Physiologie / Andere Methoden

Blut- und Sauerstoffversorgung des Gewebes

Die Mikrozirkulation dient dem nutritiven Austausch von Nährstoffen und Sauerstoff.

O2C misst

• die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins
  Da ca. 75% des Blutvolumens in der Mikrozirkulation sich im venösen System befinden, wird hauptsächlich die venöse Sauerstoffsättigung, nach Abgabe des Sauerstoffs an das Gewebe gemessen. Es handelt sich hiermit um das Gebiet an dem am ehesten kritische Sauerstoffversorgungsparameter auftreten ("letzte Wiese").
  Im Gegensatz zur arteriellen Sauerstoffsättigung zeigt die kapillär-venöse Sättigung also das Gleichgewicht zwischen Sauerstoffanlieferung und -verbrauch. Die lokale SO₂-Messung ist somit ein ideales Mass zur Bestimmung des Zustandes einer lokalen Gewebehypoxie. Im Gegensatz zur gemischt-venösen Sauerstoffsättigung spielt hier Shunt-Blut eine weniger grosse Rolle. Deshalb kann die kapillär-venöse Sauerstoffsättigung auch niedriger sein als die gemischt-venöse.
• die relative Hämoglobinmenge
  Zeigt die Hämoglobinmenge im gemessenen Gewebe an. Gibt also eine Auskunft über den Füllzustand der Mikrogefässe, der abhängig ist von Kapillardichte, Kapillarrecruitment und venöser Füllung. Die Hämoglobinmenge ist der entscheidende Indikator für die Diagnose eines venösen Staus.
• den relativen Blutfluß
  Bestimmt in relativen Einheiten den Volumenfluss. Der Blutfluss gibt Auskunft über Ischämie oder Hyperämie.
• die Blutflußgeschwindigkeit
  

Sauerstoffversorgung des Gewebes

Sauerstoff bedeutet Leben

Sauerstoff ist von elementarer Bedeutung für fast alle Zellen in biologischen Geweben. Sauerstoff wird zum größten Teil in gebundener Form am Hämoglobin, das in den Erythrozyten eingelagert ist, von der Lunge zu den sauerstoffverbrauchenden Zellen transportiert und dort verstoffwechselt.
Arterielles Hämoglobin im großen Körperkreislauf, das in der Lunge aufgesättigt wurde, ist fast zu 100 % mit Sauerstoff beladen (Pulsoximeter-Messung). Im peripheren Gewebe wird der Sauerstoff dann entlang der Kapillaren an die Zellen abgegeben ( O2C-Messung). Entsprechend niedrigere Sättigungen des Hämoglobins mit Sauerstoff werden in den Gewebebereichen am venösen Ende der  Kapillare und in den nachgeschalteten Venolen und Venen gemessen.

Monitoring des Energiestoffwechsels der Zellen

Mit dem O2C steht Ihnen erstmals eine Methode zur Diagnose des lokalen Sauerstoffverbrauchs bzw. der lokal transportierten Sauerstoffmenge zur Verfügung. Novum ist den energetischen Metabolismus der Zellen, der eng an die Sauerstoffaufnahme gekoppelt ist, zu evaluieren. Pathologische O2-Versorgungen die zur Angiogenese oder zum Zelltod mit nachfolgendem Organversagen führen können, lassen sich frühzeitig durch eine lokale Messung beurteilen. Objektiv können Mikrozirkulationsstörungen bei Diabetikern, die zur Nekrose führen, oder Mikrozirkulationsstörungen in der Mucosa, die zur Sepsis führen können, beurteilt werden.

Tiefenselektive Diagnose der Sauerstoffversorgung

O2C ist ein Mehrkanalsystem und ermöglicht die Bestimmung der Durchblutungsgrößen und der Sauerstoffwerte in zwei Gewebetiefen. Mit Kanal 1 werden die oberflächennahen Sauerstoffversorgungswerte z.B. der Haut ermittelt. Der Kanal 2 erfaßt aufgrund seines weitaus größeren Meßvolumenes die Werte der Sauerstoffversorgung in tieferen Schichten, z.B. in der Skelettmuskulatur.

Vergleich mit anderen Messmethoden

Globale Versorgungsparameter

• Blutgasanalyse: SvO2
  bestimmt die gemischt venöse Sauerstoffsättigung, je nach Abnahmevene, die des Gesamt-körpers oder eines Organs. Bestimmt keine lokale Sauerstoffsättigung im Gewebe. Problem: Heterogenität der Durchblutung im Organ und Einfluss von Shunt-Blut.
• Pulsoximetrie
  bestimmt die arterielle Sauerstoffsättigung, somit ein Mass für die Aufsättigung des Blutes mit Sauerstoff in der Lunge, also die Lungenfunktion. Keine Aussage über lokale Hypoxie (da arterielle Sättigung, nicht venöse gemessen wird) und lokale angelieferte Menge, da keine Aussage über Durchblutung (Blutfluss, bzw. HMV kann stark eingeschränkt sein).

Lokale Versorgungsparameter

Makrozirkulation

• Ultraschall Doppler
  bestimmt Blutfluss in grossen Gefässen. Problem: lokale Heterogenität im versorgten Organ, Mikrogefässstörungen, ist nur indirekter Hypoxieindikator
• Angiographie
  bestimmt Anatomie der zuführenden Gefässe. Problem: hämodynamische Wirksamkeit von Stenosen, lokale Heterogenität im versorgten Organ, ist nur indirekter Hypoxieindikator
• Plethysmographie
  bestimmt Blutfluss an gesamten Extremitäten

Mikrozirkulation

• Nagelfalzmikroskopie
  visualisiert Kapillaren und pathologische Veränderungen an ihnen. Mit angeschlossenen Videosystemen kann Blutflussgeschwindigkeit bestimmt werden. Problem: aufwendig, nicht an jeder Stelle einsetzbar, bestimmt nur Fluss in einzelnen Kapillaren.
• pO2 Gewebe-Sauerstoffpartialdruck-Elektrode
  bestimmt pO2 transkutan oder mit Einstichelektroden. Ergibt einen Mischwert aus arteriellem, venösen und Gewebs-pO2.
  Problem: transkutane Elektrode beeinflusst Messumgebung durch Heizen, Einstichelektrode durch Gewebstrauma. Beide werden stark durch arteriellen pO2 beeinflusst, wodurch Ischämie im kritischen venösen Gebiet ("letzte Wiese") übersehen werden kann. Keine Aussage über Ursache für pO2-Veränderung.
• NIR-Spektrometrie
  bestimmt optisch Sauerstoffsättigung, vor allem im kapillär-venösen Bereich der Mikrozirkulation ähnlich der Spektrometriemethode, mit der das O2C arbeitet. Problem: Keine Aussage über Ursache für Hypoxie. Kaum serienreife Produkte auf dem Markt.
• Laser Doppler
  bestimmt Blutfluss in der Mikrozirkulation entweder punktuell, oder als Scanner über Gewebeareal. Problem: geringe Eindringtiefe, Instabilität. Nur indirekter Hypoxieindikator.