Diffusionstest

Beim Diffusionstest (Synonyme: DLCO-Test; Diffusionskapazitäts-Test; CO-Diffusionskapazität; Kohlenmonoxid-Transferfaktor-Test) handelt es sich um ein diagnostisches Verfahren der Pneumologie (Lungenheilkunde) zur Beurteilung der Diffusionskapazität (DLCO). Der Bestimmung der Diffusionskapazität wird jedoch im Rahmen der Asthma-Diagnostik eine untergeordnete Rolle zugeschrieben, da die Diffusionskapazität selbst im Regelfall normal oder leicht gesteigert ist. Auch bei einer deutlichen Ausprägung des Asthma bronchiale mit vorliegender Erniedrigung der "Forcierte Einsekundenkapazität (FEV1)" kann eine noch normale Diffusionskapazität auftreten. Von entscheidender Bedeutung ist das Verfahren jedoch zur funktionellen Differentialdiagnose zwischen Asthma bronchiale, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Lungenemphysem (irreversible Überblähung der kleinsten luftgefüllten Strukturen (Lungenbläschen, Alveolen) der Lunge), da die COPD und das Lungenemphysem mit einer Erniedrigung der DLCO einhergehen.

Zielsetzung des Diffusionstests

Der Diffusionstest ist darauf ausgelegt, die Diffusionskapazität der Lunge für Kohlenmonoxid (DLCO) zu bewerten. Dies ist entscheidend für:

• Diagnose und Differenzierung von Lungenerkrankungen: Bestimmung der Gasaustauschfähigkeit der Lunge, um zwischen verschiedenen Erkrankungen wie Asthma bronchiale, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Lungenemphysem (Lungenbläschenüberdehnung) zu unterscheiden.
• Bewertung des Schweregrads von Lungenerkrankungen: Einschätzung des Ausmaßes der Beeinträchtigung der Lungenfunktion, insbesondere bei Erkrankungen, die die alveolokapilläre Membran betreffen.
• Überwachung des Krankheitsverlaufs und der Therapieeffektivität: Regelmäßige Messungen können genutzt werden, um den Verlauf einer Lungenerkrankung zu überwachen und die Wirksamkeit der Therapie zu bewerten.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Asthma bronchiale − um das Asthma bronchiale von weiteren chronischen Lungenerkrankungen wie der COPD abgrenzen zu können, kann der Diffusionstest genutzt werden, da über dieses Verfahren eine präzise Abgrenzung möglich ist. 
• Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) − der Diffusionstest stellt einen Teil der Standarddiagnostik bei der COPD dar. Die Diffusionskapazität für Kohlenmonoxid ist in Abhängigkeit vom Schweregrad primär des Lungenemphysems  vermindert. Somit stellt das Emphysem als Komponente der COPD den Hauptgrund für die Verschlechterung der Diffusionskapazität dar.
  Bei dem Diffusionstest muss jedoch bedacht werden, dass weitere Komponenten der COPD wie die vorliegende chronische Obstruktion (Verengung) der Atemwege nicht ausreichend mit beurteilt werden können. Aufgrund dessen sind weitere diagnostische Verfahren zur Bestimmung der Ausprägung der COPD notwendig.
• Lungenemphysem − das Lungenemphysem stellt eine irreversible (nicht rückgängig zu machende) Überblähung der Alveolen (kleinste luftgefüllte Bläschen) der Lunge dar. Das Emphysem selbst stellt den gemeinsamen Endpunkt diverser chronische Lungenerkrankungen dar, wie zum Beispiel auch der COPD.
• Sarkoidose − bei der Sarkoidose handelt es sich um eine systemische Erkrankung des Bindegewebes, die mit einer Beteiligung der Lunge einhergehen und zur Granulombildung (Gewebeneubildung) führen kann. Bei Vorliegen dieser Erkrankung mit Lungenbeteiligung lässt sich typischerweise eine Reduktion der Diffusionskapazität feststellen.

Kontraindikationen (Gegenanzeigen)

Für den Diffusionstest, bei dem die Diffusionskapazität der Lunge für Kohlenmonoxid (DLCO) gemessen wird, gibt es einige spezifische Kontraindikationen, obwohl sie im Allgemeinen begrenzt sind. Die Berücksichtigung dieser Einschränkungen ist wichtig, um die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten und zuverlässige Testergebnisse zu erzielen:

• Akute respiratorische Infektionen: Infektionen können die Messergebnisse verfälschen und sollten vollständig abklingen, bevor der Test durchgeführt wird.
• Instabile kardiovaskuläre Zustände: Patienten mit instabilen Herz-Kreislauf-Erkrankungen könnten durch die Atemmanöver während des Tests gefährdet sein, insbesondere durch das erforderliche tiefe Einatmen und das Anhalten des Atems.
• Schwere pulmonale Hypertonie (Lungenhochdruck): Bei Patienten mit schwerer pulmonaler Hypertonie kann der Test aufgrund des erhöhten pulmonalen Drucks und der damit verbundenen Risiken kontraindiziert sein.
• Kürzlich durchgeführte thorakale oder abdominale Operationen: Der Test erfordert tiefes Einatmen und Anhalten des Atems, was kurz nach solchen Operationen schmerzhaft oder riskant sein könnte.
• Hämoptysis (Bluthusten): Bei unklarem Bluthusten sollte der Test vermieden werden, bis die Ursache diagnostiziert und behandelt wurde.
• Schwere Anämie: Da Kohlenmonoxid an Hämoglobin bindet, kann eine schwere Anämie die Messergebnisse verzerren und den Test unzuverlässig machen. (Lungenhochdruck)

Vor der Untersuchung

• Medizinische Vorgeschichte: Erfassung relevanter Informationen, insbesondere bezüglich früherer oder bestehender Lungenerkrankungen und Rauchgewohnheiten.
• Medikamentöse Einstellung: Überprüfung der aktuellen Medikation, da bestimmte Medikamente die Lungenfunktion beeinflussen können.
• Physikalische Vorbereitung: Der Patient sollte angewiesen werden, vor der Untersuchung keine anstrengenden Aktivitäten auszuführen und sollte entspannt und ausgeruht zum Test erscheinen.
• Instruktionen zur Testdurchführung: Klare Anweisungen, wie tief einzuatmen ist und den Atem anzuhalten, um valide Ergebnisse zu gewährleisten.

Das Verfahren

Zur Durchführung des Verfahrens sind verschiedene Methoden möglich:

• Steady-State-Methode − Bei dieser Methode wird vom Patienten ein Gasgemisch bestehend aus Luft- und Kohlenmonoxid über mehrere Minuten eingeatmet, bis ein Steady-State (Gleichgewicht zwischen Kohlenmonoxid-Aufnahme und -Abgabe) erreicht wird. Über eine kombinierte Messung der Atemzugvolumina und der Kohlenmonoxid-Konzentrationen ist es möglich, die Aufnahme des Kohlenmonoxids pro Minute zu ermitteln. Um jedoch aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, dass eine gleichmäßige Belüftung aller Lungenabschnitte vorliegt. Als Nachteil des Verfahrens ist zu nennen, dass der Zeitaufwand für die Durchführung relativ hoch ist.
• Single-Breath-Methode − Im Gegensatz zur Steady-State-Methode wird bei der Single-Breath-Methode vom Patient ein Gasgemisch mit seiner kompletten Vitalkapazität eingeatmet, das 0,3 % Kohlenmonoxid und 10 % Helium enthält. Anschließend muss vom Patienten der Atem für zehn Sekunden angehalten werden. Bei der anschließenden Ausatmung werden die ersten 750 ml der Ausatemluft aufgrund vorliegender Kontaminationen mit dem Gasgemisch aus dem Totraum der Lunge (Raum des Atemsystems, der nicht am Gasaustausch der Lunge beteiligt ist, jedoch der Fortleitung des eingeatmeten Gasgemisches dient) verworfen. Die folgenden 600-900 ml der Ausatemluft werden analysiert. Durch die Bestimmung der Kohlenmonoxid- und Helium-Konzentrationen werden die initiale Kohlenmonoxid-Konzentration im Alveolarraum und die in der Lunge aufgenommene Konzentration berechnet. Die Qualität der Ergebnisse ist unter anderem abhängig vom Erreichen der maximalen individuellen totalen Lungenkapazität.
• Intra-Breath-Methode − Diese Methode zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung nur eine kurze Atemanhaltezeit erforderlich ist und somit für Patienten geeignet ist, die zur Single-Breath-Methode nicht in der Lage wären. Die Beurteilung der Diffusionskapazität wird bei der Intra-Breath-Methode über die mehrfache Bestimmung der Konzentrationen der Gase in der Ausatemluft durchgeführt.

Mögliche Befunde

• Normal oder leicht erhöht: Bei Asthma bronchiale ist die Diffusionskapazität oft normal oder kann sogar leicht erhöht sein, auch wenn eine deutliche Erniedrigung der forcierten Einsekundenkapazität (FEV1) vorliegt.
• Erniedrigt: Bei chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und Lungenemphysem (Lungenbläschenüberblähung) ist eine Reduktion der Diffusionskapazität charakteristisch. Dies reflektiert den Verlust der alveolären Membranfläche und/oder Veränderungen in der alveolokapillären Funktion, die für den Gasaustausch essenziell sind. Eine erniedrigte Diffusionskapazität in diesen Fällen deutet auf eine fortgeschrittene Krankheitsausprägung hin.
• Stark erniedrigt: In Fällen von fortgeschrittenem Emphysem oder anderen schweren destruktiven Lungenkrankheiten kann die Diffusionskapazität signifikant abnehmen. Dies ist ein Indikator für umfangreiche strukturelle Schäden in den Lungen und eine stark beeinträchtigte Gasaustauschfunktion.
• Leicht erniedrigt bis normal bei anderen Erkrankungen: Andere Zustände wie Sarkoidose oder interstitielle Lungenerkrankungen können ebenfalls eine verringerte DLCO aufweisen, die das Ausmaß der interstitiellen oder granulomatösen Infiltration widerspiegeln kann.

Nach der Untersuchung

Im Anschluss an die Durchführung des Verfahrens sind keine speziellen Maßnahmen durchzuführen.

Mögliche Komplikationen 

Die Aufnahme des Kohlenmonoxids ist in dieser Konzentration vollkommen ungefährlich. Es ist jedoch zu beachten, dass standardisierte Messbedingungen eingehalten werden müssen, um keine künstlichen Veränderungen des Ventilations-/Perfusionsverhältnisses zu erhalten.

Literatur

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6. Nicolai T: Praktische Pneumologie in der Pädiatrie – Diagnostik: Rationale Differentialdiagnostik. Georg Thieme Verlag 2010