AG Intraoperatives Laser Speckle Imaging

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Umsetzung und Erforschung von Laser Speckle Contrast Imaging (LSI= engl. Laser Speckle Imaging) als neues, nicht invasives Bildgebungsverfahren zur optischen Echtzeitmessung des zerebralen Blutflusses bei neurochirurgischen Operationen.

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Mitarbeiter/ Leiter der Arbeitsgruppe

PD Dr. med. Johannes Woitzik

Stellvertretender Klinikdirektor und Leitender Oberarzt


Projektbeschreibung

Obwohl das Auftreten von ischämischen Schlaganfällen eine gefürchtete Komplikation bei neurochirurgischen Eingriffen darstellt, sind geeignete Methoden zur direkten Messung des zerebralen Blutflusses während einer Gehirnoperation gegenwärtig nicht verfügbar. Folglich besteht ein hoher Bedarf zur Etablierung von neuen, nicht-invasiven Verfahren zur intraoperativen Blutflussmessung im Gehirn. Einen vielversprechenden Ansatz stellt hier die Methode der optischen Blutflussmessung mittels kontinuierlicher Laser Speckle Bildgebung (LSI) dar. Wesentliche Vorteile von LSI gegenüber alternativ verfügbaren Technologien sind die hohe räumliche und zeitliche Auflösung, die einfache und mobile Handhabung sowie die intuitive Interpretierbarkeit der detailreichen, farbcodierten Laser Speckle Filmsequenzen.

In unseren Vorarbeiten konnten wir bereits demonstrieren, dass intraoperartives LSI bei einem breiten Spektrum an neurochirurgischen Erkrankungsbildern aus dem vaskulären Formenkreis (Aneurysma- und Bypass-Patienten) einfach, zuverlässig und sicher eingesetzt werden kann.¹'²

Neben unserem Fokus, die routinemäßige, intraoperative Implementierung von LSI weiter voranzutreiben (beispielsweise durch Integration der Technologie in das Operationsmikroskop), liegt ein zweiter Anwendungsschwerpunkt in der klinischen Erforschung von Patienten, bei denen aufgrund eines malignen Media Infarkts eine dekompressive Hemikraniektomie erforderlich ist. Im Rahmen der COSBID Studie (COoperate Study on Brain Injuring Depolarizations) wird hier einerseits der Einfluss von sogenannten peri-Infarkt Depolarisatoren auf die regionalen Durchblutungsverhältnisse und den Gehirnstoffwechsel untersucht und andererseits die intraoperative Validierung von LSI realisiert.3-5

Eine aktuell laufende Untersuchung bei Patienten mit malignen Media Infarkt beschäftigt sich durch Anwendung von intraoperartivem LSI mit der Charakterisierung der zerebralen Autoregulation in der Akutphase des ischämischen Schlaganfalls.

Zur Betreuung dieses Projektes werden gegenwärtig Doktoranden gesucht.

Referenzen

  • 1. Hecht N, Woitzik J, Dreier JP, Vajkoczy P. Intraoperative monitoring of cerebral blood flow by laser speckle contrast analysis. Neurosurg Focus. 2009 ed.2009 Oct;27(4):E11
  • 2. Hecht N, Woitzik J, König S, Horn P, Vajkoczy P. Laser speckle imaging allows realtime intraoperative blood flow assessment during neurosurgical procedures. J Cereb Blood Flow Metab. 2013 Jul;33(7):1000-7.
  • 3. Woitzik J, Hecht N, Pinczolits A, Sandow N, Major S, Winkler MKL, et al. Propagation of cortical spreading depolarization in the human cortex after malignant stroke. Neurology. 2013 Mar;80(12):1095-102.
  • 4. Woitzik J, Pinczolits A, Hecht N, Sandow N, Scheel M, Drenckhahn C, et al. Excitotoxicity and metabolic changes in association with infarct progression. Stroke. Lippincott Williams & Wilkins; 2014 Apr;45(4):1183-5
  • 5. Prinz V, Hecht N, Kato N, Vajkoczy P. FLOW 800 allows visualization of hemodynamic changes after extracranial-to-intracranial bypass surgery but not assessment of quantitative perfusion or flow. Neurosurgery. 2014 Jun;10 Suppl 2:231-8-discussion238-9. 

Abbildung 1

Bild: intraoperatives Setup

Intraoperativer Aufbau des mobilen Laser Speckle Geräts mit angeschlossenem Laptop zur Echtzeitmessung und optischen Darstellung des zerebralen Blutflusses während einer Operation.

Abbildung 2

Intraoperative Laser Speckle Blutflussmessung bei 2 Patienten mit malignem Media Infarkt nach Durchführung einer dekrompressiven Hemikraniektomie. Der rot und grün-schattierte Bereich in den Schwarz-Weiß Aufnahmen auf der linken Seite zeigt das wahre Ausmaß der kortikalen Infarzierung (gemessen an einer frühen postoperativen MRT Untersuchung) mit guter visueller Korrelation zu der vermuteten Infarktgrenze im farbcodierten Laser Speckle Bild.


Kontakt und Promotionsanfragen

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