Quantitative Perfusionsanalyse durch Laser Speckle Contrast Analysis (LASCA) Perfusions-Imaging von kritisch perfundierten Geweben Quantitative Perfusion

Zusammenfassung

Hintergrund: Die suffiziente Perfusion von Geweben ist die Voraussetzung für den Erfolg von Gewebetransplantationen und ihre langfristige Stabilität nach Wundheilung. Laser-Doppler gestützte Verfahren stellen die relative Gewebeperfusion effektiv dar. Die Entwicklung des Speckle-basierten Laser-Doppler Imagings erlaubt eine Echtzeit-Darstellung der Gewebeperfusion. Die Perfusion der für die plastische Chirurgie kritischen Gewebe, wie Narbengewebe, Replantationen und Verbrennungswunden wurden systematisch durch Laser Speckle Contrast Analysis (LASCA) Imaging analysiert.

Methode: Die Perfusion von Haut, Narben, phalangealen Replantationen sowie der unterschiedlichen Verbrennungsgrade (IIa, IIb und III), wurden mit LASCA-Imaging systematisch untersucht. Die basale Perfusion von Kontrollgewebe und kompromittierten Geweben wurden dabei quantifiziert und miteinander verglichen.

Ergebnisse: LASCA-Imaging zeigt signifikante Perfusionsunterschiede von basaler Haut, atrophen und hypertrophen Narben sowie Keloiden. In der Detektion der kritischen arteriellen Perfusionsstörung von phalangealen Replantationen besteht ein signifikanter Perfusionsunterschied, der die Einschätzung des klinischen Befundes unterstützt. Ein signifikanter Unterschied der Perfusion zeigt sich in den klinisch schwer unterscheidbaren IIa- vs. IIb-gradigen Verbrennungen, während bei III-gradigen Verbrennungen eine charakteristische Minderperfusion besteht, die sich signifikant von IIa- und IIb-gradigen Verbrennungen nicht jedoch von der basalen Hautperfusion unterscheidet. Darüber hinaus zeigt sich eine Korrelation der Perfusionswerte der unterschiedlichen Verbrennungsgrade mit dem klinischen Verlauf.

Conclusio: Das Speckle-basierte Laser-Doppler Imaging ist eine robuste Methode, die eine hohe Auflösung und Geschwindigkeit der Darstellung miteinander kombiniert. Eine Minderperfusion von Geweben die im plastisch-chirurgischen Bereich von Bedeutung sind, wie Narben, phalangeale Replantationen sowie die unterschiedlichen Verbrennungsgrade (IIa, IIb und III) kann durch LASCA-Imaging mit hoher Präzision detektiert werden. Durch die erleichterte Anwendbarkeit und Unmittelbarkeit der Darstellung in Echtzeit, kann Speckle-basiertes Laser-Doppler-Imaging standardisiert zur Beurteilung der Gewebeperfusion nach plastisch-chirurgischen Eingriffen eingesetzt werden und die weitere Therapieentscheidung beeinflussen.

Abstract

Background: The success of tissue transplantation and long-term tissue stability after wound healing depends on sufficient tissue perfusion. Laser Doppler-supported procedures allow for an objective measurement of relative tissue perfusion. The development of Speckle-based Laser Doppler imaging now enables a real-time representation of tissue perfusion. The perfusion of tissues relevant in plastic surgery such as scars, phalangeal replantations and burn wounds were systematically analysed by Laser Speckle Contrast Analysis (LASCA) imaging.

Method: Perfusion of skin, scars, replanted fingers and different burn wound degrees (IIa, IIb and III) were systematically examined by LASCA imaging. Baseline perfusion of control tissue and perfusion values of compromised tissues were quantified and compared.

Results: LASCA imaging shows significant differences in baseline perfusion of skin compared to atrophic scars, hypertrophic scars and keloids. Finger replantations with subsequent replantation failure show a characteristic and significant hypoperfusion in line with the expected clinical feature. A significant difference in tissue perfusion is seen in superficial (IIa) and superficial deep (IIb) burns, which are hard to distinguish on clinical examination. Deep burns (III) are characterised by hypoperfusion, which differs significantly from grade IIa and IIb burn wound perfusion, but not from baseline skin perfusion. Furthermore, the characteristic perfusion values of different burn degrees correspond to the varying treatment strategies.

Conclusion: LASCA imaging is a robust method of perfusion imaging, which combines high resolution and speed. Hypoperfusion of tissues relevant to plastic surgery such as scars, phalangeal replantations and the different burn degrees (IIa, IIb and III) can be detected by LASCA imaging with high precision. Ease of use and immediate real-time imaging make LASCA imaging a reliable tool for the evaluation of tissue perfusion after plastic surgery procedures, which may influence further treatment decisions.

Schlüsselwörter

Laser Doppler Imaging - Revaskularisation - Verbrennungschirurgie - Replantation

Key words

laser doppler imaging - perfusion - revascularisation - burn surgery

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