Mukoviszidose als häufigste der seltenen Erkrankungen ist trotz intensiver For-schung und Behandlungsmöglichkeiten nach wie vor mit einer deutlich verkürzten Lebenserwartung assoziiert. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass körperliche Aktivität einen wichtigen Beitrag nicht nur zur Lebensqualität von Mukoviszidosepatienten leisten kann, sondern auch einen Einfluss auf den Krankheitsverlauf als solches hat. Die genauen Mechanismen des positiven Effekts von Sport auf den Krankheitsverlauf sind jedoch noch nicht hinreichend geklärt. Neben vielen anderen Mechanismen wie verbesserter Sekretelimination aus den Atemwegen, Training des Herz-Kreislaufsystems und Regulierung der überaktiven epithelialen Natriumkanäle wird zunehmend auch ein Anstoßen von Reparaturmechanismen durch Sport diskutiert. Dabei scheinen CD34+-Progenitorzellen und MSCs eine Rolle spielen zu können. In der hier vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwiefern eine maximale Aus-dauerbelastung die Anzahl zirkulierender CD34+-Progenitorzellen und mesen-chymaler Progenitorzellen im peripheren Blut verändert, was sekundär mit Repa-raturvorgängen im Lungengewebe assoziiert sein könnte. Hierfür wurde bei 7 Patienten mit Mukoviszidose sowie 9 gesunden Probanden eine Spiroergometrie bis zur subjektiven Erschöpfung und vor sowie zehn Minuten nach Beendigung der Aktivität eine Blutentnahme durchgeführt. Neben einer Analyse des Blutbildes inklusive Differenzierung und Bestimmung von Entzündungsparametern erfolgte mittels Durchflusszytometrie die Quantifizierung von CD34+ und mesenchymalen Progenitorzellen. Es zeigte sich ein signifikanter Anstieg der CD34+ Progenitorzellen in beiden Studiengruppen nach Belastung, während die mesenchymalen Stammzellen keine signifikante Änderung der Anzahl zeigten. Der Anstieg der CD34+-Progenitorzellen nach körperlicher Belastung ist in der Literatur mehrfach beschrieben und wird als eine Erklärung für die Prävention von Herz-Kreislauferkrankungen durch Sport genannt. Auch bei akuten wie chronischen Lungenerkrankungen scheinen hämatopoetische und endotheliale Progenitorzellen eine Rolle bei Reparaturvorgängen zu spielen. Die Rolle der mesenchymalen Stammzellen ist dagegen noch nicht hinreichend geklärt. Insgesamt erschwert die Heterogenität der Gruppe der mesenchymalen Stammzellen eine genaue Quantifizierung, ihr geringes Vorkommen im peripheren Blut stellt eine weitere Schwierigkeit bei der Charakterisierung und Quantifizierung dar. Nachdem zumindest der Nachweis von ansteigenden endothelialen Progenitorzellen auch bei Patienten mit Mukoviszidose gelingt, sollte in weiteren Studien die Rolle der mesenchymalen Stammzellen weiter untersucht werden. Insbesondere die Charakterisierung der Zellen in der Zellkultur sowie eine Untersuchung von Zytokinen, die für ein Homing von mesenchymalen Stammzellen verantwortlich sein könnten, scheint wesentlich, um den Mechanismus der Reparaturvorgänge besser zu verstehen und so mög-licherweise die Therapie der Mukoviszidose zu erweitern. / Cystic fibrosis is associated with a reduced life expectancy despite many therapeutic efforts. Lately, it has been show that patients with cystic fibrosis benefit from regular exercise with regard to a higher quality of life, slowed decline in lung function and better physial fitness. The mechanism of these benefits is not fully understood yet. One possible mechanism could be an increased number of circulating progenitor cells as surrogate markers for repair mechanisms. ln this study patients with cystic fibrosis and healtyh controls underwent an incremental exercise test and blood samples were drawn before and after the exercise with regard tot he number of CD34+ and mesenchymal progenitor cells. ln both groups an signficant increase in CD34+ progenitor cells could be shown with no differente between the groups whereas no change was observed wlth regard to the mesenchymal progenitor cells. Endothelial progenitor cells seem to play a role for repair mechansims in lung disease as has been shown in patients with COPD and pneumonia. The role oft he mesenchymal progenitor cells remains unclear, especially as it is very difficult to define the exact lung specific cell in the heterogenaus group of mesenchymal progenitor cellls. Further research is needed to clarify these issues and hopefully add futher information for the treatment of cystic fibrosis.

Accelerometrie und Pedometrie sind objektive Verfahren zur Erfassung körperlicher Aktivität, wobei die Accelerometrie die Intensität körperlicher Bewegung durch Messung der Beschleunigung zeitlich hochaufgelöst misst, während bei der Pedometrie die Zahl der Schritte, typischerweise über einen ganzen Tag, erfasst wird. Ziel dieser Studie war es, das Pedometer-Modell Omron HJ-322 und zwei Accelerometer-Modelle der Marke ActiGraph (Modell GT1M und dessen Nachfolger GT3X+) hinsichtlich ihrer Beschreibung von Aktivität unter Alltagsbedingungen miteinander zu vergleichen. Dies erfolgte durch das parallele Tragen der jeweiligen Geräte über 7 Tage durch 40 gesunden Probanden sowie 15 Mukoviszidose-Patienten, bei welchen die Aktivitätsmessung im Rahmen der Studie ACTIVATE-CF (internationale Multicenterstudie zur Untersuchung der Auswirkung körperlicher Aktivität auf den Krankheitsverlauf bei Mukoviszidose) durchgeführt wurde. Während eine Vergleichbarkeit zwischen beiden Accelerometer-Modellen gegeben ist, zeigten sich deutliche Unterschiede in der Schrittzählung zwischen Accelerometer und Pedometer. Starke Zusammenhänge zwischen der mittels Schrittzähler gemessenen Schrittzahl und verschiedenen Aktivitäts-Indikatoren der Accelerometer konnten nachgewiesen werden. / Wearable devices like accelerometers and pedometers provide an objective way to assess physical activity. Accelerometers provide detailed information on physical activity like duration, frequency and intensity, whereas pedometers measure daily step-count. The objective of this study was to analyze the comparability of one pedometer (Omron HJ-322) and two accelerometers (ActiGraph GT1M and its successor ActiGraph GT3X+), regarding the description of physical activity under free-living-conditions. 40 healthy participants wore these devices simultaneously for 7 days. Also activity-data was available from 15 patients with cystic fibrosis, who took part in the international multicenter study ACTIVATE-CF, a randomized controlled study that examines the effects of a partially supervised physical trainings on the lung functions of the patients. While there is a good comparability between both accelerometer-models, we saw a large difference between accelerometer- and pedometer-counted steps. Good correlations were obtained between the number of pedometer-steps and different accelerometer-measures.

Univ., Diss., 2007--Frankfurt (Main).

Zugl.: Magdeburg, Univ., Diss., 2008

Patienten mit Mukoviszidose weisen regelhaft eine eingeschränkte körperliche Leis-tungsfähigkeit auf. Die Gründe hierfür werden in der Literatur kontrovers diskutiert. Neben den bekannten pulmonalen Einschränkungen gibt es auch Hinweise für muskulä-re Besonderheiten. Bisher konnte gezeigt werden, dass der im gesunden menschlichen Muskel exprimierte CFTR-Kanal bei Mukoviszidose fehlt, der Nachweis daraus resul-tierender Stoffwechselanomalitäten steht jedoch aus. Ein Ansatz, sich eventuellen muskulären Abnormitäten bei CF zu nähern, besteht im leistungsphysiologischen Vergleich mit der Muskulatur gesunder Probanden mit beson-derem Augenmerk auf den mechanischen Wirkungsgrad. Wir untersuchten hierfür 31 CF-Patienten und 15 gesunde Probanden, wobei sich die Kollektive nicht signifikant in ihrer Zusammensetzung unterschieden. Wir führten mit allen Teilnehmern einen zweistufigen Submaximaltest auf dem Fahr-radergometer durch, der es ermöglichte, Veränderungen gemessener Parameter auf die Leistungsänderung zu beziehen. Sechs CF-Patienten wurden aufgrund zu hoher Belas-tung und damit Nichterreichen eines Steady-States nachträglich von der Auswertung ausgeschlossen. Weiterhin unterzogen wir die Teilnehmer einem Stufen-Maximaltest nach dem Godf-rey-Protokoll zur Bestimmung der ventilatorischen anaeroben Schwelle (VAT) und der maximalen Sauerstoffaufnahme. Für den Submaximaltest wurde dabei besonderes Augenmerk auf optimale Rahmenbe-dingungen gelegt, wie Belastung im aeroben Dauerleistungsbereich. Die Belastungsin-tensitäten lagen bei Patienten wie gesunden Probanden im gleichen Anteilsbereich der VAT bezogen auf das Körpergewicht. Weiterhin sollten valide Stoffwechselplateaus auf den Belastungsstufen durch ausrei-chend lange Belastungszeiträume garantiert werden – neu dabei war eine Beweisfüh-rung der erreichten Steady-States. Eine wissenschaftliche Methode zur Ermittlung von Stoffwechselplateaus ist bisher im Zusammenhang mit Trainingsstudien nicht beschrie-ben worden. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Verfahren basiert auf dem Nachweis von Regressionsgeraden mit vernachlässigbarer Steigung und geringer Va-rianz. Erwartungsgemäß zeigten sich die Parameter der Lungenfunktion bei CF-Patienten niedrigen als bei den gesunden Probanden. Die Atemäquivalente für Sauerstoff und Kohlendioxid waren bei den Patienten im Mittel höher, was für einen ineffizienteren pulmonalen Gasaustausch sprach. Aufgrund des geringeren Anstieges des Bruttowirkungsgrades der CF-Patienten in Stufe zwei muss bei den Patienten ein erhöhter Ruheumsatz angenommen werden. Der reine Wirkungsgrad für Fahrradfahren zeigte sich bei den CF-Patienten signifikant reduziert im Vergleich zu den gesunden Probanden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten darauf hin, dass nicht pulmonale Verän-derungen alleine als Ursache für die reduzierte Leistungsfähigkeit bei Mukoviszidose in Frage kommen. Ob tatsächlich eine muskuläre Pathophysiologie vorliegt, kann jedoch mit unseren Daten nicht weiter differenziert werden.

Background: Population pharmacokinetic-pharmacodynamic (PKPD) modeling and simulations were applied to identify optimal dosage regimens for antibiotics. As the emergence of bacterial resistance is increasing and as only a few new antibiotics became available during the last decade, optimal use of established agents and preserving their effectiveness seems vital. Objectives: 1) To find the descriptor of body size and body composition which allows to achieve target concentrations and target effects in patients with cystic fibrosis (CF) most precisely. 2) To identify the mode of administration with the highest probability of successful treatment for intravenous beta-lactams. 3) To develop formulas for optimal dose selection for patients of various body size. General methods: Drug analysis in plasma and urine was performed by HPLC or LC-MS/MS in a single laboratory, at the IBMP. Drug analysis was not done by the author of this thesis. We used non-compartmental analysis and parametric population PK analysis for all studies. We used non-parametric bootstrapping to assess the uncertainty of PK parameters for our meta-analysis of the PK in CF-patients and healthy volunteers. Plasma concentration time profiles for several thousand virtual subjects were simulated by MCS which account for average PK parameters, their between subject variability (BSV), and patient specific demographic data. Convincing literature data show that the duration of non-protein bound concentration above MIC (fT>MIC) best predicts the microbiological and clinical success of beta-lactams and the area under the non-protein bound concentration curve divided by the MIC (fAUC/MIC) best predicts success for quinolones. We used PKPD targets from literature that were based on the fT>MIC or fAUC/MIC, respectively. Achieving a PKPD target was used as a surrogate measure for successful treatment. In our MCS, we calculated the fT>MIC or fAUC/MIC for all simulated concentration profiles and compared it to the value of the PKPD target. The fraction of subjects who achieved the target at the respective MIC approximates the probability of target attainment (PTA). The PTA can be interpreted as probability of successful treatment under certain assumptions. Studies in CF-patients Methods: We had data from ten studies (seven beta-lactams and three quinolones) in CF-patients which all included a healthy volunteer control group. Clinical procedures were very similar for all ten studies. Both subject groups had study conditions as similar as possible. We had data on 90 CF-patients (average +/- SD, age: 21+/-3.6 yrs) and on 111 healthy volunteers (age: 25+/-3.5 yrs). We compared the average clearance and volume of distribution between CF-patients and healthy volunteers for various body size descriptors including total body weight (WT), fat-free mass (FFM), and predicted normal weight (PNWT). We considered linear and allometric scaling of PK parameters by body size and used a meta-analysis based on population PK parameters for the comparison of CF-patients and healthy volunteers. Target concentrations can be achieved more precisely, if a size descriptor reduces the random, unexplained BSV. Therefore, we studied the reduction of unexplained BSV for each size descriptor relative to linear scaling by WT, since doses for CF-patients are commonly selected as mg/kg WT. Results: Without accounting for body size, average total clearance was 15% lower (p=0.005) and volume of distribution at steady-state was 17% lower (p=0.001) in CF-patients compared to healthy volunteers. For linear scaling by WT, average total clearance in CF-patients divided by total clearance in healthy volunteers was 1.15 (p=0.013). This ratio was 1.06 (p=0.191) for volume of distribution. A ratio of 1.0 indicates that CF-patients and healthy volunteers of the same body size have identical average clearances or volumes of distribution. For allometric scaling by FFM or PNWT, the ratio of total clearance and volume of distribution between CF-patients and healthy volunteers was within 0.80 and 1.25 for almost all drugs and the average ratio was close to 1. Allometric scaling by FFM or PNWT reduced the unexplained BSV in renal clearance by 24 to 27% (median of 10 drugs) relative to linear scaling by WT. The unexplained BSV was reduced for seven or eight of the ten drugs by more than 15% and the remaining two or three drugs had essentially unchanged (+/-15%) unexplained BSVs in renal clearance. Conclusions: The PK in CF-patients was comparable to the PK in healthy volunteers after accounting for body size and body composition by allometric scaling with FFM or PNWT. Target concentrations and target effects in CF-patients can be achieved most precisely by dose selection based on an allometric size model with FFM or PNWT. Future studies are warranted to study the clinical superiority of allometric dosing by FFM or PNWT compared to dose selection as mg/kg WT in CF-patients. / Zielsetzungen: 1) Den Deskriptor für Körpergröße und Körperzusammensetzung zu finden, mit dem Ziel-Konzentrationen und Ziel-Effekte in Mukoviszidose-Patienten (engl.: „cystic fibrosis“, CF-Patienten) am genauesten erzielt werden können. 2) Suche nach Dosierungsregimen mit der höchsten Wahrscheinlichkeit für erfolgreiche Therapie mit intravenösen Beta-Laktamen. Allgemeine Methoden: Die Analytik wurde mittels HPLC oder LC-MS/MS in einem einzigen Labor durchgeführt, im Labor des IBMP. Wir verwendeten nicht-kompartimentelle Analyse und parametrische Populations-PK-Analyse in allen Studien. Wir verwendeten nicht-parametrische Bootstrap-Techniken um die Unsicherheit in den PK-Parametern für unsere Meta-Analyse der PK in CF-Patienten und gesunden Probanden zu bestimmen. Die Plasma-Konzentrations-Zeit-Profile für mehrere tausend Probanden wurden mittels MCS simuliert. MCS berücksichtigt die mittleren PK-Parameter, deren Variabilität zwischen Probanden (engl.: „between subject variability“, BSV), und die patientenspezifischen demographischen Daten. Überzeugende Ergebnisse aus der Literatur zeigen, dass die Dauer der nicht-proteingebundenen Konzentration oberhalb der MHK (fT>MHK) am besten den mikrobiologischen und klinischen Erfolg von Beta-Laktamen vorhersagt und dass die Fläche unter der nicht-proteingebundenen Konzentration dividiert durch die MHK (fAUC/MHK) am besten den Erfolg für Chinolone anzeigt. Wir verwendeten PKPD Zielwerte aus der Literatur die auf der fT>MHK oder der fAUC/MHK basieren. Das Erreichen eines PKPD Zielwertes wurde als Surrogat für erfolgreiche Behandlung angesehen. Studien in CF-Patienten Methoden: Wir verwendeten Daten von zehn Studien (sieben Beta-Laktame und drei Chinolone) in CF-Patienten, die alle über eine Kontrollgruppe mit gesunden Probanden verfügten. Die klinische Durchführung dieser Studien war sehr gut vergleichbar. CF-Patienten und gesunde Probanden hatten so ähnliche Studienbedingungen wie möglich. Unser Datensatz beinhaltete 90 CF-Patienten (Mittelwert +/- SD, Alter: 21+/-3.6 Jahre) und 111 gesunde Probanden (Alter: 25+/-3.5 Jahre). Wir verglichen die mittlere Clearance und das mittlere Verteilungsvolumen zwischen CF-Patienten und gesunden Probanden nach Normierung auf verschiedene Deskriptoren für Körpergröße. Diese beinhalteten Gesamtkörpergewicht (WT), fettfreie Körpermasse (FFM) und das vorhergesagte Normalgewicht (engl.: „predicted normal weight“, PNWT). Wir verwendeten lineare und allometrische Skalierung der PK Parameter mit der Körpergröße und verglichen die Populations-PK-Parameter zwischen CF-Patienten und gesunden Probanden in einer Meta-Analyse. Zielkonzentrationen können präziser erreicht werden, wenn ein Deskriptor für die Körpergröße die zufällige, unerklärte BSV verringert. Daher untersuchten wir die Verringerung der unerklärten BSV für einige Körpergrößen-Deskriptoren. Lineares Skalieren mit WT nahmen wir als Vergleichswert für die BSV, da die Dosen für CF-Patienten meist als mg/kg WT berechnet werden. Ergebnisse: Ohne Beachtung der Körpergröße war die mittlere Gesamtkörperclearance um 15% niedriger (p=0.005) in CF-Patienten und das Verteilungsvolumen im Steady-State um 17% niedriger (p=0.001) in CF-Patienten verglichen mit gesunden Probanden. Bei linearer Skalierung mit WT, war die mittlere Gesamtkörperclearance in CF-Patienten dividiert durch die Gesamtkörperclearance in Gesunden 1.15 (p=0.013). Dieser Quotient betrug 1.06 (p=0.191) für das Verteilungsvolumen. Bei einem Quotienten von 1.0 hätten CF-Patienten und gesunde Probanden der gleichen Körpergröße identische mittlere Clearances bzw. Verteilungsvolumina. Für allometrisches Skalieren mit FFM oder PNWT lagen fast alle Quotienten für Gesamtkörperclearance und Verteilungsvolumen zwischen CF-Patienten und Gesunden zwischen 0.80 und 1.25 und die mittleren Quotienten waren nahe 1.0. Allometrisches Skalieren mit FFM oder PNWT reduzierte die unerklärte BSV in der renalen Clearance um 24 bis 27% (Median der 10 Substanzen) verglichen mit linearem Skalieren mit WT. Sieben oder acht der zehn Substanzen hatten eine Verringerung der unerklärten BSV in der renalen Clearance um mehr als 15% und die übrigen zwei bzw. drei Substanzen erreichten eine ähnliche (+/-15%) unerklärte BSV für renale Clearance. Schlussfolgerungen: Die PK in CF-Patienten war vergleichbar mit der PK in Gesunden, wenn man Körpergröße und Körperzusammensetzung durch allometrisches Skalieren mit FFM oder PNWT berücksichtigte. Zielkonzentrationen und Zieleffekte in CF-Patienten konnten durch allometrisches Skalieren mit FFM oder PNWT am genausten erreicht werden. Zukünftige Studien in CF-Patienten zur klinischen Überlegenheit von allometrischer Dosiswahl mit FFM oder PNWT verglichen mit Dosiswahl als mg/kg WT sollten durchgeführt werden.

Das Ziel dieser Arbeit war die Evaluierung von morphologischen und funktionellen Techniken zur Untersuchung der Lunge am Niederfeld MRT bei Patienten mit Mukoviszidose. Patienten mit Mukoviszidose und lungengesunde Probanden wurden an einem Niederfeld-MRT (0,2 Tesla) mittels coronaren TrueFISP, FLASH 2D und FLASH 3D Sequenzen untersucht. T1 und T2*-Messungen wurden während Atmung von Raumluft und Atmung von 100 % Sauerstoff durchgeführt und die Parameterkarten pixelweise berechnet. Die für die Lungenbildgebung am Niederfeld-MRT optimierten 2D und 3D FLASH Sequenzen zeigten ein signifikant besseres Signalverhalten als die Standardsequenz TrueFISP. Zur Beurteilung der Parenchymveränderungen wurde ein MR-Score in Anlehnung an den Chrispin-Norman-Score angewandt. Es zeigte sich eine gute Korrelation zwischen dem MR-Score der FLASH-Sequenzen und dem etablierten CN-Score der konventionellen Bildgebung mit einer geringen Interobservariabiliät für die 2D und 3D FLASH Sequenzen. Schließlich konnte eine O2-gestütze funktionelle Bildgebung der Lunge bei Patienten mit Mukoviszidose am offenen Niederfeld-MRT etabliert werden. Es zeigten sich gute Korrelationen zwischen der relativen Änderung der T1 Relaxationszeit und der spirometrisch bestimmten Lungenfunktion. Ein solcher Zusammenhang konnte für die T2*-Messungen nicht hergestellt werden. Aufgrund der Patientenfreundlichkeit ist diese Technik insbesondere für die Untersuchung von Kindern geeignet. / The purpose of the present thesis was to evaluate the clinical relevance of morpholocical and functional MRI of the human lung using an open-designed magnet system for patients with cystic fibrosis. Such patients and healthy volunteers were investigated in a low-field (0,2 Tesla) MR-scanner by TrueFISP, FLASH 2D und FLASH 3D sequences (Magnetom Open 0,2 Tesla, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany). For functional lung imaging the patients and volunteers alternately breathed room air and 100 % oxygen. All images were fitted pixel by pixel and T1 and T2* parameter maps were generated. The optimized FLASH 2D and 3D sequences demonstrated a significantly higher signal-to-noise ratio in comparison to TrueFISP sequence. The here proposed modified CN-Score for low-field MRI correlated well with the established score of Chrispin and Norman in CXR and showed a low interobserver variability for FLASH 2D und FLASH 3D sequences. Oxygen-enhanced T1 und T2* mapping of the human lung was successfully etablished at an open low field scanner in patients with cystic fibrosis. Observed relative changes of the average pulmonary relaxation times T1 and T2* were related to pulmonary function tests. The measured T1 values were in good agreement with the severity of disease in CF defined by the pulmonary function test. This was not the case for navigated T2* mapping. The open design provides superior patient comfort and relieves the examination of children.

München, Techn. Universiẗat, Diss., 2007.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Um eine 8-12-minütige inkrementelle Belastungsphase während einer Spiroergometrie (CPET) auf dem Fahrradergometer zu erreichen, erscheint eine Standardisierung und krankheitsspezifische Individualisierung der Belastungssteigerung sinnvoll. Ziel der Studie war es, bereits existierende Vorschläge zur Ermittlung der optimierten Belastungssteigerung zu validieren und eigene Prädiktionsmodelle für die maximal erreichbare Leistung (Wpeak_pred) für die Krankheitsgruppen zystische Fibrose (CF), pulmonal-arterielle Hypertonie (PAH) und chronisch thromboembolische pulmonale Hypertonie (CTEPH) zu entwickeln. Es wurden in CPETs erhobene Parameter sowie potenzielle Leistungsprädiktoren von 82 CF-, 83 PAH- und 81 CTEPH-Studienteilnehmenden erfasst. Die Daten wurden mittels einer multiplen linearen Regressionsanalyse und schrittweiser Entfernung nicht signifikanter Prädiktoren, getrennt für jede Krankheitsgruppe, ausgewertet. Die Modelle wurden mithilfe des Leave-one-out-Kreuzvalidierungsverfahrens und einer prospektiven Anwendung an kleinen Kohorten von CF-, PAH- und CTEPH-Erkrankten validiert. Ein großer Anteil der retrospektiv erfassten CPETs der CF-, PAH- und CTEPH-Betroffenen zeichneten sich durch eine inkrementelle Belastungsdauer außerhalb der empfohlenen 8-12 Minuten aus. Bei den eigenen Vorhersageformeln trugen die körperliche Aktivität sowie die WHO-Funktionsklassen bei den CF- und PAH-Betroffenen zur Prädiktion von Wpeak_pred bei. Im Vergleich zu den bereits existierenden, in dieser Arbeit evaluierten Vorschlägen zur Ermittlung der optimierten Belastungssteigerung und der erfahrungsbasierten Belastungssteigerung am Klinikum Würzburg Mitte ließen die eigenen Prädiktionsmodelle, teils statistisch signifikant, die größten Anteile von CPETs mit optimaler, prognostizierter Belastungsdauer erwarten. Weitere prospektive Untersuchungen zur Validierung der eigenen Leistungsprädiktionsformeln sowie der bereits existierenden Modelle sind erforderlich. / In order to achieve an 8-12-minute incremental exercise phase during a cardiopulmonary exercise test (CPET) on the cycle ergometer, standardization and disease-specific individualization of the increase in workload appears to be useful. The aim of the study was to validate existing approaches for determining the optimized workload increment and to develop individual prediction models for peak workload (Wpeak_pred) for the disease groups cystic fibrosis (CF), pulmonary arterial hypertension (PAH) and chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH). Parameters obtained in CPETs and potential predictors of Wpeak_pred were collected from 82 CF, 83 PAH and 81 CTEPH study participants. Data were analyzed using multiple linear regression analysis and stepwise removal of non-significant predictors separately for each disease group. Models were evaluated using the leave-one-out-cross-validation procedure and a prospective application to small cohorts of CF, PAH and CTEPH patients. A large proportion of the retrospectively collected CPETs of CF, PAH and CTEPH patients were characterized by an incremental exercise duration outside the recommended 8-12 minutes. In the own prediction models, physical activity and WHO functional classes contributed to the prediction of Wpeak_pred in CF and PAH patients. In comparison to the existing suggestions for determining the optimized workload increment evaluated in this study and the experience-based workload increment at the Würzburg Mitte Hospital, the own prediction models showed, partly statistically significantly, the largest proportions of CPETs with optimal predicted duration of the incremental exercise phase. Further prospective studies are required to validate our own workload prediction models and the existing models.