Laser-Scanning-Mikroskopie

Zuletzt aktualisiert am: 10.05.2018

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Synonym(e)

Confocal microskopy; Konfokale Laserscanmikroskopie; Laserscanmikroskopie; Laser scanning microscopy; Laserscanningmikroskopie; Scanning laser microscopy

Definition

Nichtinvasive Methode zur hochauflösenden in-vivo-Darstellung von Gewebe in Echtzeit, durch die Verwendung von Laserstrahlen definierter Wellenlängen im Auflichtvefahren. Der Laserstrahl wird auf eine Ebene innerhalb der Haut fokussiert,  an Grenzflächen mit hohem Brechungsindex reflektiert und auf einen Detektor geleitet. Durch eine vorgeschaltete Lochblende werden ausschließlich Signale aus einer definierten horizontalen Ebene zur  Bildgebung herangezogen. Strukturen mit hoher Reflexion stellen sich hell dar, wie bspw. Keratine und Melanin.
Die Methode eignet sich zur Differenzierung benigner und maligner oberflächlicher Hauttumoren melanozytärer und epithelialer Herkunft. Bei  horizontaler Schnittführung mit einer Schnittdicke von 5 µm, gelingt die Beurteilung des Gewebes auf zellulärer Ebene bis zu einer Eindringtiefe von 250 µm.
Die laterale Bildauflösung liegt mit 0,5-1,0um auf zellulärem Niveau. Die axiale Auflösung (Schichtdicke) liegt bei 3-5um.
 

Allgemeine Information

Auch für einen erfahrenen Histologen erfordert die horizontale Darstellung der Gewebeschichten ein komplettes Umdenken bei der Interpretation der Strukturen. Wie bei sonographischer Techniken reflektiert das Laserlicht an Grenzflächen, Licht an optischen und Ultraschall an akustischen Grenzflächen. Starke  Lichtreflexionen erfolgen in der Haut  durch Keratin, Melanin, Kollagen, Kalk und verschiedene Fremdkörper. Andere optisch „homogene“ Strukturen, die sich mit den üblichen Färbeverfahren bei der Durchlichtmikroskopie gut dargestellt werden, stellen sich im Laserscan strukturlos oder strukturschwach dar.   

Der große Vorteil der Technik: Die Untersuchung des Gewebes ist in Echtzeit möglich. Das Ergebnis des mikroskopischen Untersuchungsverfahrens steht sofort zur Verfügung und kann mit dem Patienten besprochen werden..

Indikation

In der Dermatologie eignet sich die konfokale Lasermikroskopie zur nichtinvasiven Diagnostik oberflächennaher Hautstrukturen. Leitliniengerecht ist die konfokale Lasermikroskopie zur Diagnostik oberflächennaher melanozytärer und epithelialer Tumoren indiziert, wie bspw.  malignes Melanom oder Basalzellkarzinom oder  aktinische Keratose . Eine Aussage zur Dignität der Veränderungen ist erfahrenen Untersuchern möglich. Beurteilt wird die Erhaltung der regulären Architektur von Epidermis, Junktionszone, Papillarkörper,  das Auftreten atypischer Zellen.

http://www.awmf.org/uploads/tx_szleitlinien/013-076l_S1_Konfokale_Lasermikroskopie_2011-07_01.pdf.

Die Detektion und Position von homogenen Naevuszellnestern erlaubt die Differenzierung Junktionsnaevus, Compoundnaevus, dermaler Naevus. Charakteristische Nester mit Palisadenstruktur in der Dermis kennzeichnen das Basalzellkarzinom. Die Aufhebung der regulären Epidermisarchitektur, die sich in der konfokalen Lasermikroskopie als Honigwabenmuster oder Kopfsteinpflastermuster darstellt, kennzeichnet aktinische Keratosen und Plattenepithelkarzinome.

Bei den oberflächlichen entzündlichen Hauterkrankungen ist eine diagnostische Aussage schwierig. Verlaufsbeobachtungen und Quantifizierung von Therapieeffekten sind jedoch gut möglich.

In der Diagnostik verfärbter Finger- und Fußnägel lassen sich Pilzfäden in der Nagelplatte einer Onychomykose sehr gut und in Echtzeit detektieren. Eine weitere Indikation stellt der Nachweis von Fremdkörpern dar: so lässt sich z.B. ein Fadengranulom gut von einem lokalen Tumorrezidiv abgrenzen.

Eine Einschränkungen erfährt das Verfahrens bei tiefer gelegenen Prozessen. Sie entziehen sich sich aufgrund der geringen Eindringtiefe des Laserstrahls (etwa 250 µm) ihrer Darstellung.

 

Hinweis(e)

Die konfokale Lasermikroskopie lässt sich auch ex vivo an frisch exzidiertem Gewebe „wie eine Schnellschnittdiagnostik“ einsetzen. Dieser diagnostische Ansatz kann, bei entsprechender Erfahrung des Untersuchers, für die „mikroskopisch kontrollierte Chirurgie“ von Hauttumoren an Bedeutung gewinnen.

Bei Einsatz monochromatischen Laserlichts und geeigneter Filter kann neben der Reflektion auch eine Fluoreszenz zur Bildgebung genutzt werden. Hierfür müssen die zu untersuchenden Hautareale mit Fluoreszenzfarbstoffen, die dort injiziert werden, angefärbt werden.

Geräte

Für die konfokale Lasermikroskopie werden Geräte mit einem oder mehreren Lasern als Lichtquelle eingesetzt, die sowohl zur in vivo als auch ex vivo Untersuchung der Haut herangezogen werden können.  Neben der Lichtquelle bei 830 nm, kommen Laser bei 445 nm, 488 nm, 658 nm und 785 nm für die Fluoreszenz- und Reflektionsdiagnostik zum Einsatz.

im Handel sind z.B. Vivascope 1500, das in unterschiedlichen Schichttiefen eine Fläche von 8 x 8 mm abscannen kann, sowie das Vivascope 3000, ein Handgerät, das eine Fläche von 0,75 x 0,75 mm abdeckt und auch für schwerer zugängliche Stellen wie z.B. Nase, Ohr oder Auge geeignet ist.

Literatur
Für Zugriff auf PubMed Studien mit nur einem Klick empfehlen wir Kopernio Kopernio

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  9. Ulrich M (2015) Confocal laser scanning microscopy Hautarzt 66:504-510
  10. Welzel J et al (2011) AWMF- Leitlinie “Konfokale Lasermikroskopie in der Dermatologie” AWMF-online
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