Transkutane Sauerstoffmessung mittels dynamischer Fluoreszenzlöschung -Evaluation venöser Stauungen- - University of Regensburg Publication Server

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	29 November 2010
Referee:	Prof. Dr. Lukas Prantl
Date of exam:	5 July 2010
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Unfallchirurgie
Interdisciplinary Subject Network:	Not selected
Keywords:	Transcutaneous pO2, luminescence life time imaging, Clark electrode
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	16342

Abstract (German)

Eine adäquate Perfusion freier Gewebetransplantate ist die Voraussetzung für eine ausreichende Versorgung des Transplantats mit Sauerstoff. Die Behinderung des venösen Abflusses stellt eine Gefahr für den erfolgreichen Heilungsverlauf dar. Aktuell existieren diverse Verfahren zur Beurteilung postoperativer Durchblutungsstörungen. Bis zum jetzigen Zeitpunk konnte sich jedoch kein Verfahren im ...

Abstract (German)

Eine adäquate Perfusion freier Gewebetransplantate ist die Voraussetzung für eine ausreichende Versorgung des Transplantats mit Sauerstoff. Die Behinderung des venösen Abflusses stellt eine Gefahr für den erfolgreichen Heilungsverlauf dar. Aktuell existieren diverse Verfahren zur Beurteilung postoperativer Durchblutungsstörungen. Bis zum jetzigen Zeitpunk konnte sich jedoch kein Verfahren im klinischen Alltag durchsetzten.
Mittels Luminescence life time imaging (LLI) kann der Sauerstoffpartialdruck (ptcO2) transkutan erfasst und in eine zwei dimensionale farbkodierte Darstellung umgewandelt werden.
Ziel der Studie war es mittels LLI frühzeitig Komplikationen im Bereich der venösen Strombahn zur erkennen und zu quantifizieren.
Hierfür wurde bei 8 gesunden Probenden eine Blutdruckmanschette am rechten Oberarm angelegt und ein Manschettendruck von 40-50 mm/Hg erzeugt. Der ptcO2 wurde minütlich gemessen.
Als Indikator Molekül diente in dieser Studie ein Platin(II)-Octaethyl-Porphyrin welches in einer Polystyrol Matrix gelöst wurde. Als Referenzmessmethode diente in diesem Experiment die polarographische Sauerstoffmessung mittels Clark Elektrode. Beide Messsonden wurden in ummittelbarer Nähe am Unterarm platziert und die Messungen wurden zu gleichen Zeitpunkten durchgeführt.
Die ptcO2 Werte vor (Clark: 16.41 ± 4.54 mmHg vs. LLI: 23.82 ± 3.23 mmHg) und nach (Clark: 16.41 ± 4.54 mmHg vs. LLI: 23.82 ± 3.23 mmHg) Anlage der venösen Stauung unterschieden sich nicht signifikant voneinander. Jedoch zeigte sich sowohl unmittelbar nach Anlage der venösen Stauung als auch nach Lösen der venösen Stauung ein signifikant schnellerer ptco2 Abfall bzw. Anstieg in der Messung mit der Clark Elektrode.
In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass sich LLI zur transkutanen Sauerstoffmessung eignet und dass Änderungen im venösen Gefäßbett frühzeitig erkannt werden. Die Möglichkeit einer transkutanen Applikation der Sensorfolie ermöglicht eine nicht invasive Sauerstoffmessung und eine farbkodierte zwei dimensionale bildliche Darstellung.

Translation of the abstract (English)

A sufficient oxygen supply in skin grafts requires a functioning microcirculation. Venous occlusion impairs the microcirculation and is therefore a major threat of healing. Luminescence life time imaging (LLI) enables the non-invasive and two-dimensional assessment of the transcutaneous oxygen partial pressure (ptcO2). In the current trial this new device was applied for monitoring of venous ...

Translation of the abstract (English)

A sufficient oxygen supply in skin grafts requires a functioning microcirculation. Venous occlusion impairs the
microcirculation and is therefore a major threat of healing. Luminescence life time imaging (LLI) enables the non-invasive
and two-dimensional assessment of the transcutaneous oxygen partial pressure (ptcO2). In the current trial this new device was
applied for monitoring of venous congestion.
A tourniquet on the upper arm was inflated up to 40–50 mmHg and released after 10 min in eight healthy volunteers. The
ptcO2 was measured at the lower arm every minute prior to, during and up to 10 min after cuff occlusion (40◦C applied skin temperature)
using LLI of platinum(II)-octaethyl-porphyrin immobilized in a polystyrene matrix. For validation the polarographic
Clark electrode technique was applied in close proximity and measurement was performed simultaneously.
ptcO2 measurements prior to (Clark: 50.68 ± 5.69 mmHg vs. LLI: 50.89 ± 4.96 mmHg) and at the end of the venous
congestion did not differ significantly using the Clark electrode vs.
LLI. At the initial congestion respectively reperfusion phase the Clark electrode measured faster decreases respectively increase
of ptcO2 due to oxygen consumption of this method.
This experimental trial demonstrates the applicability of LLI to quantify the ptcO2 under changing venous blood flow. The
use of planar transparent sensors allows the non-invasive generation of two-dimensional maps of surface pO2 what makes this
method particular suitable for monitoring of skin grafts.

Transkutane Sauerstoffmessung mittels dynamischer Fluoreszenzlöschung
-Evaluation venöser Stauungen-

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