Zur Verwendung Lichtoptisch-diagnostischer Verfahren bei der akuten Sinusitis maxillaris

Unter den entzündlichen Erkrankungen der Nasennebenhöhlen zeigt die akute Sinusitis maxillaris eine besonders hohe Inzidenz. Als sekundär bakteriell-purulente Entzündung entsteht sie häufig konkomitant oder im Nachgang einer banalen primär viralen Rhinitis oder Rhinosinusitis, wenn es zu Schleimhautschwellungen und Drainagestörungen im Bereich der osteomeatalen Einheit des mittleren Nasengangs kommt. In den nachgeschalteten paranasalen Sinus frontalis, ethmoidalis und maxillaris kommt die korrekte Ventilation zum Erliegen, eine bakterielle Superinfektion der Mukosa entsteht. Im nicht diagnostizierten oder unbehandelten Fall kann dies in emsthaften Komplikationen an Orbita, fazialen Weichteilen und Endocranium gipfeln. Neben der HNO-ärzlichen Untersuchung bei der akuten Sinusitis maxillaris, die durch endoskopische Verfahren deutlich verbessert und verfeinert werden konnte, bleibt jedoch die direkte visuelle Inspektion der Kieferhöhle zur Diagnosefindung in der Regel unmöglich, da die akut mukosal obstruierten natürlichen Ostien eine Endoskoppassage nicht zulassen. Goldstandard zur Diagnosesicherung ist daher bis heute die Bildgebung mit Röntgenstrahlung und -mit Einschränkungen- die Sonographie.

Angeregt von vielversprechenden Grundlagenuntersuchungen zu den Interaktionen von Lichtstrahlung ausgesuchter Spektralbereiche mit biologischen Geweben, griffen wir das Prinzip der Diaphanoskopie der Kieferhöhlen wieder auf und konzipierten eine zweidimensional abbildende Meβeinrichtung für die Diagnostik von Erkrankungen der Nasennebenhöhlen. Dabei ersetzten wir die Kaltlicht- Diaphanoskopie durch eine Transillumination mit Photonen aus dem Spektralbereich des nahen Infrarot (NIR). Im sog. “optischen Fenster” liegt eine deutlich verminderte Absoption von Licht in biologischem Gewebe vor, so daβ Körperhöhlen durchleuchtet und das Streulicht in hervorragender Weise zur Diagnose verwendet werden kann.

Unsere klinisch kontrollierte Studie erbrachte kategorisierbare Transilluminationsaufnahmen, die eine gute positive Korrelation zu den traditionell bildgebenden Verfahren zeigten. Mit der NIR-Diaphanoskopie steht also ein abbildendes System zur Verfügung, welches die Fähigkeit eines In-vivo-Stoffwechselmonitorings im betrachteten anatomischen Areal besitzt.

Among the inflammatory diseases of the paranasal sinuses in man the acute maxillary sinusitis shows a particularily high incidence. Emerging from a primarily viral rhinitis or rhinosinusitis the paranasal inflammation secondarily becomes purulent, if mucosal swellings and drainage disorders in the osteomeatal unit of the middle nasal meatus persist to be. The insufficient ventilation of the related paranasal sinuses - sinus maxillaris, sinus ethmoidalis and sinus frontalis - gives rise to a bacterial superinfection of the mucosa. In cases where the correct diagnosis has not been found early enough or the acute sinusitis stays untreated the situation can culminate in serious complications of the orbita, of the facial soft tissues and even of the endocranium possibly leaving persistant damages to the patient's health.

Despite the otorhinolaryngologic examination significantly improved and refined by endo- and transnasal endoscopy the direct visual inspection of the maxillary sinus for diagnostic reasons is regularily not possible, because the mucosal swellings block the endocope from penetrating into the sinus by its natural orifice. Therefore plain film X-ray-imaging and sonography- in minor cases and in the follow up period- represent the gold standard for making the diagnosis of sinusitis up to now.

Stimulated by promising basic investigations on the small spectrum light transillumination of biological tissues with selected wavelenths we re-adopted the principle of diaphanoscopy for diagnostic imaging of the maxillary sinuses. For its clinical application we designed a measuring setup where we replaced “cold (white) light transillumination” of the sinus by diaphanoscopy with photons of the near infra red spectrum of light (NIR). In this narrow part of the spectrum ranging from a wavelength of 650 to 1100 nm - the so-called “optical window” - the incidence of photon scattering is much higher than absorption events by the tissue. This biophysical finding renders it possible in an excellent manner to utilize NIR-photons for the transillumination of body cavities and their detection in order to create a two-dimensional imaging.

Our clinically controlled study supplied clearly categorizable NIR-diaphanoscopic images of different stages of an acute maxillary sinusitis showing a good positive correlation to traditional X-ray- and CTscan-imaging. Additionally NIR-diaphanoscopy is not only a system of morphological imaging but also of biomonitoring in the considered anatomical area.