Hat die Hyperspektralanalyse Potenzial als Standard­diagnostikum in der Wundmedizin?

Standardmäßig erfolgt die Erfolgskontrolle eines solchen Eingriffs mittels Dopplerverschlussdruckmessung, Duplexsonographie sowie in Ausnahmefällen Schnittbildgebung. Mit diesen Verfahren lässt sich zuverlässig die Makroperfusion bis in den Hohlfußbogen darstellen. Doch selbst wenn diese adäquat gewährleistet ist, ist es häufig schwierig, darüber Rückschlüsse auf die Mikroperfusion des Gewebes zu ziehen. Eine bisher etablierte Methode, die diese Mikroperfusion zumindest auf oberflächlichem Haut­niveau abbildet, ist die transkutane Sauerstoffpartialdruckmessung (tcpO₂). Die tcpO₂ kann jedoch technisch bedingt keine ortsgenaue Aussage über die Perfusion treffen (z. B. Zehenkuppen) und vor allem nicht über die eigentlich relevante Perfusion auf Kapillarebene. Diese ist jedoch relevant, wenn z. B. die Abheilungstendenz von Läsionen beurteilt werden soll. Hier kann die Hyperspektralbildgebung (hyperspectral imaging, HSI) hilfreich sein. 

Die Hyperspektralkamera sendet hierbei elektromagnetische Wellen (aus dem Nahinfrarot-, aber auch sichtbaren Spektrum) mit einer Länge von 500 nm bis 1.000 nm aus, die auf das zu untersuchende Gewebe treffen. Diese werden entsprechend der Gewebezusammensetzung sowie der Struktur und der eigenen Wellenlänge reflektiert, absorbiert und/oder gestreut (1). Ein bei der Analyse der Mikroperfusion besonders wichtiger Aspekt hierbei ist zum Beispiel, dass oxygeniertes und desoxygeniertes Hämoglobin unterschiedliche Absorptionsspektren – also unterschiedliche spektrale Signaturen – aufweist, was es unterscheidbar macht. 

Zudem kann durch die unterschiedliche Eindringtiefe der Wellenlängen in das Gewebe (bis zu 6 mm) nicht nur die Durchblutung der Epidermis (StO2, ähnlich der tcpO₂) beurteilt werden, sondern auch die Perfusion der Kapillarebene (Near Infrared (NIR)-Perfusion-Index) durch den Nahinfrarotbereich des Spektrums. Die Kamera erfasst hierbei diese hyperspektralen Daten für jeden virtuellen Bildpunkt – ermöglicht also eine genaue Ortsauflösung. Diese so gewonnenen Informationen werden in einem entsprechenden Falschfarbenbild (rot hoher Wert, blau niedriger Wert) kodiert und geben so eine ortsgenaue Information über die Mikroperfusion des betroffenen Gewebes. Dabei ist die Untersuchungsmethode berührungslos und dauert nur ca. 6 Sekunden (vs. 15 min bei der tcpO₂-Messung) (Abb. 1 und 2).