Ventilationsszintigraphie

Bei der Ventilationsszintigraphie (Synonym: Lungenventilationsszintigraphie) handelt es sich um ein diagnostisches Verfahren der Nuklearmedizin, welches zur Beurteilung einer Lungenembolie eingesetzt wird. Die Ventilationsszintigraphie wird zur Diagnostik beim Verdacht auf eine Lungenembolie mit der Lungenperfusionsszintigraphie kombiniert, um eine Unterscheidung zwischen einer akuten Lungenembolie und einer sekundären Lungenperfusionsstörung zu ermöglichen. Bei einer sekundären Lungenperfusionsstörung handelt es sich um eine Durchflussbehinderung in der Lungenperfusionsszintigraphie, die meist durch eine Pneumonie (Lungenentzündung) oder ein Emphysem (bleibende Überblähung der Lungenbläschen) ausgelöst wird. Die Ventilationsszintigraphie stellt ein nicht-invasives Verfahren dar, sodass das Komplikationsrisiko als gering zu beurteilen ist.

Beurteilbare Strukturen

• Belüftung der Lungenalveolen: Durch die Verwendung radioaktiver Gase oder Aerosole ist eine direkte Darstellung der Belüftungsverhältnisse in den Alveolen möglich.
• Belüftungsverteilung: Die Untersuchung zeigt, wie gleichmäßig die Atemluft in den verschiedenen Lungenabschnitten verteilt wird.
• Luftwegsobstruktionen: Verengungen oder Blockaden der Atemwege, wie sie bei Asthma oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) vorkommen, können identifiziert werden.
• Belüftungs-Perfusions-Verhältnis: Durch die Kombination mit einer Perfusionsszintigraphie können Bereiche, in denen eine Diskrepanz zwischen Belüftung und Blutfluss besteht, präzise lokalisiert werden, was für die Diagnose einer Lungenembolie entscheidend ist.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Lungenarterienembolie – durch einen Thrombus (Blutgerinnsel) können Lungengefäße komplett oder in inkomplett verschlossen werden, wodurch das Gewebe hinter dem Gefäßverschluss nicht mehr ausreichend versorgt werden kann und somit abstirbt. Der Thrombus wandert zumeist aus den tiefen Beinvenen oder den Beckenvenen in das bronchiale Gefäßsystem über die Pulmonalarterie ein. In Abhängigkeit vom Schweregrad der Lungenarterienembolie können Symptome wie ein deutlich erniedrigter Blutdruck, eine akute Dyspnoe (Atemnot) und eine Tachypnoe (beschleunigte Atmung) auftreten. Durch die Kombination aus Lungenperfusionsszintigraphie und Ventilationsszintigraphie kann neben Lokalisation der Perfusionsstörung auch eine Unterscheidung zwischen einer Embolie der Lungenarterien und einer Stenose (Verengung) oder Verschluss eines Gefäßes durch eine sekundäre Lungenperfusionsstörung ermöglicht werden. 
• Lungenresektion – vor der operativen Entfernung eines Lungenflügels oder von Teilen der Lunge sollte die als diagnostische Methode eine Kombination aus Lungenperfusionsszintigraphie und Ventilationsszintigraphie zur Überprüfung der Lungenareale erfolgen.
• Zustand nach Norwood-Operation – bei diesem Operationsverfahren handelt es sich um eine chirurgische Therapiemaßnahme bei einem vorliegenden hypoplastischen Linksherzsyndrom. Nach erfolgter Operation dieses Syndroms, welches eine Fehlentwicklung des Herzens und der Aorta (Hauptschlagader) beschreibt, stellt die Ventilationsszintigraphie in Verbindung mit der Lungenperfusionsszintigraphie eine wichtige diagnostische Kontrollmethode dar.

Kontraindikationen (Gegenanzeigen)

Relative Kontraindikationen

• Laktationsphase (Stillphase) – das Stillen muss für 48 Stunden unterbrochen werden, um eine Gefährdung des Kindes zu verhindern.
• Wiederholungsuntersuchung – innerhalb von drei Monaten sollte aufgrund der Strahlenbelastung keine Wiederholung einer Szintigraphie durchgeführt werden.
  

Absolute Kontraindikationen

• Gravidität (Schwangerschaft)
• beatmete Patienten – bei beatmeten Patienten darf keine Ventilationsszintigraphie durchgeführt werden, da das Risiko einer Kontamination nicht im Verhältnis zum diagnostischen Nutzen steht.
• Status asthmaticus – hierbei handelt es sich um eine besonders schwere Erscheinung des Asthma bronchiale, das durch eine langanhaltende Anfallssymptomatik gekennzeichnet ist.

Vor der Untersuchung

• Atemtechnik – für die Durchführung der Ventilationsszintigraphie ist es von wichtiger Bedeutung für die Aussagekraft des Verfahrens, inwieweit der zu untersuchende Patient eine korrekte Atemtechnik für die Szintigraphie beherrscht. Daher sollte der Patient eine Atemübung unter Anleitung vollziehen, bei der eine ruhige, tiefe und langsame Inspiration (Einatmungsphase) praktiziert wird.
• Aufklärung – Der Patient wird über den Ablauf und das Ziel der Untersuchung informiert.
• Aufnahme des Radiopharmakons (radioaktive Substanz oder ein Carrier, an den eine radioaktive Substanz gekoppelt ist) – bei der Ventilationsszintigraphie erhält der Patient beispielsweise das 185 MBq Xe-133, bei dem es sich um ein Radiopharmakon handelt. Zur Aufnahme des Radiopharmakons wird der Patient mit einem geschlossenen Ventilationssystem über einen Schlauch verbunden. Nach einer dreiminütigen Ventilationsphase ist eine ausreichende Konzentration des Radiopharmakons erreicht. Entsprechend den Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Nuklearmedizin ist die Dosis des Pharmakons bei Kindern zu reduzieren, um eine unnötige Strahlenexposition zu verhindern.

Das Verfahren

Die Ventilationsszintigraphie erlaubt eine präzise Betrachtung der Belüftungsverhältnisse im Bronchialsystem. Die Belüftung der Lunge stellt einen entscheidenden Faktor in der Diagnostik der akuten Lungenarterienembolie dar, weil sich eine Lungenarterienembolie als scharf begrenzter und zusätzlich lungensegmentbezogener Durchblutungsausfall darstellt. Die Belüftung des nicht-perfundierten Lungenareals ist jedoch in diesem Fall als physiologisch zu beurteilen, da eine Lungenarterienembolie zunächst nur den Blutfluss und nicht die Belüftung beeinflussen kann.

Aufgrund dessen ist die Kombination der Ventilationsszintigraphie mit der Lungenperfusionsszintigraphie ideal, da durch die Verwendung der beiden Verfahren ein sogenannter "Mismatch" zwischen Lungenperfusion und Lungenventilation aufgezeigt werden kann, welches eindeutig für eine akute Lungenarterienembolie spricht. Im Gegensatz hierzu spricht ein Areal mit einem Perfusions- und Ventilationsausfall, also einem sogenannten "Match", indes gegen eine akute Lungenembolie.

Als radioaktives Pharmakon kann neben Xenon auch Krypton eingesetzt werden.

Zur Erzeugung reproduzierbarer Ergebnisse sollten in der Szintigraphie Ventilationsbilder aus acht Ansichten erstellt werden. Zur Vermeidung von fehlerhaften Darstellungen sollten Bewegungen von Patienten ausbleiben, da sonst die Ergebnisse verfälscht werden können. Von besonderer Bedeutung ist die Radioaktivität, die sich durch eine Kontamination auf dem Brustkorb des Patienten absetzt. Die Kontamination beruht auf dem Prinzip, dass das verabreichte Xenon schwerer als Luft ist und somit nach unten sackt. Hierdurch kann es zu Fehlern in der Auswertung der Szintigraphie kommen.

Mögliche Befunde

• Normale Belüftung: Gleichmäßige Verteilung des Radiopharmakons in allen Lungenabschnitten, was auf eine gesunde Lungenfunktion hinweist.
• Belüftungsdefizite: Bereiche mit verminderter oder fehlender Radioaktivitätsaufnahme, die auf eine reduzierte oder blockierte Luftzufuhr hinweisen können, typisch bei Zuständen wie Asthma bronchiale, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) oder nach einer Lungenresektion (Teilentfernung der Lunge).
• Mismatches in der Ventilations-Perfusions-Szintigraphie: Regionen, in denen die Belüftung erhalten ist, aber die Durchblutung reduziert oder blockiert ist, was auf eine Lungenembolie hindeuten kann.
• Übereinstimmung (Match): Bereiche, in denen sowohl die Belüftung als auch die Durchblutung fehlen oder reduziert sind, was gegen eine akute Lungenembolie spricht und eher auf chronische oder strukturelle Veränderungen wie bei Fibrose oder Tumoren hinweist.
• Hyperbelüftung: Erhöhte Radioaktivitätsaufnahme, die auf eine Überblähung in bestimmten Lungenbereichen hinweisen kann, wie sie bei Emphysem (Lungenüberblähung) vorkommt.

Nach der Untersuchung

• Nach der Untersuchung sind im Allgemeinen keine speziellen Maßnahmen notwendig. Lediglich stillende Patientinnen sollten für 48 Stunden auf das Stillen verzichten und die Muttermilch in dieser Zeit verwerfen.

Mögliche Komplikationen

• Bei der intravenösen Applikation des Radiopharmakons kann es zu lokalen Gefäß- und Nervenläsionen (Verletzungen) kommen.
• Die Strahlenbelastung durch das verwendete Radionuklid ist eher, als gering einzustufen. Trotzdem ist das theoretische Risiko eines strahleninduzierten Spätmalignoms (Leukämie oder Karzinom) erhöht, sodass eine Nutzen-Risiko-Abwägung erfolgen sollte.

Literatur

1. Pöppel T, Krause BJ: Pulmonale Perfusions- und Ventilationsszintigraphie in der Diagnostik der Lungenarterienembolie. Der Radiologe. 2007. 47:698-707
2. Redling F: HerzAkutMedizin. Springer Verlag 2006
3. Leinsinger G: Indikationen zur bildgebenden Diagnostik. Springer Verlag 2001
4. Schümichen C: Nuklearmedizinische Diagnostik der Lunge. Radiologe 2000. 40:878-887