Άρθρο Σύνταξης Κατηγοριοποίηση των παραπνευμονικών υπεζωκοτικών συλλογών Από την παθοφυσιολογία στην κατηγοριοποίηση και τη θεραπεία Σταύρος Ανευλαβής, MD, PhD 1 Δημοσθένης Μπούρος MD, PhD, FCCP 2 1 Πνευμολόγος, Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Αλεξανδρούπολης 2 Καθηγητής Πνευμονολογίας, Ιατρική Σχολή, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, και ERS επισκέπτης καθηγητής, Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου της Βιέννης Λέξεις κλειδιά: - Παραπνευμονική συλλογή - Εμπύημα - θεραπεία - ταξινόμιση - Υπεζωκοτική συλλογή Αλληλογραφία: Δημοσθένης Μπούρος Πνευμονολογική Κλινική Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Αλεξανδρούπολης 68 100 Αλεξανδρούπολη Τηλ./Fax: 25510 75096 e-mail: bouros@med.duth.gr Οι παραπνευμονικές υπεζωκοτικές συλλογές (ΠΥΣ) και το εμπύημα είναι υπεζωκοτικές συλλογές οι οποίες δημιουργούνται λόγω βακτηριακής πνευμονίας, πνευμονικού αποστήματος ή βρογχεκτασιών 1,2. Υπολογίζεται ότι κάθε έτος υπάρχουν 4 εκατομμύρια περιπτώσεις πνευμονίας στις Η.Π.Α., με το 20% αυτών να απαιτεί νοσηλεία, το 20% να εμφανίζει υπεζωκοτικές συλλογές, το 20% να καταλήγουν σε εμπύημα και 20% να είναι η θνητότητα των εμπυημάτων. Οι ΠΥΣ και το εμπύημα είναι κλινικά, θεραπευτικά και διαγνωστικά καταστάσεις που απαιτούν ιδιαίτερες ικανότητες λόγω της ετερογένειάς τους 3. Διακρίνονται σε μικρές μη επιπλεγμένες υπεζωκοτικές συλλογές οι οποίες δεν απαιτούν ιδιαίτερη θεραπεία εκτός από την αντιβιοτική αγωγή έως και πολυεγκυστωμένες υπεζωκοτικές συλλογές και εμπύημα με ίνωση του υπεζωκότα, παγιδευμένο πνεύμονα (trapped lung), συστηματική σήψη, αναπνευστική ανεπάρκεια, και μεταναστευτική λοίμωξη 3,4. ΟρισμοΙ Η μη επιπλεγμένη ΠΥΣ είναι συνήθως μικρού όγκου, ελεύθερη συλλογή χωρίς εγκυστώσεις, φλεγμονώδους αιτιολογίας χωρίς την παρουσία αιτιοπαθογόνων μικροοργανισμών. Συνήθως οι μη επιπλεγμένες ΠΥΣ υφύονται με την αντιβιοτική αγωγή που λαμβάνει ο ασθενής για την υποκείμενη πνευμονία. Η επιπλεγμένη ΠΥΣ συνήθως είναι αποτέλεσμα διείσδυσης του λοιμώδους παράγοντα στην υπεζωκοτική κοιλότητα και απαιτεί τουλάχιστον παροχέτευση της υπεζωκοτικής συλλογής και πιθανόν χειρουργική αντιμετώπιση. Μία ΠΥΣ καταλήγει σε εμπύημα όταν η συγκέντρωση των λευκών αιμοσφαιρίων είναι τέτοια ώστε να δημιουργηθεί πύον, το οποίο χαρακτηρίζεται ως παχύρευστο, ωχροκίτρινο θολερό υγρό. Το εμπηυματικό υγρό αποτελείται από ινική, κυτταρικά υπολείμματα, και ζωντανά ή πεθαμένα βακτήρια. Η εγκυστωμένη υπεζωκοτική συλλογή δημιουργείται από την ενδοϋπεζωκοτική δημιουργία ινωδών συμφύσεων οι οποίες δεν επιτρέπουν την ελεύθερη ροή του υπεζωκοτικού υγρού. Οι εγκυστωμένες ΥΣ μπορεί να έχουν μονήρεις ή πολλαπλές εγκυστώσεις. Στον πίνακα 1 παρατίθενται τα βιοχημικά χαρακτηριστικά των ΠΥΣ.
128 ΠΝΕΥΜΩΝ Τεύχος 2ο, Τόμος 23ος, Απρίλιος - Ιούνιος 2010 Πινακας 1. Βιοχημικά Χαρακτηριστικά των Σταδίων των Παραπνευμονικών υπεζωκοτικών Συλλογών και του Εμπυήματος (από βιβλ. 3). Χαρακτηριστικά Μη επιπλεγμένη ΠΥΣ Αδιευκρίνιστη Επιπλεγμένη ΠΥΣ ph >7.3 7.3-7.1 <7.1 Γλυκόζη (mg/dl) >60 60-40 <40 LDH (IU/L) >500 <1000 >1000 ΠαθοφυσιολογΙα και κατηγοριοποιηση Η εξέλιξη μίας μη επιπλεγμένης ΠΥΣ σε εμπύημα αντιπροσωπεύει μία φλεγμονώδη συνέχεια από μία μικρή, ελεύθερη, μη φλεγμονώδη υπεζωκοτική συλλογή σε μεγάλου όγκου καθαρό πύον το οποίο μπορεί να είναι πολυεγκυστωμένο με σχηματισμό ανελαστικού παχυπλευριτικού φλοιού ο οποίος δεν επιτρέπει την έκπτυξη του πνεύμονα μετά την παροχέτευση του υγρού (trapped lung). Κατά τα πρώτα στάδια της πνευμονίας, τα υπεζωκοτικά πέταλα αντιδρούν στα πνευμονικά παθογόνα με τη δημιουργία φλεγμονώδους αντίδρασης η οποία προάγει τη δημιουργία υπεζωκοτικού υγρού, το οποίο είναι εξιδρωματικό με αυξημένες συγκεντρώσεις λευκών αιμοσφαιρίων και λευκώματος. Αρχικά, το υπεζωκοτικό υγρό έχει φυσιολογική γλυκόζη (>60 mg/dl) και ph (>7.30) και η συγκέντρωση των λευκών αιμοσφαιρίων και της LDH είναι χαμηλή 1,2. Ο αυξημένος ρυθμός παραγωγής υπεζωκοτικού υγρού είναι αποτέλεσμα αύξησης του διαμέσου υγρού στην περιοχή της πνευμονίας και της αύξησης της διαπερατότητας των υπεζωκοτικών τριχοειδών 5. Η υπεζωκοτική συλλογή εμφανίζεται όταν η παραγωγή του διαμέσου υγρού είναι μεγαλύτερη από την απορροφητική ικανότητα των λεμφαγγείων του τοιχωματικού υπεζωκότα. Η εναπόθεση ινικής στα πέταλα του υπεζωκότα μπορεί να αποφράξει τα στόματα των λεμφαγγείων με αποτέλεσμα τη μείωση της απορροφητικής ικανότητας του υγρού από την υπεζωκοτική κοιλότητα. Τα μεσοθηλιακά κύτταρα παίζουν σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο στην ενδοϋπεζωκοτική φλεγμονώδη διεργασία. Τα μεσοθηλιακά κύτταρα δρουν ως φαγοκύτταρα και πυροδοτούν μία φλεγμονώδη αντίδραση όταν ενεργοποιηθούν από τα βακτήρια, η οποία εκδηλώνεται με την απελευθέρωση χυμοκινών (ομάδα C-X-R), κυτταροκινών (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-α, MCP-1), οξειδωτικών, και πρωτεασών. Τα ενεργοποιημένα μεσοθηλιακά κύτταρα, επίσης ρυθμίζουν τη μετανάστευση ουδετεροφίλων και μονοπύρηνων φαγοκυττάρων στην υπεζωκοτική κοιλότητα 6,7. Έχουν περιγραφεί διάφορα σχήματα κατηγοριοποίησης των υπεζωκοτικών συλλογών τα οποία έχουν προσφέρει σύγχυση στη σωστή αντιμετώπιση των ΠΥΣ και του εμπυήματος. Η πρώτη κατηγοριοποίηση είχε περιγραφεί από τους Andrews et al 8, το 1962. Η δημιουργία της ΠΥΣ ακολουθεί τέσσερα στάδια: 1) το στάδιο της ξηρά πλευρίτιδας, 2) το εξιδρωματικό στάδιο, 3) το ινοπυώδες στάδιο και 4) το στάδιο οργανοποιήσεως. Στο στάδιο της ξηράς πλευρίτιδας, η φλεγμονώδης διεργασία του πνευμονικού παρεγχύματος επεκτείνεται στον σπλαγχνικό υπεζωκότα, προκαλώντας τοπική αντίδραση αυτού. Κλινικά αυτό εκφράζεται με πλευριτικό άλγος το όποιο προκαλείται από τον ερεθισμό των αισθητικών απολήξεων του παρακείμενου τοιχωματικού υπεζωκότα. Κατά την ακρόαση του ασθενούς ανευρίσκεται ήχος τριβής. Σημαντικός αριθμός ασθενών με πνευμονία αναφέρουν πλευριτικού τύπου άλγος χωρίς την εμφάνιση υπεζωκοτικής συλλογής, το οποίο σημαίνει ότι η προσβολή του υπεζωκότα σταματά στο στάδιο αυτό σε πολλές περιπτώσεις πνευμονίας. Το εξιδρωματικό στάδιο χαρακτηρίζεται από στείρο εξίδρωμα το οποίο είναι αποτέλεσμα της αυξημένης διαπερατότητας του σπλαγχνικού υπεζωκότα. Το ινοπυώδες στάδιο αντιπροσωπεύει υπεζωκοτική φλεγμονή με την εναπόθεση ινικής στον τοιχωματικό και τον σπλαγχνικό υπεζωκότα η οποία οδηγεί στη δημιουργία εγκυστώσεων. Η γλυκόζη και το ph του υπεζωκοτικού υγρού μειώνονται ενώ η LDH αυξάνεται. Το στάδιο της οργανοποιήσεως εμφανίζεται με τη μετανάστευση ινοβλαστών στην υπεζωκοτική κοιλότητα και τη δημιουργία ανελαστικού παχυπλευριτικού φλοιού (peels) και διαφραγματίων ινικής. Η ταχύτητα και η έκταση της εξέλιξης σε εμπύημα εξαρτάται από τον τύπο και τη μολυσματική δράση του παθογόνου μικροοργανισμού, την άμυνα του ξενιστή, και την έναρξη και την αποτελεσματικότητα της αντιβιοτικής αγωγής. Έχουν προταθεί διάφορες κλινικές κατηγοριοποιήσεις της έκτασης της υπεζωκοτικής φλεγμονής και της δημιουργίας ΠΥΣ 9,10. Το 1995 ο Light 9 πρότεινε μία κατηγοριοποίηση η οποία είχε σχεδιαστεί για να βοηθάει τον κλινικό να προσδιορίζει πόσο επιθετικός πρέπει να είναι με την αρχική θεραπεία (πίνακας 2). Η κατηγοριοποίηση βασίζεται στην ποσότητα
PNEUMON Number 2, Vol. 23, Αpril - June 2010 129 ΠIνακας 2. Σταδιοποίηση και θεραπεία των παραπνευμονικών υπεζωκοτικών συλλογών και του εμπυήματος κατά Light (από βιβλ 9). Στάδια Διαγνωστικά κριτήρια Θεραπεία 1. Πιθανή Υ.Σ. <10 mm υγρού στην κατακεκλιμένη ακτινογραφία Αντιβιοτικά, συνήθως δεν χρειάζεται παρακέντηση 2. Απλή παραπνευμονική Υ.Σ. >10 mm υγρού στην κατακεκλιμένη ακτινογραφία Αντιβιοτικά και παρακέντηση Υ.Σ. 3. Οριακά επιπλεγμένη Υ.Σ. ph: 7-7.2 και/ή LDH >1000 U/L, Glu >40 mg/dl, αρνητική χρώση Gram και καλλιέργεια 4. Επιπλεγμένη Υ.Σ. ph >7 και/ή Glu <40 mg/dl και/ή θετική χρώση Gram ή καλλιέργεια 5. Πολυεγκυστωμένη Υ.Σ. Τα παραπάνω επιπλέον πολυεγκυστώσεις απεικονιστικά Αντιβιοτικά, επανειλημμένες παρακεντήσεις, πιθανή τοποθέτηση Θ.Σ. Αντιβιοτικά και τοποθέτηση Θ.Σ. Αντιβιοτικά, Θ.Σ. και έγχυση ινωδολυτικών 6. Εμπύημα Πύον, ελεύθερο ή σε μία εγκύστωση Αντιβιοτικά, Θ.Σ. ± αποφλοίωση 7. Επιπλεγμένο εμπύημα Πύον, πολυεγκυστωμένο Αντιβιοτικά, Θ.Σ. και έγχυση ινωδολυτικών, πιθανή θωρακοσκόπηση ή αποφλοίωση του υγρού που υπάρχει, τα αποτελέσματα της κατά Gram χρώσης και της καλλιέργειας του πλευριτικού υγρού, τα βιοχημικά χαρακτηριστικά της συλλογής, την παρουσία ή όχι εγκυστώσεων και τα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά του υγρού. Στους ασθενείς που ανήκουν στην κατηγορία 4 (απλή επιπλεγμένη ΠΥΣ) συνήθως απαιτείται τοποθέτηση θωρακοσωλήνα παροχέτευσης και αντιβιοτική αγωγή ενώ σε ασθενείς που ανήκουν στην κατηγορία 5 (πολυεγκυστωμένη ΠΥΣ) συνήθως απαιτείται τοποθέτηση θωρακοσωλήνα παροχέτευσης και ινωδολυτικά ή θωρακοσκόπηση εάν τα ινωδολυτικά είναι αναποτελεσματικά. Στους ασθενείς που ανήκουν στην κατηγορία 6 (εμπύημα) συνιστάται να αντιμετωπίζονται με τοποθέτηση θωρακοσωλήνα παροχέτευσης και ινωδολυτικά ± αποφλοίωση Πινακας 3. Κατηγοριοποίηση των Παραπνευμονικών Υπεζωκοτικών Συλλογών κατά την ACCP (από βιβλ. 1). Ανατομία της Υπεζωκοτικής Κοιλότητας Α0: ελάχιστη, ελεύθερη συλλογή (<10χιλ στην πλάγια κατακεκλιμένη ακτινογραφία θώρακος) Α1: μικρή έως μέτρια, ελεύθερη συλλογή (>10χιλ και <½ του ημιθωρακίου) Α2: μεγάλη ελεύθερη συλλογή ( ½ ημιθωρακίου), εγκυστωμένη συλλογή ή συλλογή με πεπαχυνσμένο τοιχωματικό υπεζωκότα Μικροβιολογία της Υπεζωκοτικής Συλλογής ΚΑΙ Βx: άγνωστα τα αποτελέσματα των καλλιεργειών και της κατά Gram χρώσης ΚΑΙ Β0: αρνητική καλλιέργεια και κατά Gram χρώση Ή Β1: θετική καλλιέργεια ή κατά Gram χρώση Βιοχημικά Χαρακτηριστικά της Υπεζωκοτικής Συλλογής Κατηγορία Κίνδυνος κακής Πρόγνωσης ΚΑΙ Cx: άγνωστο ph 1 Πολύς χαμηλός Παροχέτευση Όχι Ινωδολυτικά, VATS ή χειρουργική αντιμετώπιση Όχι ΚΑΙ C0: ph >7.20 2 Χαμηλός Όχι Όχι Ή C1: ph <7.20 3 Μέτριος Ναι Ναι Β2: πύον 4 υψηλός Ναι Ναι
130 ΠΝΕΥΜΩΝ Τεύχος 2ο, Τόμος 23ος, Απρίλιος - Ιούνιος 2010 ενώ οι ασθενείς με επιπλεγμένο εμπύημα (κατηγορία 7) συνήθως χρειάζονται θωρακοσκόπηση ή αποφλοίωση. Το Αμερικάνικο Κολλέγιο των Πνευμονολόγων (American College of Chest Physicians (ACCP) έχει δημιουργήσει μία νέα κατηγοριοποίηση των ΠΥΣ και του εμπυήματος 1, η οποία βασίζεται στα ακτινολογικά χαρακτηριστικά της υπεζωκοτικής συλλογής, στα μικροβιολογικά χαρακτηριστικά του υγρού και στα βιοχημικά χαρακτηριστικά της συλλογής (πίνακας 3). Τα σημεία κλειδιά είναι τα χαρακτηριστικά που υποδεικνύουν ότι ο ασθενής έχει μέσης-υψηλής πιθανότητας κίνδυνο για κακή έκβαση χωρίς παροχέτευση. Μία συλλογή η οποία καταλαμβάνει >50% του ημιθωρακίου, είναι εγκυστωμένη, ή συνοδεύεται από πάχυνση του υπεζωκότα έχει κακή πρόγνωση. Θετική καλλιέργεια ή κατά Gram χρώση ή η παρουσία πύου επίσης συνοδεύονται με κακή πρόγνωση. Το κριτήριο από τον βιοχημικό έλεγχο του υγρού που σχετίζεται με κακή πρόγνωση είναι ph πλευριτικού υγρού <7.20. Ενναλακτικά κριτήρια είναι η γλυκόζη του υγρού <60mg/dL ή η LDH του υγρού αυξημένη πάνω από 3 φορές του ανώτερου φυσιολογικού των επιπέδων του ορού. Η ACCP συστήνει ασθενείς κατηγορίας 3 και 4 με μέση προς υψηλή πιθανότητα για κακή πρόγνωση να αντιμετωπίζονται με παροχέτευση. Το 2003, η Βρετανική Εταιρεία Θώρακος 5 (British Thoracic Society) πρότεινε μία απλή κατηγοριοποίηση για τις παραπνευμονικές υπεζωκοτικές συλλογές. Περιλαμβάνει 3 στάδια (πίνακας 4), με τα στάδια 2 και 3 (επιπλεγμένη παραπνευμονική και εμπύημα αντίστοιχα) να απαιτούν παροχέτευση με θωρακοσωλήνα. Στην εικόνα 1 παρατίθεται σχηματική απεικόνιση των κατηγοριοποιήσεων των παραπνευμονικών υπεζωκοτικών συλλογών. Εικονα 1. Σχηματική απεικόνιση των ταξινομήσεων των παραπνευμονικών υπεζωκοτικών συλλογών (Από βιβλ. 3). ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ (Βλέπε αγγλικό κείμενο) ΠΙνακας 4. Κατηγοριοποίηση των Παραπνευμονικών Υπεζωκοτικών Συλλογών κατά την BTS (από βιβλ. 5). Στάδια Απλή παραπνευμονική Επιπλεγμένη παραπνευμονική Μακροσκοπική εμφάνιση Χαρακτηριστικά του υγρού Σχόλια Καθαρό υγρό ph >7.2 LDH <1000 IU/L Γλυκόζη >2.2 mmol/l Απουσία οργανισμών στην καλλιέργεια ή στην κατά Gram χρώση Καθαρό υγρό ή θολερό ph <7.2 LDH >1000 IU/L Γλυκόζη >2.2 mmol/l Μπορεί να είναι θετική η καλλιέργεια ή η κατά Gram χρώση Εμπύημα Πύον Μπορεί να είναι θετική η καλλιέργεια ή η κατά Gram χρώση Συνήθως υφύεται μόνο με την αντιβιοτική αγωγή. Παροχέτευση μόνο για την ανακούφιση των συμπτωμάτων εάν απαιτείται Απαιτείται παροχέτευση με θωρακοσωλήνα Απαιτείται παροχέτευση με θωρακοσωλήνα Δεν απαιτείται η μέτρηση του ph
Editorial Classification of parapneumonic pleural effusions From the pathophysiology to classification and modern treatment Stavros Anevlavis, MD, PhD 1 Demosthenes Bouros MD, PhD, FCCP 2 1 Pneumonologist, University Hospital of Alexandroupolis 2 Professor of Pneumonology, Medical School, Democritus University of Thrace, and ERS visiting professor, Medical University of Vienna, Editor-in chief PNEUMON Parapneumonic pleural effusions (PPE) and pleural empyema (PE) are pleural effusions that develop as a consequence of bacterial pneumonia, lung abscess or bronchiectasis 1,2. It is estimated that every year 4 million cases of pneumonia occur in USA, 20% require hospitalization, 20% of them have effusions, 20% progress to empyema and 20% is the mortality of empyemas. PPE and PE are clinically challenging conditions, both therapeutically and diagnostically, because of their heterogeneity 3. They range from small, uncomplicated, pleural effusions that do not require specific treatment to multiloculated effusions and empyema with pleural fibrosis, trapped lung, systemic sepsis, respiratory failure, and metastatic infection 3,4. Key words: - classification - empyema - parapneumonic pleural effusions - pleural effusions - treatment Correspondence to: Demosthenes Bouros MD, PhD, FCCP Professor of Pneumonology Head, Dept of Pneumonology, and Chairman, Dept of Internal Medicine, Democritus University of Thrace and University Hospital of Alexandroupolis Alexandroupolis, Greece, 68100 Tel/Fax: +30-25510-76106, Email: bouros@med.duth.gr Definitions An uncomplicated PPE is usually small in volume, free-flowing without loculations, and inflammatory in nature without the presence of detectable pathogens. Most often, uncomplicated PPE resolve with antibiotic therapy of the underlying pneumonia. A complicated PPE usually results from pleural infection and requires at least catheter drainage of pleural fluid and possibly surgical intervention. A PPE progresses to a PE when the concentration of leukocytes becomes sufficient to form pus, as characterized by viscous, whitish-yellow, and turbid to opaque fluid. Empyema fluid consists of fibrin, cellular debris, and viable or dead bacteria. Empyemas are not defined by results of chemical pleural fluid analysis (e.g., low ph) or the presence of detectable intrapleural pathogens in the setting of non-purulent pleural fluid 1,2. A loculated PPE develops from the intrapleural formation of fibrinous and fibrous adhesions that prevent the free-flow of pleural fluid. Loculated effusions may be unilocular or multilocular. Table 1 shows the biochemical characteristics of a parapneumonic effusion.
132 ΠΝΕΥΜΩΝ Τεύχος 2ο, Τόμος 23ος, Απρίλιος - Ιούνιος 2010 Table 1. Biochemical Characteristics of the Stages of Parapneumonic Pleural Effusions and Empyema (ref. 3). Parameter Uncomplicated Undetermined Complicated ph >7.3 7.3-7.1 <7.1 Glucose (mg/dl) >60 60-40 <40 LDH (IU/L) >500 <1000 >1000 Pathophysiology and classification The progression of an uncomplicated PPE to an organized PE represents an inflammatory continuum from a small, free-flowing, non-infected pleural effusion to a large volume of frank pus, which may be multi-loculated with thick visceral pleural peels that prevent the underlying lung from expanding to the chest wall after pleural fluid drainage ( trapped lung ). During the early stages of pneumonia, pleural membranes respond to pulmonary pathogens with a vigorous inflammatory response that promotes the formation of pleural fluid, which is exudative in nature with increased concentrations of leukocytes and proteins. Initially, the pleural fluid has a normal glucose (>60 mg/dl) and ph (>7.30) and the lactic acid dehydrogenase (LDH) concentration and the white blood cell count are low 1,2. The increased rate of pleural fluid formation results from increased lung interstitial fluid in regions of the pneumonia and increased permeability of pleural capillaries and the pleural mesothelial monolayer barrier 5. When the amount of pleural fluid entering the pleural space exceeds the capacity of the pleural lymphatics to reabsorb the fluid, a pleural effusion develops. Eventual deposition of fibrin along pleural membranes may occlude lymphatic stomata decreasing the reabsorption capacity of the pleural space for fluid. Mesothelial cells play a pivotal regulatory role in the development of the intrapleural inflammatory cascade. Mesothelial cells act as phagocytes and trigger an inflammatory response when activated by bacteria, with the release of chemokines (C X C group), cytokines (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-a, MCP-1), oxidants and proteases. Activated mesothelial cells also regulate the recruitment of neutrophils and mononuclear phagocytes to the pleural space 6, 7. It is probable that the milieu of the pleural space is modulated by the temporal presence of selective chemotactic cytokines for these inflammatory cells, which stimulates their movement from the vascular compartment along a chemotactic gradient to the pleural space. Various classification schemes have been described, Table 2. Classification and Treatment Scheme for Parapneumonic Effusions and Empyema (Light 1995). Class 1 Nonsignificant parapneumonic effusion Class 2 Typical parapneumonic effusion Class 3 Borderline complicated parapneumonic effusion Class 4 Simple complicated parapneumonic effusion Class 5 Complex complicated parapneumonic effusion Class 6 Simple empyema Class 7 Complex empyema Adapted from (9) Small <10 mm thick on decubitus X-ray No thoracentesis indicated >10 mm thick Glucose >40 mg/dl, ph >7.20 Gram stain and culture negative Antibiotics alone 7.00 < ph < 7.20 and/or LDH >1000 and glucose >40 mg/dl Gram stain and culture negative Antibiotics plus serial thoracentesis ph<7.00 and/or glucose <40 mg/dl and/or Gram stain or culture positive Not loculated not frank pus Tube thoracostomy plus antibiotics ph <7.00 and/or glucose <40 mg/dl and/or Gram stain or culture positive Multiloculated Tube thoracostomy plus thrombolytics (Rarely require thoracoscopy or decortication) Frank pus present Single locule or free flowing Tube thoracostomy± decortication Frank pus present Multiple locules Tube thoracostomy+thrombol ytics Often require thoracoscopy or decortication
PNEUMON Number 2, Vol. 23, Αpril - June 2010 133 adding to confusion regarding the right management of PPE/PE. The first classification has been described by Andrews et al (1962) 8. The formation of a PPE can be divided into four stages: (i) the dry sicca pleuritis stage, (ii) the exudative stage, (iii) the fibropurulent stage and (iv) the organization stage. In the dry sicca pleuritis stage, the inflammatory process of the pulmonary parenchyma extends to the visceral pleura, causing a local pleuritic reaction. This leads to a pleural rub and a characteristic pleuritic chest pain which originates from the sensitive innervations of the adjacent parietal pleura. A significant number of patients with pneumonia report pleuritic chest pain without developing a pleural effusion, suggesting that the involvement of the pleura may be limited to this stage in many cases of pneumonia. The exudative stage is characterized by a sterile exudate secondary to increased permeability of the visceral pleura. The fibropurulent stage represents pleural infection with the deposition of fibrin on visceral and parietal pleural membranes and the formation of loculations. Pleural fluid glucose and ph decrease and LDH increase in pleural fluid. The organization stage occurs with the influx of fibroblasts into the pleural space and formation of inelastic pleural peels and dense fibrous septations. The rapidity and extent of progression to a mature PE depend on the type and virulence of the pathogen, the patient s host defences, and the timing and effectiveness of antibiotic therapy. Various classifications have been proposed to clinically stage the extent of pleural inflammation and PPE formation 9,10. In 1995 Light 9 proposed a classification which was designed to assist the physician in determining how aggressive to be with the initial therapy (table 2). This classification is based on the quantity of fluid present, the results of Gram stains and cultures of the pleural fluid, the biochemical characteristics of the pleural fluid, the presence or absence of loculations, and the gross characteristics of the pleural fluid. Patients with class 4 (simple complicated PPE) usually require tube thoracostomy plus antibiotics while patients with class 5 (complex complicated PPE) require tube thoracostomy plus thrombolytics or thoracoscopy if the thrombolytics are ineffective. Patients with class 6 (simple empyema) is suggested to be treated with tube thoracostomy plus thrombolytics ± decortication while patients with complex empyema (class 7) usually require thoracoscopy or decortications. The American College of Chest Physicians (ACCP) has developed a new classification system for PPE/PE 1, which is based on radiological characteristics of the effusion, the pleural fluid bacteriology, and the pleural fluid chemistry (table 3). The key aspects are the characteristics that indicate that the patient has a moderate to high risk of poor outcome without drainage. An effusion that occupies >50% of the hemithorax, is loculated, or is associated Table 3. American College of Chest Physicians classification of Parapneumonic Effusions Pleural space anatomy A0: minimal, free-flowing effusion (<10 mm on lateral decubitus) A1: small to moderate freeflowing effusion (<10 mm and <1 2 hemithorax) A2: large, free-flowing effusion ( 1 2 hemithorax), loculated effusion, or effusion with thickened parietal pleura Adapted from (1) Pleural fluid bacteriology Pleural fluid chemistry AND BX: culture and Gram AND CX: ph stain results unknown unknown AND B0: negative culture and Gram stain OR B1: positive culture or Gram stain AND C0: ph >7.20 OR C1: ph <7.20 Category Risk of poor outcome Drainage 1 Very low No No 2 Low No No 3 Moderate Yes Yes B2: pus 4 High Yes Yes Additional fibrinolytic, VATS or surgery required
134 ΠΝΕΥΜΩΝ Τεύχος 2ο, Τόμος 23ος, Απρίλιος - Ιούνιος 2010 Table 4. British Thoracic Society classification scheme for parapneumonic pleural effusions. Stages Simple parapneumonic Complicated parapneumonic Macroscopic appearance Pleural fluid characteristics Clear fluid ph >7.2 LDH <1000 IU/l Glucose >2.2 mmol/l No organisms on culture or Gram stain Clear fluid or cloudy/ turbid ph <7.2 LDH >1000 IU/l Glucose >2.2 mmol/l May be positive Gram stain/culture Comments Will usually resolve with antibiotics alone. Perform chest tube drainage for symptom relief if required Requires chest tube drainage Empyema Frank pus May be positive Gram stain/culture Requires chest tube drainage No additional biochemical tests necessary on pleural fluid (do not measure ph) Adapted from (5). with thickened pleura, is associated with poor prognosis. A positive culture and/or Gram stain or the presence of pus is associated with poor prognosis. The pleural fluid chemistry criterion associated with a poor prognosis is a pleural fluid ph of <7.20. Alternative pleural chemistry criteria are a pleura fluid glucose of <60 mg/dl or a pleural fluid LDH more than three times the upper limit of normal serum levels. The ACCP recommends that patients classified in categories 3 and 4 with moderate to high risk of poor outcome to be treated with drainage. In 2003, British Thoracic Society 5 proposed a simple classification scheme for parapneumonic pleural effusions. It contains 3 stages (table 4), with stages 2 and 3 (complicated parapneumonic and empyema, respectively) Figure 1. Schematic presentation of the classifications of parapneumonic pleural effusions. Adapted from (3). requiring chest tube drainage. A schematic presentation of the classifications of parapneumonic pleural effusions is shown on Fig. 1. Reference 1. Colice GL, Curtis A, Deslauriers J, et al. Medical and surgical treatment of parapneumonic effusions : an evidence-based guideline. Chest 2000;118:1158-71 2. Bouros D, Hamm H. Infectious pleural effusions. Eur Respir Monogr 2002;7:204-218. 3. Bouros D. Parapneumonic Pleural Effusions and Empyema. In: Bouros D (ed). Pleural Disease. Informa, New York, 2009;pp.308-38 4. Light R. Pleural Diseases. Philadelphia, PA:Lippincott and Williams and Wilkins 2001 5. Davies CW, Gleeson FV, Davies RJ. BTS guidelines for the management of pleural infection. Thorax 2003;58 Suppl 2: ii18-ii28 6. Antony VB, Godbey SW, Kunkel SL, et al. Recruitment of inflammatory cells to the pleural space. Chemotactic cytokines, IL-8, and monocyte chemotactic peptide-1 in human pleural fluids. J Immunol 1993;151:7216-23 7. Sahn SA. Use of fibrinolytic agents in the management of complicated parapneumonic effusions and empyemas. Thorax 1998;53 Suppl 2:S65-S72 8. Andrews NC, Parker EF, Shaw RR. Management of nontuberculous empyema. Am Rev Respir Dis 1962;85:935-6 9. Light RW. A new classification of parapneumonic effusions and empyema. Chest 1995;108:299-301 10. Light RW, Girard WM, Jenkinson SG, George RB. Parapneumonic effusions. Am J Med 1980;69:507-12: published online, doi:0002-9343(80)90460-x [pii]