Remissionsspektroskopie chronischer Wunden

Einführung

Die Beurteilung des Heilungsverlaufs chronischer Wunden ist schwierig. Bisher war der Einsatz nichtinvasiver Verfahren wie der Spektroskopie über offenen Wunden stark limitiert. Wir haben ein berührungsfreies Meßverfahren entwickelt und zur Beurteilung der Wundheilung bei chronischen Ulzera (Wunden) der unteren Extremität erprobt. Die Remission der Haut ist abhängig von Absorption und Streuung. Absorbierende Chromophore sind hauptsächlich Melanin und Hämoglobin. Hämoglobin zeigt verschiedene Absorptionsbanden, z.B. die des Oxyhämo-globins bei 548 und 575 nm (Abb. 1) [2]. Wasser absorbiert hauptsächlich im nahen infraroten (950, 1200, 1450 nm) und infraroten Bereich.

Material und Methoden

Es wurden 20 Patienten mit chronisch venösen, arteriellen und gemischten Ulzera mehrfach in 14tägigen Abständen untersucht. Die Einschätzung des aktuellen Wundzustandes erfolgte durch einen Wundscore. Mit dem SKINREM VIS/NIR (Spektrometerkasetten J&M, Dioden-Array Module Carl Zeiss Jena) wurden spektroskopische Messungen berührungslos über der Wunde sowie der Wundumgebung durchgeführt (Abb. 2). Beleuchtet wurde die Haut im sichtbaren (400-750 nm) und nahen infraroten (750-1600 nm) Wellenlängenbereich.

Zusammenfassung und Ausblick

Remissionsspektroskopie wird eingesetzt zur Einschätzung von Mikro-zirkulation, Erythemstärke sowie Pigmentierungsgrad. Anwendung findet die Methode auch in der Pharmakologie, um das Penetrationsverhalten von Medikamenten in die Haut zu bestimmen [1,3,4]. Die Remissionsspektren chronischer Wunden werden hauptsächlich durch die Hämoglobinabsorption beeinflußt. Im Gegensatz zu nichtheilenden Wunden führt Granulations-gewebe im Spektrum zu einer ausgeprägteren HbO2-Doppelbande und zu einem höheren Anstieg der Remission zwischen 575 und 630 nm. Das von uns entwickelte berührungsfreie Verfahren erlaubt die Messung über offenen Wunden und ohne Beeinflussung der Mikrozirkulation durch Sondenauflage-druck. Mit dem SKINREM VIS/NIR ist auch ein Abscannen der gesamten Wundfläche möglich. Die Anwendungsergebnisse sind vielversprechend.

Literatur1. Sennhenn B, Giese K, Plamann K, Harendt N, Kölmel K. In vivo evaluation of the penetration of topical applied drugs into human skin by spectroscopic methods. Skin Pharmacol 1993;6:152-160.2. Sowa MG, Mansfield JR, Scarth GB, Mantsch HH. Noninvasive assessment of regional and temporal variations in tissue oxygenation by near-infrared spectroscopy and imaging. Soc Appl Spectroscopy 1996,51:143-1523. Takivaki H, Serup J. Measurement of erythema and melanin indices. In: Serup J, Jemec GBE. Non-invasive Methods and the Skin. Boca Raton: CRC Press,1995;377-384.4. Westerhof W. CIE Colorimetry. In: Serup J, Jemec GBE. Non-invasive Methods and the Skin. Boca Raton: CRC Press,1995;385-398.

Liebold Ka,b, Kühn Tb, Schmidt W-Db, Faßler Db, Wollina Ua

aKlinik für Dermatologie, Friedrich Schiller Universität JenabGMBU e.V. Jena

Abb. 2. SKINREM VIS/NIR (GMBU Jena)

0

10

20

30

40

50

60

70

400 600 800 1000 1200 1400 1600

Wellenlänge in nm

Re

mis

sio

n (

%)

.

Nekrosen undFibrinbeläge,Patient A

Granulations-gewebe,Patient B

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

500 550 600 650 700 750 800 850 900

Wellenlänge in nm

1. A

ble

itu

ng

Nekrosen undFibrinbeläge,Patient A

Granulations-gewebe,Patient B

Abb. 6. Unterschiedliche Remissionsanstiege in zwei Wundqualitäten

Ergebnisse

Verschiedene Wundqualitäten lassen typische Remissionsspektren erkennen. Granulationsgewebe ist durch hohes Blutvolumen und einen hohen Anteil von HbO2 gekennzeichnet. Dies führt im Spektrum zu einer ausgeprägten HbO2-Doppelbande (448, 575 nm) und zu einem höheren Anstieg der Remission zwischen 575 und 630 nm. Spektren nekrotischer und stark fibrinös belegter Wunden zeigen dagegen eine geringere HbO2-Doppelbande und einen geringeren Anstieg der Kurve zwischen 575 und 630 nm (Abb. 3,4,5). Die erste Ableitung der Spektren verdeutlicht die unterschiedlichen Anstiege verschiedener Wundqualitäten (Abb. 6). Bei erhöhtem transepidermalen Wasserverlust (TEWL) der Wundumgebung konnte spektroskopisch ein höherer Wassergehalt der Haut durch geringere Remission bei 1200 nm nachgewiesen werden. Colorimetrische Messungen korrelierten mit den aufgenommenen Spektren.

Abb. 4. Patient A Abb. 5. Patient B

Abb. 3. Remissionsspektren bei verschiedenen Wundqualitäten

Melanin

Oxyhämoglobin

Deoxyhämoglobin

Rel

ativ

e A

bsor

ptio

n

Wellenlänge in nm

500 600 700

Abb. 1. Relative Absorption