Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie zur Beurteilung des Zungenepithels

Zusammenfassung

Hintergrund: Zungenoberflächenveränderungen lassen sich zumeist nur durch Probebiopsien abklären. Ziel der In-vivo-Untersuchung war es, gesunde Epithelien, die subzellulären Strukturen sowie die subepithelialen Gefäße der Zunge mittels konfokaler Mikroskopie darzustellen.
Methode: Zum Einsatz kam ein digital-konfokales Laser-Scanning-Mikroskop (LSM), bestehend aus einer Kombination des Heidelberg Retina Tomographen HRT II und einem an der Augenklinik Rostock entwickelten Kornea Modul (Fa. Heidelberg Engineering GmbH). Dieses ermöglicht einen computergesteuerten, externen, hydraulischen z-Scan, automatische Patientendaten- und Bildaufzeichnungen sowie eine 3D-Rekonstruktion der Papillenstrukturen. Durch Verwendung eines Wasserimmersionsobjektivs (Zeiss, 63fach) können bis 800fache Gesamtvergrößerungen erreicht werden. Zur Zungenstabilisierung und Kontrolle des Kontaktes von Zunge und Kontaktelement wurden eine Plexiglasscheibe mit Aussparungen sowie eine Videokamera verwendet.
Patienten: Insgesamt 17 gesunde, freiwillige Probanden im Alter von 21 bis 56 Jahren wurden für die Untersuchung herangezogen.
Ergebnisse: Erste Untersuchungen mit dem konfokalen LSM belegen, dass es möglich ist, im Kontaktverfahren Zungenpapillen zu identifizieren und die Poren der fungiformen Papillen mittels 3D-Rekonstruktion darzustellen. Ferner gelingt es, die unterschiedlichen Zellschichten des Zungenepithels, die subzellulären Strukturen der Plattenepithelien der Zunge und die subepithelialen Gefäße mit dem Erythrozytenstrom bis zu einer Tiefe von 50 µm und bis zu einer 800fachen Vergrößerung darzustellen.
Schlussfolgerungen: Die konfokale LSM eignet sich zur In-vivo-Beurteilung des Zungenepithels und stellt ein beliebig wiederholbares, nichtinvasives Kontaktverfahren dar.

Abstract

Background: Superficial changes of the epithelium of the tongue are diagnosed by biopsy. The aim of this in-vivo study was to show the normal epithelium, the subepithelial structures and the subepithelial vessels of the tongue using confocal microscopy.
Methods: A digital confocal Laser-Scanning Microscope (LSM), a combination of the Heidelberg Retina Tomograph HRT II and the Rostock Cornea Module (Heidelberg Engineering GmbH) was used. This digital microscope makes computer-based external hydraulic z-scan possible and the automatic collection of patient-based video sequences and the 3D reconstruction of the structures of the fungiform papilla. 800-fold magnifications are possible using a water immersion lens (Zeiss, 63-fold). A parabolic plexiglass disc with holes and a video camera were used to stabilize the tongue and to control the contact between the tongue surface and the contact element of the lens.
Patients: Confocal microscopy was performed on 17 healthy test volunteers aged 21 to 56.
Results: First findings with confocal LSM as a contact procedure show that a precise identification of the fungiform and filiform papillae and 3D reconstruction of the pores is possible. Furthermore, different cell layers of the tongue epithelium, subcellular structures of the epithelium and the subepithelial vessels to depth of 50 µm can be visualized by the erythrocytic flow and a max. 800-fold magnification.
Conclusions: The confocal LSM is a nondestructive contact procedure and allows the in-vivo analysis of the tongue epithelium.

Konfokale Mikroskopie · LSM · fungiforme Papille · Geschmackspore

Confocal microscopy · LSM · fungiform papilla · taste pore

Literatur

• 1 Cavanagh H D, Jester J V, Essepian J, Shields W, Lemp M A. Confocal microscopy of the living eye.  Clao J. 1990;  16 65-73
• 2 Petroll W M, Jester J V, Cavanagh H D. In vivo confocal imaging: general principles and applications.  Scanning. 1994;  16 131-149
• 3 Berlau J, Becker H H, Stave J, Oriwol C, Guthoff R F. Depth and age-dependent distribution of keratocytes in healthy human corneas: a study using scanning-slit confocal microscopy in vivo.  J Cataract Refract Surg. 2002;  28 611-616
• 4 Stave J, Slowik C, Somodi S, Hahnel C, Grummer G, Guthoff R. Keratozytendichte der in vivo-Kornea: Automatische Messung mit einem modifizierten konfokalen Mikroskop MICROPHTHAL®.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1998;  213 38-44
• 5 Jester J V, Andrews P M, Petroll W M, Lemp M A, Cavanagh H D. In vivo, real-time confocal imaging.  J Electron Microsc Tech. 1991;  18 50-60
• 6 Gonzalez S, Rajadhyaksha M, Rubinstein G, Anderson R R. Characterization of psoriasis in vivo by reflectance confocal microscopy.  J Med. 1999;  30 337-356
• 7 Gonzalez S, Rajadhyaksha M, Gonzalez-Serva A, White W M, Anderson R R. Confocal reflectance imaging of folliculitis in vivo: correlation with routine histology.  J Cutan Pathol. 1999;  26 201-205
• 8 Rajadhyaksha M, Gonzalez S, Zavislan J M, Anderson R R, Webb R H. In vivo confocal scanning laser microscopy of human skin II: advances in instrumentation and comparison with histology.  J Invest Dermatol. 1999;  113 293-303
• 9 Stave J, Zinser G, Grummer G, Guthoff R. Der modifizierte Heidelberg-Retina-Tomograph HRT.  Ophthalmologe. 2002;  99 276-280
• 10 White W M, Rajadhyaksha M, Gonzalez S, Fabian R L, Anderson R R. Noninvasive imaging of human oral mucosa in vivo by confocal reflectance microscopy.  Laryngoscope. 1999;  109 1709-1717
• 11 Gonzalez S, Gonzalez E, White W M, Rajadhyaksha M, Anderson R R. Allergic contact dermatitis: correlation of in vivo confocal imaging to routine histology.  J Am Acad Dermatol. 1999;  40 708-713
• 12 Just T, Gafumbegete E, Kleinschmidt E-G, Pau H W. Kontaktendoskopische Quantifizierung der fungiformen Papillen - Korrelation zum Schmeckvermögen?.  Laryngo-Rhino-Otol. 2003;  82 501-507
• 13 Mansotti L. Basic principles and advanced technical aspects of ultrasound imaging. In: Guzzardi R (ed) Physics and Engineering of Medical Imaging. Boston; Martinus Nijhoff Publishers 1987: 263-317
• 14 Allemond R. Basic technical aspects and optimization problems in x-ray computed tomography. In: Guzzardi R (ed) Physics and Engineering of Medical Imaging. Boston; Martinus Nijhoff Publishers 1987: 207-217
• 15 Boppart S A, Deutsch T F, Rattner D W. Optical imaging technology in minimally invasive surgery. Current status and future directions.  Surg Endosc. 1999;  13 718-722