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Gesundheit

„Immer mehr Fachärzte unter Fachärzten“

Messungen an der Lunge von Lungenpatienten haben viele technische Aspekte. Deshalb beschäftigen immer mehr Abteilungen und Partnerschaften einen Technischen Mediziner. Der Lungenphysiologe Dr. Frans de Jongh stand vor zwei Jahrzehnten an der Wiege dieses Fachgebiets. Er erklärt, wie technische Mediziner bei der Lungenfunktionsprüfung einen Mehrwert leisten können.

Foto: Lars Smook Fotografie

De Jongh wurde an der Technischen Universität Delft ausgebildet und arbeitet derzeit an drei Orten. Er ist Leiter des Lungenfunktionslabors bei Medisch Spectrum Twente (MST, Enschede), Assistenzprofessor an der Universität Twente und Forscher am AMC-Standort des Amsterdam UMC. An letzterem Ort promovierte er ab 1989 und ‘rollte in den medizinischen Beruf’.

Entstehenden

In Delft untersuchte De Jongh Luftströmungen um Flugzeuge herum. „Das ist in der Tat dasselbe, als würde man mit Strömungen in Blutgefäßen oder Lungen rechnen. Allerdings ist der Aufbau des menschlichen Körpers natürlich viel komplizierter. Für die Inkubatorabteilung des AMC habe ich dann ein Beatmungsgerät für Frühgeborene untersucht. Später ging meine Forschungsgruppe nach Twente, aber ich blieb auch dem AMC verbunden. Im Jahr 2000 wurde ich gebeten, Partner bei MST zu werden.“

In Twente war De Jongh eng an der Ansiedlung der Fakultät für Biomedizinische Technologie und später der Technischen Medizin beteiligt, wo er über 15 Jahre lang Leiter der Abteilung für Lungen und Herz war. Die Technische Medizin ist auf dem Vormarsch, das weiß er. „Am Anfang gab es einen Numerus Fixus von 50, jetzt sind es 130 bis 150. Das Studium ist immer voll. Wie in der Medizin sind etwa drei Viertel Frauen. Absolventen haben eine begrenzte BIG-Registrierung, sodass sie medizinische Verfahren durchführen dürfen. Dies macht dies zu einem neuen Beruf in Krankenhäusern.“

Herausforderung

De Jongh forscht zur bronchialen Hyperreaktivität. Die Physiologie der kleinen Atemwege (insbesondere bei COPD) ist eine große Herausforderung in der Lungenforschung. Die Standardmessungen beziehen sich auf die Durchgängigkeit der zentralen Atemwege und auf das Gesamtlungenvolumen. Schwieriger sind Messungen an der Peripherie der Atemwege und Alveolen. Beim MST wird oft zuerst ein CO-Diffusionstest durchgeführt. De Jongh erklärt: „Wir geben dem Patienten eine Mindestmenge an Kohlenmonoxid, danach hält der Patient 10 Sekunden lang bei maximalem Lungenvolumen die Luft an. Beim Ausatmen messen wir, wie viel CO zurückgegeben wird. Wir bestimmen indirekt die Diffusion der Lungenmembran und die Funktion der peripheren Atemwege. Bei guter Lungenfunktion messen wir sehr wenig CO, weil das meiste davon absorbiert wurde. Wenn wir viel CO messen, haben wir eine frühe COPD oder ein Lungenemphysem.“

Eine weitere Messtechnik für die peripheren Atemwege ist die Forced Oscillation Technique (FOT), für die De Jongh derzeit ein neues Gerät entwickelt. „Beim FOT senden wir, während der Patient ruhig atmet, Schwingungen mit einer Frequenz von 5 bis 30 Hertz in die Lunge. An den zurückkommenden Schwingungen messen wir dann, um wie viel kleiner sie geworden sind und wie stark sie sich in der Phase verschoben haben. Die Amplitudenänderung sagt etwas über den Widerstand der Lunge aus, wobei sich die niedrigsten Frequenzen auf die peripheren Atemwege beziehen. Der Phasenwechsel sagt etwas über die Trägheit und Elastizität der Lunge aus. So können wir zum Beispiel sehen, ob es viele sind eingeschlossene Luft in den peripheren Atemwegen vorhanden. BAV gibt es übrigens seit 1970. Schon damals vielversprechend, aber in der klinischen Praxis noch wenig genutzt.»

Stickstoffauswaschung

Bei FOT kommen die Vibrationen normalerweise von einem Lautsprecher. Das Gerät, das jetzt in De Jonghs Labor entwickelt wird, hat einen extra großen Lautsprecher. Das bedeutet, dass die FOT bei Menschen angewendet werden kann, die sich maximal anstrengen. „Dann können wir messen, ob sich die Atemwege bei maximaler Ein- und Ausatmung schließen.“

De Jongh beschreibt auch ein Verfahren zur Messung des Residualvolumens in der Lunge. Dafür gibt es bereits die Bodybox. Aber nicht jeder kann oder will es anwenden, zum Beispiel Patienten im Rollstuhl oder Bett oder Patienten mit Übergewicht. De Jongh untersucht daher das sogenannte Stickstoffwaschverfahren. „Wir verbinden den Patienten mit 100 % Sauerstoff. Die Lunge enthält 80 % Stickstoff und wird bei jedem Atemzug schließlich vollständig durch Sauerstoff ersetzt. Wir messen, wie schnell der Stickstoff aus der Lunge freigesetzt wird. Je schlechter die peripheren Atemwege zugänglich sind, desto länger dauert es. Das Maß dafür ist die Lungen-Clearance-Indexdas LCI, ein bekanntes Konzept für Menschen mit Mukoviszidose.“

Früher wurde diese Messung mit Helium durchgeführt, aber weil das teurer geworden ist, wurde es durch Stickstoff ersetzt. Das hat einige Zeit gedauert, weil die Messsysteme technisch angepasst werden mussten. „Aber jetzt haben viele Krankenhäuser Geräte für die Stickstoff-Wäschemethode. Die Zuverlässigkeit und der klinische Mehrwert der fortschrittlicheren Ergebnismaße dieser Methode, wie z. B. des LCI, werden noch erforscht.“

Was ist relevant?

In seiner Forschung berücksichtigt De Jongh, welche Ergebnismessung für die Lungenfunktion für die klinische Praxis eines Pneumologen relevant ist. Standardmäßig erfolgt die Anamneseerhebung und Basal-Spirometrie, die auch der Hausarzt durchführen kann. Der Pneumologe lässt oft eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs machen und kann umfangreichere Messungen vornehmen, wie z. B. die Körperbox oder Stickstoffwäsche. Die umfangreichste Messung ist der Maximum Cycling Test. „Aufgrund der Ergebnisse kann der Pneumologe eine Behandlung einleiten. Wenn dies keine Wirkung zeigt, können wir mit dem Lungenfacharzt besprechen, was noch möglich ist. Beispielsweise kann bei älteren Menschen oder Kindern eine FOT-Messung durchgeführt werden, da der Patient normal weiter atmen kann. Am MST forschen wir seit vielen Jahren an Kindern mit belastungsbedingten Asthmasymptomen. Fünf bis sechs Forscher haben dafür bereits promoviert. Wir untersuchen zum Beispiel, ob wir Untergruppen von Patienten unterscheiden können, wie zum Beispiel Asthmapatienten mit kleinen Atemwegen. Die Behandlungen können entsprechend angepasst werden. Es wird auch an Heimmessungen für Belastungsasthma geforscht.“

Laut De Jongh hat ein technischer Arzt in einem Team von Pneumologen einen großen Mehrwert. Technische Ärzte sind etwas teurer als Pflegefachkräfte, die in vielen Lungenabteilungen tätig sind und oft selbstständig Ambulanzen durchführen. „Aber das fachliche Wissen ist sicherlich ein Mehrwert für eine Abteilung. Vor allem, wenn physikalische Messungen bei Patienten zu besseren Behandlungen führen können. Die technischen Aspekte solcher Messungen sind vorrangig das Tätigkeitsfeld des technischen Mediziners.“

Ausbildung

Das Studium der Technischen Medizin dauert sechs Jahre. Die letzten zwei Jahre davon bestehen aus Praktika in verschiedenen Krankenhäusern, davon das letzte Jahr an einem Ort. Ein Pluspunkt gegenüber Medizinstudenten ist, dass Technische Mediziner nicht nur die medizinische Terminologie kennen, sondern sich auch mit technischen Themen wie künstlicher Intelligenz auskennen, maschinelles Lernen und Bild- und Signalverarbeitung.

Viele technische Ärzte (in manchen Krankenhäusern Clinical Technologists genannt) arbeiten in einem IC, einem ausgezeichneten Ort mit viel Technologie. Aber es gibt auch andere Arbeitsplätze für sie. Beispielsweise ist im MST ein promovierter Facharzt für die Schlafambulanzen für Menschen mit OSAS (obstruktives Schlafapnoe-Syndrom) und CSAS (zentrales Schlafapnoe-Syndrom) zuständig.

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