Ulm, Univ., Diss., 2008.

Pulmonary artery embolism (PE) is a common condition and an even more common clinical suspect. The computed tomography pulmonary angiogram (CTPA) is the main medical imaging tool used to diagnose a suspected case of PE. To gain a better impression of the effects of a PE on the perfusion and hence the gas exchange, a functional imaging method is beneficial. One approach for functional imaging using radiation exposure is the generation of color-coded iodine perfusion maps acquired by Dual-Energy Computed Tomography (DECT), which enable the detection of perfusion defects in the pulmonary parenchyma. In contrast to the existing approach of DECT with iodine color-coded maps, the SElf-gated Non-Contrast-Enhanced FUnctional Lung (SENCEFUL) MRI technique offers the possibility to interpret perfusion maps without any radiation exposure or application of contrast agents. The measurement in SENCEFUL MRI can be performed during conditions of free breathing and without electrocardiogram triggering. The purpose of this study was to determine whether PE can be diagnosed on the basis of visible perfusion defects in the perfusion maps of SENCEFUL MRI and in the iodine-coded maps of DECT and to compare the diagnostic performance of these methods. Both SENCEFUL-MRI and iodine distribution maps from DECT have been compared with the CTPA of ten patients with PE. Additionally, the functional images were compared with each other on a per-patient basis. The iodine perfusion maps of DECT had a sensitivity of 84.2 % and specificity of 65.2 % for the diagnosis of PE. The SENCEFUL technique in MRI showed a sensitivity of 78.9 % and a specificity of 26.1 %. When comparing the whole lung depicted in both series of functional images, the main perfusion defect location matched in four of ten patients (40 %). In conclusion, this work found that DECT iodine maps have higher sensitivity and specificity in the diagnosis of pulmonary embolism compared with SENCEFUL MRI. / Die Lungenembolie (LE) ist eine häufige Erkrankung und eine noch häufigere Verdachtsdiagnose. Die Computertomographie der Pulmonalarterien (CTPA) ist die Bildgebung erster Wahl für die Diagnose einer LE. Für eine bessere Darstellung der Folgen einer LE dienen Perfusionskarten. Eine existierende Bildgebungstechnik mit ionisierender Strahlung sind die Iodkarten der Dual-Energy-Computertomographie (DECT), welche bei einer LE Perfusionsdefekte im Lungenparenchym wiedergeben. Eine weitere strahlungsfreie und kontrastmittelfreie Methode ist die „SElf-gated Non-Contrast-Enhanced FUnctional Lung” (SENCEFUL) Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT). Diese Technik kann ohne Atemhaltemanöver und ohne EKG-Monitoring stattfinden. Ziel der Arbeit war es zu bestimmen, ob eine LE aufgrund eines Perfusionsdefekts in den Iodkarten des DECT und SENCEFUL MRT diagnostiziert werden kann. Beide Bildgebungstechniken wurden mit der CTPA von zehn Patienten mit LE verglichen. Außerdem wurden die Perfusionsbilder untereinander verglichen. Die Iodkarten hatten eine Sensitivität von 84.2 % und eine Spezifizität von 65.2 %. Die SENCEFUL MRT Bilder zeigten eine Sensitivität von 78.9 % und eine Spezifizität von 26.1 %. Der Vergleich beider funktioneller Bildgebungstechniken bezogen auf die gesamte Lunge ergab, dass in vier von zehn Patienten die prädominierende Lokalisation der Minderperfusion übereinstimmte. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit festgestellt werden, dass die Iodkarten des DECTs im Vergleich zum SENCEFUL MRT eine höhere Sensitivität und Spezifizität in der Diagnose einer Lungenembolie aufweisen.

Ziel der Arbeit war die Beantwortung der Frage, ob mit einem symptomorientierten Ansatz im Rahmen eines Telefonmonitorings und bei symptomatischen Patienten eine CTEPH detektiert werden kann. Zur Erfassung kam ein strukturierter Ansatz mittels vordefinierter Fragen zum Einsatz, die in einem Fragebogen zusammengefasst waren. Der Fragebogen fragt das Vorhandensein von Dyspnoe in Ruhe und unter Belastung, Angina pectoris, Schwindel und Synkopen ab. Die telefonischen Anrufe erfolgten nach dem Erstereignis einer akuten LAE im Abstand von 3, 6 und 12 Monaten. Nach positivem Telefonmonitoring und zunächst ambulanter Untersuchung des Patienten mittels Echokardiografie und gegebenenfalls ergänzender Spiroergometrie wurde den Patienten bei bezüglich einer CTEPH auffälligen Untersuchungsbefunden Leitlinienkonform eine weiterführende Abklärung empfohlen. Bei negativen Untersuchungsbefunden wurden die Patienten weiter gemäß dem Follow-Up des Studienalgorithmus zum nächsten Zeitpunkt kontaktiert. Die Spiroergometrie als weiteres diagnostisches Mittel einer CTEPH kann des Weiteren die Echokardiografie als Maßnahme ergänzen, um eine CTEPH als mögliche, ernste Komplikation nach einer LAE frühzeitig detektieren zu können. Eine Spiroergometrie wurde im dargestellten Modell nur bei Patienten mit unauffälliger Echokardiografie nach vorher definierten Kriterien unter Berücksichtigung des aktuellen Allgemeinzustandes des Patienten durchgeführt. Sollte sich nach Befragung, Echokardiografie und Spiroergometrie der Verdacht auf eine CTEPH ergeben haben, so wurde die weitere Diagnostik nach Maßgabe der aktuellen Leitlinie empfohlen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass ein symptomorientiertes Nachsorgeverfahren von Patienten mit stattgefundener LAE dazu in der Lage ist, Patienten mit einer CTEPH zu detektieren und die Prätestwahrscheinlichkeit zu erhöhen, um weitere diagnostische Schritte einzuleiten. Der Einsatz der Spiroergometrie in der Diagnostik ist des Weiteren als sinnvoll und komplementär nützlich anzusehen. Die Echokardiografie alleine vermag nicht die Diagnose CTEPH zu stellen, sondern auch bei negativem Befund in der Echokardiografie kann eine ergänzende und als positiv eingestufte Spiroergometrie den Verdacht auf das Vorliegen einer CTEPH lenken. In weiteren, diagnostischen Schritten soll fortan die Diagnose gesichert werden. Da eine Nachuntersuchung eines jeden Patienten nach einer LAE sehr kosten- und personalintensiv ist, würde ein symptomorientiertes Nachsorgeprogramm die Ressourcen deutlich weniger stark verbrauchen und belasten. In der Folge und in weiteren Studien sollte mit diesem sinnvoll erscheinenden, symptomorientierten und telefonmonitoringbasierten Nachsorgeprogramm größere Fallzahlen analysiert und die Befunde über einen längeren Zeitverlauf untersucht werden. / The aim of the thesis was to answer the question whether CTEPH can be detected with a symptom-oriented approach in telephone monitoring and in symptomatic patients. A structured approach using predefined questions summarized in a questionnaire was used for detection. The questionnaire queries the presence of dyspnea at rest and under stress, angina pectoris, dizziness and syncope. The telephone calls were made after the first occurrence of an acute LAE at intervals of 3, 6 and 12 months. After positive telephone monitoring and an initial outpatient examination of the patient using echocardiography and, if necessary, supplementary spiroergometry, patients with abnormal findings of CTEPH were recommended for further clarification in accordance with the guidelines. In case of negative findings, patients were contacted according to the follow-up of the study algorithm at the next point in time. Spiroergometry as a further diagnostic tool for CTEPH can also complement echocardiography as a measure to detect CTEPH as a possible serious complication after LAE. Spiroergometry in the model shown was only performed in patients with unremarkable echocardiography according to previously defined criteria, taking into account the current general condition of the patient. If CTEPH was suspected after questioning, echocardiography and spiroergometry, further diagnosis was recommended according to the current guideline. The present study shows that a symptom-oriented follow-up of patients with occurred LAE is able to detect patients with CTEPH and to increase the probability of pretesting in order to initiate further diagnostic steps. Furthermore, the use of spiroergometry in diagnostics is considered useful and complementary. Echocardiography alone cannot diagnose CTEPH, but even if echocardiography is negative, complementary spiroergometry, which is considered positive, can lead to suspicion of CTEPH. Further diagnostic steps will be taken to confirm the diagnosis. Since a follow-up examination of each patient after an LAE is very costly and personnel-intensive, a symptom-oriented follow-up program would consume and burden resources significantly less. Subsequently, and in further studies, this seemingly reasonable, symptom-oriented, telephone monitoring-based aftercare program should be used to analyze larger numbers of cases and examine the findings over a longer period of time.

Im Rahmen eines symptom-orientierten Interviews fand sich eine große Anzahl an noch subjektiv belastungsintoleranten Patienten nach einer akuten Lungenembolie. Ein Hauptaugenmerk der Arbeit lag auf der weiteren Differenzierung des funktionellen Outcomes dieser Patienten anhand der objektivierbaren Leistungseinschränkung in der Spiroergometrie und den differentialdiagnostischen Ursachen dieser anhaltenden Beschwerden. So gaben im Follow-Up nach akuter Lungenembolie nach drei Monaten 40% der Patienten, nach sechs, zwölf und 24 Monaten jeweils über 20% der Patienten subjektive Belastungsintoleranz an. Neben einer chronisch-thromboembolischen pulmonalen Hypertonie und einer chronisch- thromboembolischen Erkrankung leiden diese Patienten bedingt durch entsprechende Komorbiditäten auch an anderen präkapillären und postkapillären Non-CTEPH-PH-Entitäten sowie kardialer und ventilatorischer Limitierung, was Ausdruck anderer kardiopulmonaler Begleiterkrankungen sein kann. Danach sollte ebenso im Rahmen einer Lungenembolienachsorge gefahndet werden, um nach Diagnosestellung schnellstmöglich eine adäquate, zielgerichtete Therapie einzuleiten. Ein symptom-basiertes Follow-Up Programm basierend auf einem Telefonmonitoring mit Fragebogen gefolgt von weiterführender klinischer Diagnostik kann helfen Patienten mit einer chronisch-thromboembolischen pulmonalen Hypertonie zu detektieren. Diese Studie hat die Spiroergometrie als wichtige komplementäre diagnostische Methode für eine frühzeitige CTEPH-Diagnose weiter etabliert. Sowohl das Telefonmonitoring als auch die Spiroergometrie zeigten sich effektiv und führten so zu einer CTEPH-Inzidenz von 5,4%. Ein solches Follow-Up Programm nach einer Lungenembolie sollte umgesetzt werden, um eine CTEPH frühzeitig zu diagnostizieren. Neben der oben genannten Auswertung des funktionellen Outcomes der noch symptomatischen Patienten liegen weitere Schwerpunkte dieser Arbeit auf der Analyse des zwölf- und 24 Monats-Follow-Up, auf der Risikostratifizierung anhand der Baseline- Parameter aus Echokardiografie und Spiroergometrie sowie dem Mortalitäts-Outcome. So konnten Prädiktoren für eine CTEPH aus den Baseline-Untersuchungen zum Zeitpunkt der akuten Lungenembolie ermittelt werden und die Erhebung der Komorbiditäten bei Einschluss die Risikostratifizierung von CTEPH-Patienten verdeutlichen. Eine Auswertung der oralen Antikoagulationstherapie konnte Hinweise auf das Blutungs- bzw. Rezidivrisiko geben sowie einen Vergleich der herkömmlichen Vitamin-K-Antagonisten mit den neuen oralen Antikoagulantien leisten. Über eine inkomplette Thrombusresolution nach akuter Lungenembolie ohne Symptome zu verursachen wurde berichtet. Natürlich wäre es interessant anhand von quantitativen und qualitativen Daten zu sehen wie viele solch asymptomatischer Patienten mit pathologischem Lungenperfusionsscan eine CTEPH entwickeln. Jedoch ist solch eine umfassende Follow-Up Untersuchung inklusive aller technischer Modalitäten wie Echokardiografie, CT und Ventilations-/Perfusionsscans von allen Patienten mit akuter Lungenembolie zu kostenintensiv und aus strahlenhygienischer Sicht nicht vertretbar. Daher stellt ein auf symptomatische Patienten fokussiertes strukturiertes Nachsorgeprogramm eine ethisch vertretbare und effektive Herangehensweise dar und ein wirksames Konzept um relevante CTEPH-Erkrankungen zu detektieren. / Based on a symptom-oriented interview, a large number of patients with subjective stress intolerance after acute pulmonary embolism were found. A main focus of this work was the further differentiation of the functional outcome of these patients on the basis of the objectifiable performance limitation in cardiopulmonal exercise testing and the differential diagnostic causes of these persistent complaints. In the follow-up after acute pulmonary embolism, 40% of patients reported subjective exercise intolerance after three months, and after six, twelve, and 24 months, over 20% each. Besides chronic thromboembolic pulmonary hypertension and chronic thromboembolic disease, these patients also suffer from other precapillary and postcapillary non-CTEPH-PH entities as well as cardiac and ventilatory limitations, which may be an expression of other cardiopulmonary comorbidities. These cormobidities should also be a relevant part of a pulmonary embolism aftercare to initiate an adequate, targeted therapy as soon as possible after diagnosis. A symptom-based follow-up program based on a questionnaire telephone monitoring followed by advanced clinical diagnostics may help to detect patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension. This study has further established the cardiopulmonary exercise testing as an important complementary diagnostic tool for early CTEPH diagnosis. Both telephone monitoring and cardiopulmonary exercise testing were effective and resulted in a CTEPH incidence of 5.4%. Such a pulmonary embolism follow-up program should be implemented to diagnose CTEPH early. In addition to the above-mentioned evaluation of the functional outcome of the persistent symptomatic patients, this work is focused on the analysis of the 12- and 24-month follow-up as well as the possible risk stratification based on baseline parameters. For example, possible predictors for a future CTEPH-diagnosis from echocardiography and cardiopulmonary exercise testing at the time of acute pulmonary embolism were identified. An evaluation of the oral anticoagulation therapy could provide information on the risk of bleeding or recurrence as well as a comparison of the conventional vitamin-K-antagonists with the „new oral anticoagulants“. An incomplete thrombus resolution after acute pulmonary embolism without symptoms was reported. Of course, it would be interesting to investigate from quantitative and qualitative data how many asymptomatic patients with pathological lung perfusion scan develop CTEPH. However, such a comprehensive follow-up examination including all technical modalities such as echocardiography, CT and ventilation/perfusion-scans of all patients with acute pulmonary embolism seems to be too cost-intensive and also not acceptable from a radiation exposure point of view. Therefore, a structured follow-up program focused on symptomatic patients represents an ethical and effective approach detecting patients with relevant CTEPH.

Hintergrund: Die CT-Pulmonalisangiographie (CTPA) ist diagnostischer Goldstandard der Diagnostik der Lungenarterienembolie (LAE). Durch Dual-Energy CT (DECT) können mithilfe von Joddistributionskarten LAEs auf Segment- und Subsegmentebene besser detektiert werden. Neben der etablierten Dual-Source-Technik ermöglicht ein Split-Filter eine DECT-Akquisition mit Single-Source-Scannern. Ein solcher SF-DECT-Scanner sollte hinsichtlich der Bildqualität sowie der Strahlendosis mit einem etabliertem DS-DECT-Gerät verglichen werden. Material und Methoden: Insgesamt wurden 135 Patienten eingeschlossen, die eine CTPA erhielten: 68 erhielten einen DS-DECT-Scan mit 90/Sn150 kV und 67 einen SF-DECT-Scan mit Au/Sn120 kV. Für beide Protokolle wurden farbkodierte Joddistributionskarten erstellt. Die objektive (CT-Abschwächung in relevanten Gefäßen in HU, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR), perfused blood volume (PBV)) und subjektive Bildqualität (2 Befunder (B), 5-Punkte-Likert-Skala) sowie Dosisparameter wurden erhoben und verglichen. Ergebnisse: Alle CTPAs waren von diagnostischer Qualität. Ihre subjektive Bildqualität wurde in 80,9/82,4% (B1/B2) der DS-DECT und in 77,6/76,1% der SF-DECT als exzellent oder gut bewertet. Die subjektive Bildqualität der Joddistributionskarten der SF-DECT wurde von beiden Befundern als schlechter beurteilt. Die HU-Werte der relevanten Gefäße unterschieden sich nicht signifikant (p>0.05), SNR und CNR der SF-Gruppe waren in zentralen Gefäßen jedoch höher (p<0.05); die PBV-Werte der SF-Gruppe waren teils höher (p<0.05). Alle erhobenen Dosisparameter waren in der SF-Gruppe höher (p<0,05). Konklusion: In der diagnostischen Abklärung eines V.a. eine akute LAE ermöglicht der Einsatz eines Split-Filters an einem Single-Source-CT-Scanner eine Dual-Energy-Untersuchung. Dies geht im Vergleich zu etablierten DS-Scannern jedoch mit einer schlechteren Qualität der Joddistributionskarten und einer höheren Strahlendosis einher. / Background: CT pulmonary angiography (CTPA) has established as reference standard in the diagnostic workup of suspected pulmonary embolism (PE). With dual-energy CT (DECT), iodine maps can help to detect segmental and subsegmental PEs. Next to established dual-source techniques, the use of a split-filter enables DECT acquisition with single-source scanners. This study compared a SF-DECT scanner with an established DS-DECT scanner with regard to image quality and radiation dose. Material and Methods: A total of 135 patients receiving a CTPA were included: 68 received a DS-DECT scan with 90/Sn 150 kV and 67 received a SF-DECT scan with Au/Sn 120 kV. Color-coded iodine-distribution maps were reconstructed for both protocols. Objective (CT attenuation in relevant vessels in HU, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), perfused blood volume (PBV)) and subjective image quality (2 readers (R), 5-point Likert scale) as well as radiation dose parameters were documented and compared. Results: All CTPAs were of diagnostic image quality. Subjective image quality was rated as excellent or good in 80,9/82,4% (R1/R2) of DS-DECT scans and in 77,6/76,1% of SF-DECT scans. Subjective image quality of iodine maps of SF-DECT scans was rated lower by both readers. For objective image quality, CT attenuation in HU of relevant vessels did not differ significantly (p>0.05), while SNR and CNR of central vessels in the SF-collective were significantly higher (p<0.05); some PBV-values of the SF-collective were significantly higher (p<0.05). All assessed radiation dose parameters were significantly higher in the SF-collective (p<0.05). Conclusion: In the diagnostic workup of suspected PE the use of a split-filter enables dual-energy acquisition with a single-source CT scanner. However, this is associated with a lower image quality of iodine maps and a higher radiation dose compared to established DS scanners.

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Hintergrund: Leptin ist ein unabhängiger kardiovaskulärer Risikofaktor und scheint prothrombotische Effekte zu besitzten. Adiponectin hingegen scheint vor Thrombosen zu schützen. Wir untersuchten deswegen die Bedeutung dieser beiden Adipozytokine bei Patienten mit einer akuten Lungenembolie. Durchführung: Im Rahmen einer prospektiven Fall-Kontroll-Studie schlossen wir zwischen 2003 und 2006 97 Patienten mit gesichterter Lungenembolie und 40 Patienten mit dem Ausschluß einer Lungenembolie ein. Die Lungenembolie-Patienten wurden bezüglich eines komplizierten Verlaufs innerhalb der ersten 30 Tage nach dem Ereignis (Tod, Katecholaminebedarf, Reanimation, Intubation, Hypotonie) sowie bezüglich des Langzeit-Überlebens beobachtet. Ergebnisse: Bei Patienten mit Lungenembolie ist ein höherer Leptinspiegel ein prognostischer Parameter für eine niedrigere 30-Tages-Komplikationsrate und ein besseres Langzeit-Überleben. Patienten mit einer Lungenembolie weisen signifikant höhere Adiponectinwerte als Patienten ohne Lungenembolie auf. Eine prognostische Bedeutung hat Adiponectin bei Patienten mit einer Lungenembolie nicht. Schlußfolgerung: Niedrige Leptinspiegel sind bei Patienten mit einer akuten Lungenembolie ein unabhängiger prognostischer Parameter für einen komplizierten 30-Tages-Verlauf und eine erhöhte Mortalität im Langzeit-Verlauf. Lungenembolie-Patienten weisen eine Hyperoadiponectinämie auf, dies könnten Ausdruck einer kardialen Sekretion und Wirkung des Asiponectins infolge der Lungenembolie sein.

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