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Das "flow-metrische System", eine nicht-invasive Lungenfunktionsmessmethode beim Pferd

K├╝hn, Heike


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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-15886
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2004/1588/

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Universität Justus-Liebig-Universit├Ąt Gie├čen
Institut: Medizinische und Gerichtliche Veterin├Ąrklinik , Professur f├╝r Innere Krankheiten der Pferde und Lung Function Laboratory, Tufts University, School of Veterinary Medicine, North Grafton, MA 01536, USA
Fachgebiet: Veterin├Ąrmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der m├╝ndlichen Pr├╝fung: 01.03.2004
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 22.06.2004
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeit wird eine neue nicht-invasive Methode zur Lungenfunktionspr├╝fung beim Pferd vorgestellt. Diese Methode beruht auf dem Prinzip der Doppelkammer- Plethysmographie. In der Humanmedizin und in der Forschung mit kleinen Labortieren findet die Doppelkammer-Plethysmographie eine breite Anwendung in der Diagnostik von Atemwegserkrankungen. Dabei werden die Volumen├Ąnderungen
an der Atemwegs├Âffnung mit den zeitgleich gemessenen Volumen├Ąnderungen innerhalb des Atmungsapparates verglichen. Man bezeichnet die erhaltenen Signale als thorakalen und nasalen Flow.

Die hier vorgestellte Technologie basiert auf dem dynamischen Vergleich dieser zwei Flowsignale. Die Methode wird als flow-metrisches System bezeichnet. Die Amplituden- und Phasenunterschiede zwischen den beiden Flowsignalen sind die Folge intrathorakaler Gaskompression sekund├Ąr zu einer Atemwegsobstruktion (Dorsch et al. 1981). In einer fr├╝heren Publikation wurde das flow-metrische System als eine Plethysmographiemethode vorgestellt, bei der die K├Ârperkammer durch zwei
elastische B├Ąnder die den K├Ârper umschlie├čen und die Atmungskammer durch eine Atemmaske ersetzt wird (Hoffman et al. 2001).

Diese Methode erm├Âglicht eine einfach durchf├╝hrbare, nicht-invasive Lungenfunktionspr├╝fung beim Pferd.

Gaskompression, gleichbedeutend mit Atemwegsobstruktion (Dorsch et al. 1981), wird hierbei erfasst, als der maximale Amplitudenunterschied (SFEmax) zwischen thorakalem (VSUM) Flow gemessen mit Respiratorischer Induktiver Plethysmographie (RIP) und pneumotachographisch gemessenem nasalem Flow (VPN).

Zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit der flow-metrisch gemessenen Lungenfunktionsparameter wurden 21 Pferde der Universit├Ąt von New Hampshire drei Histamin Broncho-Provokationen im Abstand von 3 Wochen und einem Jahr (Tag A, B, C) ausgesetzt. Im Anschluss an die erste Messung wurde eine Endoskopie der Atemwege durchgef├╝hrt.

Als Indizes der Atemwegsreagibilit├Ąt diente die Histamin Konzentration, die einen Anstieg des initialen SFEmax Wertes um 35 % (PKSFEmax35S) bzw. 50 % (PKSFEmax35S) bewirkte.

Als eine weitere Bemessungsgrundlage f├╝r die Erstellung der Indizes diente der arithmetische Mittelwert der Ruhemessungen und der Initialmessung (PKSFEmax35BS, PKSFEmax35BS). Die Reproduzierbarkeit der Indizes der Atemwegsreagibilit├Ąt war sowohl innerhalb eines Monats als auch nach einem Jahr hoch signifikant. F├╝r PKSFEmax35S innerhalb eines Monats (A-B) ergab sich z.B.: r =0.826; p < 0.000, ├╝ber
ein Jahr (A-C); r = 0.870; p < 0.000, (B-C); r = 0.906; p < 0.000).

Das Vorhandensein einer pharyngealen lymphoiden Hyperplasie korrelierte invers mit PKSFEmax35BS (r = -0.693, p < 0.001).

Das flow-metrische System erwies sich in der durchgef├╝hrten Feldstudie als eine zuverl├Ąssige und gut reproduzierbare Methode zur Lungenfunktionsdiagnostik beim Pferd. In Kombination mit einem Broncho-Provokationstest bedeutet der Einsatz des flow-metrischen Systems einen enormen Fortschritt gegen├╝ber den herk├Âmmlichen im Feld angewandten diagnostischen Methoden. Besonders im Bereich der
Fr├╝hdiagnostik erlaubt diese Methode die Identifizierung von
Atemwegserkrankungen, die sonst unerkannt geblieben w├Ąren.

Weiterhin erlaubt die hohe Reproduzierbarkeit der erhaltenen Daten dem praktischen Tierarzt durch wiederholte Messungen der Lungenfunktion den Erfolg einer durchgef├╝hrten Therapie zu ├╝berpr├╝fen.

Als ein gro├čer Vorteil des flow-metrischen Systems gegen├╝ber herk├Âmmlichen Lungenfunktionspr├╝fungen erwies sich die Nichtinvasivit├Ąt der Methode.
Kurzfassung auf Englisch: In this study Double chamber plethysmography is used to compare thoracic and nasal flow signals. Magnitude and phase difference reflect intra thoracic gas compression secondary to airway obstruction (Dorsch et al. 1981). We previously described a method of measuring gas compression using boxless plethysmography in horses (Hoffman et al, 2001). Gas compression thus airway obstruction was estimated as the
peak difference (SFEmax) and area difference (SFEint) between thoracic flow (VSUM) measured with respiratory inductance plethysmography (RIP) and nasal flow measured with pneumotachography VPN. This flow-based technology, referred to as flow-metric system, allows a completely noninvasive measurement of lung function in horses during tidal breathing.

Horses (n=21) at the University of New Hampshire equine center underwent three bronchoprovocation test using increasing doses of aerosolized histamine solution 3 weeks and one year apart (Day A, B, and C). Immediately after the first lungfunction measurement, endoscopy of the airways was performed.

Although the area difference (SFEint) seemed to be a more sensitive variable for measuring bronchoconstriction, the starting value around zero (mean= 0.20 at baseline and 0.09 post-saline) and high CV (0.04 ÔÇô 0.07) complicated the interpretation of this variable. Thus favoring the peak difference (SFEmax) as an index to measure airway resistance.

Indices of airway reactivity included the dose of histamine that increased post-saline SFEmax by 35, and 50% (PKSFEmax35S, PKSFEmax50S) in addition we used the average of post-saline and baseline SFEmax as starting value (PKSFEmax35BS, PKSFEmax50BS). Repeatability of SFEmax and these indices of airway reactivity were examined using correlation coefficients. For the short-term repeatability PKSFEmax35S showed a highly
significant correlation between day A and day B (r = 0.826; p < 0.000 ). For the on day A positive for hyper-reactive tested horses (PKSFEmax35S < 2mg histamine/ml), PKSFEmax35BS proved to be the most repeatable (r = 0.998; r < 0.000).

The long-term repeatability (day C versus day B and A) in all horses was best illustrated with the PKSFEmax35S (A-C: r = 0.870; p < 0.000 / B-C: r = 0.906; p < 0.000), whereas the correlation within the hyper-reactive group was only significant between day B and day C (r = 0.917; p = 0.01).

Endoscopic scores for pharyngeal lymphoid hyperplasia correlated inversely with PKSFEmax 35S.

The flow-metric system demonstrated a sufficient repeatability for clinical application in the field, and therefore should facilitate diagnosis of inflammatory airway disease, and permit studies of airway reactivity and risk factors for airway hyper-reactivity and inflammatory airway disease.
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