gms | German Medical Science

20. Wissenschaftliche Jahrestagung der DGPP Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

12. bis 14.09.2003, Rostock

Optische Charakterisierung von Stimmbändern mittels OCT

Vortrag

  • corresponding author Kathrin Lüerßen - Klinik und Poliklinik für Phoniatrie und Pädaudiologie der Medizinischen Hochschule Hannover, Carl-Neuberg-Str. 1, 30623 Hannover, Tel. 0511 532 9218
  • author Holger Lubatschowski - Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419 Hannover, Tel. 0511 2788 279
  • author Hagen Gasse - Anatomisches Institut der Tierärztlichen Hochschule Hannover, Bischofsholer Damm 15, 30173 Hannover, Tel.: 0511/856-7573
  • author Rüdiger Koch - Anatomisches Institut der Tierärztlichen Hochschule Hannover, Bischofsholer Damm 15, 30173 Hannover, Tel.: 0511/856-7535
  • author Martin Ptok - Klinik und Poliklinik für Phoniatrie und Pädaudiologie der Medizinischen Hochschule Hannover, Carl-Neuberg-Str. 1, 30623 Hannover, Tel. 0511-532-9104

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 20. Wissenschaftliche Jahrestagung der DGPP. Rostock, 12.-14.09.2003. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2003. DocV06

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgpp2003/03dgpp011.shtml

Veröffentlicht: 12. September 2003

© 2003 Lüerßen et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Zusammenfassung

Hintergrund: Die Optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein nichtinvasives Verfahren zur Darstellung einzelner Schichten von transparentem oder streuendem Gewebe. Die Messung basiert auf einer Abtastung des Gewebes durch einen schwachen Laserstrahl nach einem dem Echolot ähnlichen Prinzip. Methodik: Es wurden Stimmlippen von Schweinen mit Hilfe der OCT untersucht. Die Gewebepartien wurden anschließend histologisch aufgearbeitet. Ergebnisse: OCT-Bilder und histologische Schnitte weisen im hohen Maße vergleichbare Schichten und Zellen bis in den µm-Bereich auf. Schlussfolgerung: Die OCT eröffnet neue Diagnosemöglichkeiten im Bereich der Phonochirurgie. Sie stellt eine nichtinvasive, quasi histologische Untersuchung in vitro dar. Weitere Studien werden die in vivo Vergleichbarkeit klären müssen.


Text

Einleitung

Die Optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein Verfahren zur Darstellung einzelner Schichten von transparentem oder streuendem Gewebe. Die Messung basiert auf einer Abtastung des Gewebes durch einen schwachen Laserstrahl nach einem dem Echolot ähnlichen Prinzip. Mit Hilfe dieses neuen Verfahrens können Gewebestrukturen in einer Tiefe von bis zu 2 mm unterhalb der Oberfläche nichtinvasiv, mit einer Genauigkeit im µm-Bereich dargestellt werden.

Das Messsystem kann sowohl in ein OP-Mikroskop als auch in ein Laryngoskop integriert werden. Der Arbeitsabstand zur Gewebeoberfläche beträgt typischerweise einige Millimeter, das Arbeitsfeld in der Regel ein bis zwei Millimeter.

Indikationen

Aussagen zur feingeweblichen Struktur von Stimmlippen werden üblicherweise durch eine Gewebeprobe und anschließende histologische Aufarbeitung gewonnen. Mit Hilfe der Optischen Kohärenztomographie sollen Aussagen zu feingeweblichen Stimmlippenveränderungen gewonnen werden, ohne invasiv zu handeln.

Komplikationen nach Gewebeexcision an Stimmlippen führten nicht selten zu einem partiellen oder phonatorischen Stimmlippenstillstand mit z. T. nachfolgender irreversibler Vernarbung. Mittels OCT soll nun eine nichtinvasive Diagnostik zum Einsatz kommen.

Insbesondere die präoperative Beurteilung der Stimmlippenveränderungen erscheint von Bedeutung, da auf diese Weise eine Aussage über Ausdehnung der Gewebeveränderung, sowie über deren Struktur und Dignität gewonnen werden kann. Gewebeveränderungen stellen bei dieser Anwendung jegliche Form von entzündlichen Veränderungen dar. Indikationen sind weiterhin Hyperkeratosen, Leukoplakien, Phonationsverdickungen, polypoide Schleimhautverdickungen, Ödeme aber auch Kontaktveränderungen, wie Rötungen, Pachydermien, Erosionen, Ulcerationen und Granulome. Auch die Untersuchung funktioneller Stimmstörungen ohne morphologisches Korrelat stellt eine Indikation dar.

Material und Methoden

In einer ersten Studie wurden sowohl Phantome als auch frisch extrahierte Stimmlippen des Schweins untersucht. Als Phantome dienten geschichtete Agar-Gele. Diese Untersuchungen waren notwendig, um das System zu kalibrieren. Die Schweinestimmlippen wurden aus dem Kehlkopf herauspräpariert, um sie dem Messsystem zugänglich zu machen.

Nach erfolgtem OCT-Scan wurde der Messbereich markiert und die Gewebeprobe für die vergleichenden lichtmikroskopischen Untersuchungen aufbereitet.

Ergebnisse

OCT-Messungen werden ähnlich dem Ultraschall (B-Scan) als zweidimensionale Falschfarben - bzw. Graustufenbilder - dargestellt. Die Farbwerte entsprechen dabei der Intensität des zurückgestreuten infraroten Laserlichtes. Die Rückstreuung des Lichtes erfolgt entweder durch Unterschiede im optischen Brechungsindex einzelner Gewebeschichten oder Faserbündel bzw. durch direkte Streuereignisse an einzelnen Streukörpern wie beispielsweise Zellorganellen.

Abbildung 1 [Abb. 1] zeigt eine lichtmikroskopische Darstellung der hinteren Stimmlippe vom Schwein. Deutlich zu erkennen ist das Epithel (Dicke ca. 50 µm), sowie das darunterliegende Bindegewebe, welches dem „Reinke-Raum" beim Menschen entspricht. Es enthält zahlreiche Kapillaren und Arteriolen und lässt zwei Bereiche erkennen: Subepithelial zeigt sich ein schmaler Saum zellreichen, dichten Bindegewebes; darunter ist Bindegewebe mit dickeren Kollagenfaserbündeln zu erkennen. Am unteren Bildrand erscheint die Skelettmuskulatur („M. vocalis").

Abbildung 2 [Abb. 2] zeigt einen entsprechenden OCT-Scan. Die obere, ca. 50 - 80 µm dicke Schicht lässt sich als Epithel identifizieren, mit einem darunter liegenden subepithelialen Aufhellungsstreifen. Das sich anschließende Gewebe erscheint oberflächenparallel hell-dunkel-gestreift, mit größeren dunkelfarbigen Unterbrechungen, die als Gefäße interpretiert werden können.

Schlussfolgerung

OCT-Bilder und histologische Schnitte weisen im hohen Maße vergleichbare Schichtstrukturen mit einer Genauigkeit bis in den µm-Bereich auf. Die OCT stellt damit eine nichtinvasive Gewebeuntersuchung in histologischer Größenordnung dar und eröffnet damit neue Möglichkeiten in der Kehlkopfdiagnostik mit hoher Aussagekraft. Weitere Studien werden die in vivo Vergleichbarkeit klären müssen.


Acknowledgements

Das verwendete OCT-System wurde uns freundlicherweise von der Firma ISIS-Optronics, Mannheim zur Verfügung gestellt.