (ab Stadium II) afwiesen. Die COPD wird in den kommenden Jahrzehnten auch noch weiter an Häufigkeit zunehmen. Dies ist Folge der veränderten Altersstruktur der Bevölkerungen und spiegelt unter anderem die Entwicklung der Tabakepidemie der letzten 20 Jahre wider.

Klinik

Obwohl die chronisch obstruktive Lungenkrankheit (COPD) formal mittels Spirometrie diagnostiziert und quantifiziert wird, erfolgt die Verdachtsdiagnose meist klinisch. Der typische Patient mit COPD ist über 40 Jahre alt und hat mehr als 20 Pack/years geraucht (1 Pack/year entspricht 20 Zigaretten/Tag über 1 Jahr). Jene Patienten, die weniger geraucht haben und die klinische Zeichen einer COPD aufweisen, sollten auf einen Alpha-1-Antitrypsinmangel bzw. Asthma bronchiale näher untersucht werden.

Symptome

Die typischen Symptome der COPD sind Husten, verbunden mit Auswurf und Atemnot. Die Atemnot tritt zunächst nur bei Belastung, im späteren Stadium der Erkrankung jedoch auch in Ruhe auf. Das Auftreten von Atemnot bedeutet eine fortgeschrittene Einschränkung der Lungenfunktion mit einer Einsekundenkapazität (FEV1) meist unter 50% des individuellen Sollwertes. Das subjektive Empfinden der Atemnot korreliert jedoch insgesamt schlecht mit objektiven Lungenfunktionsparameter. Eine Objektivierung von Dyspnoe und Lebensqualität ist manchmal schwierig, jedoch zur Feststellung der Effizienz pharmakologischer oder interventioneller Therapiemaßnahmen unerlässlich und als Surrogatparameter in klinischen Studien von großer Bedeutung. Der populärste COPD-spezifische Fragebogen ist hierbei der „St. George Respiratory Questionaire“, bei dem 4 Komponenten (Dyspnoe, Müdigkeit, emotionales Empfinden und Krankheitsbewältigung) abgefragt werden. Ein einfacheres Werkzeug stellt der MRC (Medical Research Council)-Fragebogen über das Ausmaß der Atemnot dar (Tabelle 2).

Bei fortgeschrittener Erkrankung können auch Hämoptysen auftreten, vor allem während einer akuten Exazerbation, wobei andere Ursachen wie Lungenkrebs und Bronchiektasien ausgeschlossen werden müssen. Viele Patienten zeigen außerdem einen Gewichtsverlust, eine generalisierte Muskelschwäche und/oder klinische Anzeichen eines Cor Pulmonale.

Physikalische Untersuchung

Bei Patienten mit geringer Ausprägung der COPD kann die körperliche Untersuchung unauffällig sein. Bei schwerer und sehr schwerer COPD sind die physikalischen Zeichen bereits spezifischer und sensitiver und sollten daher erkannt werden.

Das vesikuläre Atemgeräusch ist abgeschwächt, die Herztöne sind leiser. Typischerweise kommt zu einem verlängerten Exspirium und trockenen Rasselgeräuschen (Giemen, Pfeifen und Brummen), vor allem bei forcierter Exspiration und in der akuten Exazerbation. Bei Fortschreiten der Erkrankung können die Zeichen der Lungenüberblähung mit tiefstehenden, schlecht verschieblichen Lungenbasen und hypersonorer Klopfschall festgestellt werden. Klinisch äußert sich die Lungenüberblähung häufig durch einen Fassthorax, der Nutzung auxillärer Atemmuskulatur (v.a. bei akuter Exazerbation) und einem verkürzten Kinn-Jugulum-Abstand. Während akuter entzündlicher Exazerbationen können auch feuchte, fein- bis mittelblasige Rasselgeräusche als Ausdruck der Sekretion in den Bronchien nachgewiesen werden. Eine begleitende pulmonalarterielle Hypertension kann durch einen gespaltenen 2. Herzton und einem Systolikum im 4. ICR parasternal links suspiziert werden. Zudem weisen periphere Ödeme, ein positiver Venenpuls sowie eine Hepatomegalie auf ein dekompensiertes Rechtsherzversagen (Cor pulmonale) hin.

Lungenfunktion

Die Diagnose der COPD basiert auf dem Nachweis einer Atemflussbehinderung mittels Spirometrie oder Ganzkörperplethysmographie. Die Spirometrie mit der Messung der forcierten Vitalkapazität (FVC) und der Einsekundenkapazität (FEV1) stellen die Basis der objektiven Darstellung der Atemflussbehinderung dar. Der Vergleich des Messwertes mit dem Sollwert bildet die Grundlage für die Beurteilung. In Österreich gelten die von der Österreichischen Gesellschaft für Pneumologie definierten Sollwertbestimmungen, wobei sich diese auf über 20.000 Probanden aller Altersgruppen stützen. Die Messung des FEV1 ist zudem entscheidend, den Schweregrad der Erkrankung zu definieren. Sie ist auch in der Lage, die Prognose des Patienten abzuschätzen, und eignet sich in Longitudinaluntersuchungen, die Progression der Erkrankung zu dokumentieren. Die Messung der FEV1 ist einfach und weist eine geringe Inter- und Intraobserver-Variabilität auf. Zudem gibt es für den FEV1 die am besten definierten Normalwerte bezogen auf Alter, Rasse, Geschlecht und Größe.

Gemäß der globalen Initiative für chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (GOLD) definieren wir heute 4 Schweregrade der COPD (Tabelle 3). Diese Schweregrade haben wesentliche Implikationen auf die einzuschlagende Therapie. Eine Atemflussbehinderung wird dann diagnostiziert, wenn das (postbronchodilatorische) Verhältnis zwischen FEV1 und FVC unter 70% fällt. Das Verhältnis FEV1/FVC ist relativ sensitiv bei leichten Formen der COPD, während bei schwerer COPD die Vitalkapazität aufgrund einer Zunahme des Residualvolumens vermindert und damit die Sensitivität dieses Verhältnisses geringer ist. Der Schweregrad der COPD wird anschließend anhand des FEV1 im Verhältnis zum individuellen Sollwert beurteilt.

Verschiedene andere Indizes (maximaler exspiratorischer Fluss bei 75%,50% und 25% der Vitalkapazität; MEF 75%, MEF 50%, MEF 25%) können während einer forcierten Exspiration ebenfalls durch Darstellung der Fluss-Volumen-Kurve erhoben werden. Die Kalkulation dieser Parameter ist allerdings von geringerer Bedeutung. Die Messung des exspiratorischen Peak-flows ist für die Erstdiagnose nicht zu empfehlen, eignet sich jedoch für das Monitoring der Lungenfunktion zu Hause, am Arbeitsplatz und vor allem für die Feststellung der täglichen Schwankungen, die allerdings bei Asthma bronchiale wesentlich ausgeprägter ausfallen als bei Patienten mit COPD.

Die Ganzkörperplethysmographie dient zur Messung des intrathorakalen Gasvolumens, aus welchem sich gemeinsam mit der VC das Residualvolumen und die totale Lungenkapazität errechnen lassen. Das Residualvolumen und die totale Lungenkapazität sind bei fortschreitender COPD erhöht, während die Vitalkapazität vermindert ist. Diese Befundkonstellation repräsentiert das typische Bild der überblähten Lungen mit einem erhöhten Anteil an gefangener Luft (Air trapping).

Arterielle Blutgasanalyse

Bei milden Formen der COPD können PaO₂ und PaCO₂ normal sein. Bei Fortschreiten der Erkrankung findet man häufig eine Hypoxämie als Ausdruck einer Diffusionsstörung. Die Hypoxämie tritt zunächst lediglich bei Belastung, in weiterer Folge auch im Schlaf und in Ruhe auf (respiratorische Partialinsuffizienz; paO2 
<60 mm Hg). Eine Hyperkapnie findet sich meist erst bei einem FEV1 unter 1 l, als Ausdruck einer alveolären Hypoventilation. Anfänglich kommt es bei Belastung meist zu einer Verbesserung der Hyperkapnie, bei protrahierter Erkrankung findet sich oft eine fixierte Hyperkapnie (respiratorische Globalinsuffizienz). Hypoxämie und Hyperkapnie verschlechtern sich üblicherweise während akuter Exazerbationen.

Belastungsuntersuchungen

Der „6-Minuten-Walktest“ wird in zunehmendem Maße als reproduzierbarer Belastungstest in klinischen Studien angewandt. Dabei handelt es sich um jene Distanz, die ein Patient mit COPD in der Ebene in sechs Minuten zurücklegen kann. In jüngster Zeit konnte zudem gezeigt werden, dass dieser Test prognostisch wertvolle Informationen liefert. Die Fahrradergometrie mit Messung der Blutgase in Ruhe und unter Belastung ist erforderlich zur Sauerstofftitration bei nachgewiesener Hypoxämie. Zusätzliche Messungen des O₂-Verbrauches und der Totraumventilation mittels Spiroergometrie eignen sich ebenfalls zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und des Gasaustausches der Lunge während Belastung, sind aber aufwendiger in ihrer Durchführung und werden daher vor allem zur Differentialdiagnose unklarer Dyspnoe (z.B. bei gutachterlicher Tätigkeit) durchgeführt.

Bildgebung

Abgeplattete Zwerchfelle mit Vergrößerung des retrosternalen Luftraumes, Rarifizierung der pulmonalen Gefäßstrukturen, verbunden mit einer erhöhten Strahlendurchlässigkeit der Lungen, sind charakteristische nativradiologische Zeichen eines Lungenemphysems. Zudem können zentral prominente Pulmonalgefäße einen indirekten Hinweis für eine pulmonalarterielle Hypertension darstellen. Es muss jedoch angemerkt werden, dass die diagnostische Sensitivität vor allem bei milderen Erkrankungsformen sehr niedrig ist. Neue bildgebende Verfahren, wie die hochauflösende Computertomographie des Thorax, ermöglichen eine Quantifizierung des Emphysems bzw. die Lokalisation der davon am stärksten betroffenen Lungenabschnitte. Solche Methoden sind insbesondere vor operativen Eingriffen (z.B. Lungen-Volumen-Reduktion oder Resektion von Bullae) notwendig. Zudem können Bronchiektasien exakt dargestellt werden.

Kardiale Funktionsprüfung

Eine Abweichung der anatomischen Herzachse nach rechts, ein inkompletter Rechtsschenkelblock, ein P-Pulmonale sowie uncharakteristische ST-Veränderungen in den Ableitung V1-V3 stellen Hinweise für eine Rechtsherzbelastung im EKG dar. Die Echokardiographie ist die beste, nicht invasive Methode, um einen erhöhten Pulmonalarteriendruck abschätzen zu können. Voraussetzung für eine adäquate Messung ist allerdings das Bestehen einer Trikuspidalinsuffizienz, die in Abhängigkeit vom Schweregrad der Grundkrankheit und der pulmonalarteriellen Hypertension auftritt. Mit dieser Methode kann ein erhöhter Druck im kleinen Kreislauf in bis zu 80 % der Patienten mit COPD festgestellt werden. Die Durchführung einer Rechtsherzkatheteruntersuchung wurde durch den routinemäßigen Einsatz der Echokardiographie somit weitgehend abgelöst und findet in der Indikation COPD nur noch selten Verwendung.

Alpha-1-Antitrypsin-Test

Bei jungen Patienten (<40 LJ.) mit Lungenemphysem sollte eine Serum-Bestimmung von Alpha-1-Antitrypsin (Alpha-1 Proteinase Inhibitor) zum Ausschluss eines Mangelsyndroms durchgeführt werden. Der Alpha-1-Antitrypsin-Mangel ist eine Erbkrankheit mit autosomal-rezessivem Erbgang. Der Mangel beruht auf einem Gendefekt und verursacht Störungen in der Lunge (Lungenemphysem) und der Leber (Leberzirrhose). Der Nachweis eines Alpha-1-Antitrypsin-Mangels sollte, bei entsprechender Anamnese und Klinik, durch eine Genotypisierung bestätigt werden.

Zytologische und mikrobiologische Sputumuntersuchung

Bei stabiler COPD ist das Sputum mukös und zytologisch von Makrophagen dominiert. Während einer akuten Exacerbation wird das Sputum üblicherweise purulent, wobei dann neutrophile Granulozyten dominieren. Eine Dominanz von Eosinophilen (>5%) ist für ein Asthma bronchiale hinweisend, wobei jüngste Untersuchungen zeigen konnten, dass auch in der akuten Exazerbation der COPD vermehrt Eosinophile in der Bronchialschleimhaut zu finden sind. Die am meisten festgestellten pathogenen Keime während der akuten Exazerbation sind Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influencae und/oder Moraxella katarrhalis. Das Anlegen von Sputumkulturen oder Gram-Färbungen ist im Routinebetrieb nur selten notwendig. Lediglich bei häufigen akuten Exazerbationen oder bei nachgewiesenen Bronchiektasien sollte eine spezifische Keimidentifikation angestrebt werden.

Exazerbation

Der häufigste Anlass zur Differentialdiagnostik akuter Erkrankungen im Verlauf der COPD ist die akute Exazerbation. Die akute Verschlechterung der respiratorischen Situation führt die Patienten häufig zum Arzt oder in das Krankenhaus. Die exakte Diagnose der Exazerbation ist schwierig. Die am meisten verwendete Definition einer akuten Exazerbation ist eine Verschlechterung der COPD - Symptomatik, die über die normale Tagesschwankung hinausgeht, länger als 24 Stunden andauert und eine Steigerung der üblichen Medikation erfordert. In wechselnder Ausprägung sind weitere Begleitsymptome hinweisend auf eine Exazerbation: Infekte der oberen Luftwege, Fieber, Husten, pathologische Atemgeräusche, Tachypnoe, Tachykardie, periphere Ödeme, Inappetenz, Exsikkose und/oder veränderte Bewusstseinslage. Der Ausschluss anderer akuter pneumologischer (Pneumothorax, Pleuraerguss, Pneumonien, Pulmonalembolie,...) bzw. kardialer (Rhythmusstörungen, akutes Koronarsyndrom,...) Erkrankungen durch Klinik, EKG, Radiologie und Labordiagnostik ist erforderlich. Die frühzeitige Therapie der akuten Exazerbation kann die Progression in eine beatmungspflichtige respiratorische Insuffizienz oft verhindern.

Tabelle 1: Risikofaktoren für die COPD

Tabelle 2: Medical Research Council Fragebogen

 Tabelle 3: Beurteilung des Schweregrades der COPD nach Lungenfunktionseinschränkung (GOLD-Kriterien)

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