Die Anwendung optoakustischer Verfahren und der konfokalen Laserscan-Mikroskopie für das Monitoring des Therapieverlaufs in psoriatischer Haut

Psoriasis ist eine der häufigsten chronisch entzündlichen Hauterkrankungen und bedeutet für die Betroffenen oftmals einen erheblichen Leidensdruck. Psoriasis ist nicht heilbar und eine Besonderheit dieser Erkrankung besteht darin, dass sie stark zu Rezidiven neigt. Eine Langzeittherapie ist mit unerwünschten Nebenwirkungen verbunden. Das rechtzeitige Erkennen von Rezidiven und eine verlässliche Verlaufskontrolle des Therapieverlaufs wären wünschenswert. Veränderungen der Architektur der Hautgefäße spielen bei dieser Erkrankung eine besondere Rolle. Die typischen Kapillarveränderungen können bereits früh und vor dem Auftreten des klinischen Erscheinungsbildes nachgewiesen werden. Nach Abschluss der Therapie und Abheilung der oberflächlichen Hautläsionen wird persistierenden Kapillarveränderungen die Begünstigung eines Rezidivs zugeschrieben. Eine Veränderung und Erweiterung der Kapillargefäße geht mit einer deutlichen Verbreiterung der dermalen Papillendurchmesser einher. Die konfokale Laserscan-Mikroskopie ist eine etablierte, nichtinvasive Methode in der Dermatologie und wurde bereits in Studien für die Überwachung des Therapieverlaufs bei Psoriasis untersucht. Die Optoakustik ist ein innovatives und nichtinvasives Verfahren mit vielversprechendem Potential für den klinischen Einsatz. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung dermaler Gefäßstrukturen von elf Psoriasis-Patienten und sechs gesunden Probanden mit einem optoakustischen System. Das verwendete Gerät wurde vom Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik IBMT in St. Ingbert in Zusammenarbeit mit der Firma kibero (kibero GmbH, Saarbrücken) im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes „SKINSPECTION“ entwickelt. Zusätzlich wurden die dermalen Papillendurchmesser unter Verwendung eines konfokalen Laserscan-Mikroskops an sechs gesunden und sechs Psoriasis-Patienten bestimmt. In den optoakustischen Untersuchungen zeigten sich keine Unterschiede im mittleren Gefäßdurchmesser und der Volumeneinnahme der Gefäße im Gewebe zwischen gesunden Probanden und nichtläsionalen und läsionalen Hautarealen von Psoriasis-Patienten. An den tiefer gelegenen Blutgefäßen der Haut konnten keine pathologischen Veränderungen festgestellt werden. Die Untersuchungen an Psoriasis-Patienten mittels konfokaler Laserscan-Mikroskopie zeigten einen signifikanten Unterschied (Wilcoxon-Test, p= 0,028) zwischen den Durchmessern der dermalen Papillen der läsionalen Hautareale (0,114 ± 0,012 mm) im Vergleich zu den nichtläsionalen Hautarealen (0,079 ± 0,005 mm) . Es konnte kein signifikanter Unterschied der Papillendurchmesser in der Haut von gesunden Probanden (0,074 ± 0,006 mm) im Vergleich zu nichtläsionalen Hautarealen von Psoriasis-Patienten (0,079 ± 0,005 mm) festgestellt werden. Der für diese Untersuchungen verwendete Prototyp eines optoakustischen Messsystems ermöglichte keine Darstellung von kapillären Strukturen. Die Auflösung war aufgrund der angewandten Ultraschallfrequenz nicht ausreichend, um Veränderungen an den Kapillarschlingen zu erfassen. Die Laserscan-Mikroskopie hingegen ist eine aufwändige Technologie, die jedoch eine Unterscheidung zwischen gesunder und pathologischer Haut erlaubt.Psoriasis is one of the most common chronic inflammatory skin diseases and often means a substantial burden for those affected. Psoriasis is not curable and a peculiarity of this disease is its proneness to recurrence. Long-term therapy is associated with adverse side effects. The timely recognition of recurrence and a reliable follow-up during therapy would be desirable. Transformation in the architecture of dermal blood vessels play a special role in this disease. Typical capillary changes can be detected early and before the onset of clinical presentation. After completion of therapy and healing of superficial skin lesions, persistent capillary changes may favor relapse. Alteration and enlargement of the capillaries is associated with a significant broadening of the dermal papilla diameters. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) is an established non-invasive method in dermatology and has been studied for its use in monitoring psoriasis. Optoacoustics is an innovative and non-invasive procedure with promising potential for clinical applications. The purpose of this study was to investigate the vascular structures of eleven psoriatic patients and six healthy volunteers with an optoacoustic device. For the measurements, the Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik IBMT (St. Ingbert, Germany) provided a system that had been developed in collaboration with the company kibero (kibero GmbH, Saarbrücken, Germany) within the European research project „SKINSPECTION“. Additionally, the diameter of the dermal papillae of six patients and six healthy volunteers was determined using Confocal laser scanning microscopy. The optoacoustic examinations revealed no differences in average vessel diameter and vasculature per unit volume in healthy volunteers versus non-lesional and lesional areas of psoriasis patients. At the deeper skin level, no pathological vascular changes could be detected. Using the CLSM sytsem, a significant difference (Wilcoxon test, p = 0.028) between the diameters of the dermal papillae of lesional skin areas (0.114 ± 0.012 mm) compared to non-lesional skin areas (0.079 ± 0.005 mm) was found. There was no significant difference in the diameter of the papillae in the skin of healthy volunteers (0.074 ± 0.006 mm) compared to non-lesional skin areas of psoriasis patients (0.079 ± 0.005 mm). The prototype of an optoacoustic measuring system used in this study was unsuitable to detect capillary structures. This result can be explained by an insufficient resolution due to the applied ultrasound frequency. CLSM, on the other hand, is a complex technology that allows a distinction between healthy and pathological skin