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Krankhafte Veränderungen laryngealer Reflexe können zu einer Dysphagie führen, die das Risiko erhöht, an einer lebensbedrohlichen Pneumonie zu erkranken [1]. Zum Routine-Screening und zur weiteren Charakterisierung des laryngealen Adduktionsreflexes (LAR) wurde eine Reflexauslösung durch den Abschuss von Mikrotropfen und die zeitsynchrone Aufzeichnung einer Hochgeschwindigkeits-Endoskopiesequenz vorgeschlagen [2]. Dieses Microdroplet Impulse Testing of the LAR, kurz MIT-LAR, wurde durch den Aufbau eines stereoskopischen, stablinsenbasierten Laryngoskops um eine Funktion zur Stimulationsort-Vorhersage erweitert [3]. Diese Funktion ermöglicht die Erforschung der Stimulationsort-Abhängigkeit der Reflexantwort und ultimativ die Steigerung der Patientensicherheit bei der Durchführung des MIT-LAR-Verfahrens. Um die pharyngealen anatomischen Verhältnisse besser zu berücksichtigen und so das Risiko zu minimieren, durch eine unbeabsichtigte Tangierung des hinteren Rachenraums den Würgreflex auszulösen, wird ein alternativer Ansatz mittels bildleiterbasierter Stereobildaufnahme untersucht. Ziel dieser Untersuchung ist der Nachweis, dass Bildleiterbündel als Übertragungseinheit für ein stereoskopisches MIT-LAR-Verfahren grundsätzlich ebenfalls geeignet sind.

Zwei Bildleiterbündel (XION GmbH, Berlin) mit jeweils ca. 18.000 Einzelfasern (Herstellerangabe) werden unter Berücksichtigung des Mindestkrümmungsradius in einem distal 90° gekrümmten, zweiteiligen Laryngoskopschaft fixiert (Abbildung 1 [Abb. 1]). Der Schaft wird mittels Rapid Prototyping aus einem festen Photopolymer (VeroBlackPlus, Stratasys, Ltd., Eden Prairie, USA) gefertigt und über eine Relaisoptik (Thorlabs, Newton, USA) mit einer Vergrößerung von 1,33:1 an eine Hochgeschwindigkeits-Kamera (Os7-V3-S1, IDT, Inc., Pasadena, USA) angebunden. Die Hälften des Laryngoskopschaftes werden mittels mehrerer Nut-Feder-Verbindungen formschlüssig verbunden. Zur späteren Integration einer Hochleistungs-LED und einer Vorrichtung zur Ableitung der entstehenden thermischen Energie sind entsprechende Hohlräume vorbereitet. Die optischen Komponenten können mit einer transparenten Abschlusskappe geschützt werden. Das Auflösungsvermögen des Stereoaufbaus wird mit dem bekannten USAF-Chart [4], der im Abstand von 45 mm senkrecht zur Blickrichtung des Aufbaus positioniert ist, evaluiert. Das verwendete Testbild hat eine Höhe von 48 mm und eine Breite von 49 mm.

Die Auswertung einer Probeaufnahme des USAF-Testbildes (Abbildung 2 [Abb. 2]) ergibt ein Auflösungsvermögen des aufgebauten Prototyps von 0,7 lp/mm (Linienpaaren pro Millimeter) bei einem Arbeitsabstand von 45 mm. Durch die faserbasierte Bildübertragung ist die theoretisch zur Verfügung stehende Auflösung des Stereobildes auf die Zahl der Einzelfasern begrenzt, da jede Faser einen einzelnen Bildpunkt erzeugt. Die Bildleitfasern weisen rechnerisch einen Durchmesser von ca. 8 µm auf, der einer Pixelkantenlänge von 9,12 µm auf dem CMOS-Sensor der verwendeten Kamera (Herstellerangabe) gegenübersteht. Mit einem optischen Öffnungswinkel von 80° (Herstellerangabe) der Bildleiterbündel wird die geschätzte Mindestüberlagerung der Einzelbilder von 30 mm in lateraler Richtung zur vollständigen, stereoskopischen Abbildung des Zielgebietes rechnerisch ab einem Arbeitsabstand von 28,6 mm erreicht.

Das aufgebaute, gekrümmte Laryngoskop scheint zum aktuellen Zeitpunkt für ein MIT-LAR-System geeignet, das um Stereobildgebung und somit die Möglichkeit einer Zielpunktvorhersage erweitert ist. Die Zielpunktvorhersage-Genauigkeit des bildleiterbasierten Laryngoskops wird zeitnah experimentell evaluiert. Für die klinische Anwendung ist zu erwarten, dass die anatomiegerechte Ausformung des Jet-Laryngoskopschaftes hilfreich ist, um die laryngopharyngeale Reflexaktivität und damit a priori die Artefaktrate zu verringern.

Flexible Bildleiter scheinen ein adäquates Mittel darzustellen, um ein anatomiegerechteres Stereolaryngoskop für das MIT-LAR-Verfahren zu erhalten. In der Zukunft wird ein semirigider Aufbau sowie die Integration einer Beleuchtungsvorrichtung und eines Tropfenapplikators in den Endoskopschaft untersucht.

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter den Förderkennziffern PT 2/5-1 und KA 2975/6-1.