Aus der Dermatologischen Klinik des St. Josef-Hospitals - Universitätsklinikum der Ruhr-Universität Bochum Direktor: Prof. Dr. med. P. Altmeyer Die Differentialdiagnose von Hauttumoren durch Messung der Tumormikrozirkulation mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Martina Eßer aus Gelsenkirchen 1999 Dekan: Prof. Dr. med. G. Muhr Referent: Prof. Dr. med. P. Altmeyer Koreferent: Prof. Dr. Ing. J. Werner Tag der mündlichen Prüfung: 14.11.2000 Meinen Eltern gewidmet. 1 Einleitung............................................................................................8 1.1 Das maligne Melanom............................................................................... 8 1.1.1 Histologie der malignen Melanome......................................................... 9 1.1.1.1 Superfiziell spreitendes Melanom.................................................... 9 1.1.1.2 Lentigo-maligna-Melanom ................................................................10 1.1.1.3 Akral-lentiginöses Melanom............................................................. 10 1.1.1.4 Noduläres Melanom ......................................................................... 11 1.1.2 Invasionstiefe...........................................................................................12 1.1.3 Tumordicke..............................................................................................12 1.2 Der Naevuszellnaevus ............................................................................... 13 1.2.1 Histologie der Naevuszellnaevi............................................................... 14 1.2.1.1 Der Junktionsnaevus........................................................................14 1.2.1.2 Der Compoundnaevus..................................................................... 14 1.2.1.3 Der dermale Naevus........................................................................ 14 1.3 Das Basalzellkarzinom............................................................................... 15 1.3.1 Histologie der Basalzellkarzinome.......................................................... 15 1.3.1.1 Solides Basalzellkarzinom................................................................15 1.3.1.2 Superfizielles Basalzellkarzinom......................................................16 1.3.1.3 Zystisches Basalzellkarzinom.......................................................... 16 1.3.1.4 Sklerodermiformes Basalzellkarzinom............................................. 16 1.3.1.5 Adenoides Basalzellkarzinom.......................................................... 16 1.4 Mikrozirkulation in gesunder Haut.............................................................. 17 1.5 Mikrozirkulation in malignen Tumoren....................................................... 18 1.6 Hochauflösender Laser Doppler Perfusion Imager.................................... 19 1.6.1 Geschichte des Laser Doppler Perfusion Imagers..................................20 1.6.2 Klinische Anwendungen.......................................................................... 20 1.6.3 Reproduzierbarkeit.................................................................................. 21 1.6.4 Untersuchungen hyperämischer Zustände der Haut...............................22 1.6.5 Untersuchungsergebnisse des Laser Doppler Perfusion Imagers bei Patienten mit Hauterkrankungen.......................................................23 1.6.5.1 Portwein-Flecken und Livedo.......................................................... 23 1.6.5.2 Atopische Dermatitis........................................................................ 23 1.6.5.3 Psoriasis vulgaris............................................................................ 24 1.6.5.4 Progressive systemische Sklerodermie........................................... 24 1.6.5.5 Akrale Perfusionsstörungen............................................................. 24 1.6.5.6 UVB-Erythem................................................................................... 25 1.6.5.7 Typ IV Reaktion................................................................................25 1.6.5.8 Plastische Chirurgie......................................................................... 25 1.6.6 Besonderheiten bei Messungen der Hautperfusion................................ 26 1.7 2 Fragestellung ............................................................................................. 27 Patienten und Methode..................................................................... 28 2.1 Patienten.................................................................................................... 28 2.2 Methode..................................................................................................... 29 2.3 Messung.....................................................................................................32 2.4 Auswertung und Statistik............................................................................34 2.4.1 Statistische Werte der Boxplots...............................................................34 3 Ergebnisse..........................................................................................35 3.1 Fallbeispiele............................................................................................... 35 3.1.1 Zwei Basalzellkarzinome.........................................................................35 3.1.2 Zwei Beispiele maligner Melanome.........................................................39 3.1.3 Zwei Beispiele für atypische Naevuszellnaevi.........................................43 3.1.4 Zwei LDPI Bilder von klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi..................47 3.2 Überblick.....................................................................................................49 3.2.1 Perfusionsmittelwerte.............................................................................. 49 3.2.2 Standardabweichung...............................................................................52 3.3 Mittlere Tumorperfusion unterteilt in Untergruppen................................... 54 3.3.1 Tumorgruppe mit einem mittleren Perfusionswert von 0 bis 0,5 ..............54 3.3.2 Mittlere Tumorperfusion von 0,5 bis 1 ..................................................... 55 3.3.3 Mittlere Tumorperfusion von 1 bis 1,5 ..................................................... 56 3.3.4 Mittlere Tumorperfusion von 1,5 bis 2 ..................................................... 58 3.3.5 Mittlere Tumorperfusion größer 2............................................................59 3.4 Standardabweichung der Tumoren............................................................ 60 3.5 Quotientenbildung...................................................................................... 62 3.5.1 Quotientenbildung aus den Mittelwerten................................................. 62 3.5.2 Quotientenbildung aus den Standardabweichungen...............................63 3.5.3 Korrelation zwischen den Quotienten......................................................65 3.6 Variationskoeffizient................................................................................... 66 3.6.1 Variationskoeffizienten der Tumoren.......................................................66 3.6.2 Quotientenbildung aus dem Variationskoeffizienten............................... 67 3.6.3 Korrelation des Variationskoeffizienten................................................... 68 3.7 Klinisch unauffällige Naevuszellnaevi........................................................ 69 3.7.1 Mittelwerte der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi............................69 3.7.2 Standardabweichung der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi........... 70 3.7.3 Quotientenbildung aus den Mittelwerten................................................. 70 3.7.4 Quotientenbildung aus den Standardabweichungen...............................71 3.8 Die einzelnen Tumorgruppen und ihre histologische Auswertung.............72 3.8.1 Maligne Melanome.................................................................................. 72 3.8.2 Basalzellkarzinome..................................................................................75 3.8.3 Naevuszellnaevi.......................................................................................75 3.9 Grenzwertbestimmung............................................................................... 76 3.10 Visuelle Auswertung der Tumorperfusion.................................................. 78 4 Diskussion.............................................................................................. 79 4.1 Nicht invasive Tumordiagnostik..................................................................79 4.2 Entzündliche Reaktionen........................................................................... 87 4.3 Hauttumoren und Gefäße.......................................................................... 91 4.3.1 Maligne Melanome und Naevuszellnaevi................................................91 4.3.2 Basalzellkarzinome..................................................................................95 4.4 Laserlicht und beeinflussende Faktoren.....................................................98 4.5 Inhomogenität der Perfusion....................................................................100 4.6 Zusammenfassende Schlußfolgerung......................................................102 5 Literaturverzeichnis.................................................................................. 103 1 Einleitung Die verschiedenen Hauttumoren weisen jeweils eine andersartige Histologie auf. Diese Differenzen beziehen sich nicht nur auf die eigentlichen Tumorproliferate, sondern auch auf eine unterschiedliche Gefäßarchitektur und Gefäßdichte der epidermalen und dermalen Tumoren. Dies kann Änderungen in der Tumordurchblutung induzieren. Es ist jedoch auch vorstellbar, daß eine erhöhte Perfusion eines Hautareals durch andere Komponenten, wie eine entzündliche Reaktion, hervorgerufen werden kann. Eine frühe Diagnose von malignen Hauttumoren, besonders der malignen Melanome, ist aufgrund der dann besseren Prognose wichtig, doch besonders in diesen frühen Stadien sehr schwierig. Es wurde schon mit verschiedenen Methoden, wie der Thermographie oder der Fluoreszenzmethode versucht, eine technisch unterstützte Unterscheidung zwischen malignen und benignen Hauttumoren in vivo zu treffen. 1.1 Das maligne Melanom Das maligne Melanom ist ein Tumor der teilungsfähigen Melanozyten. Die Melanozyten entstammen der Neuralleiste und wandern während der Fötalzeit in die Epidermis ein. Dort liegen sie normalerweise in der Basalzellschicht. Definitionsgemäß sind Melanozyten Zellen, die spezialisierte melaninhaltige Organellen synthetisieren (Fitzpatrick et al. 1966). Melanozyten gibt es nicht nur in der Haut, sondern auch an Schleimhäuten, Auge (Uvea, Retina) und im Zentralnervensystem. Alle Melanozyten, mit Ausnahme der retinalen, können Ursprung maligner Melanome sein (Sober et al. 1979), wobei jedoch die meisten Melanome, nämlich ungefähr 85%, in der Haut entstehen (v.a. in der Epidermis). Hier ist auch die Majorität der Melanozyten unseres Körpers angesiedelt, zudem sie hier vermehrt mutagenen Reizen ausgesetzt sind. Aber auch in anderen Organen kann primär ein Tumor entstehen, und zwar an jenen Stellen, an denen sich im Rahmen der Embryogenese die Melanozyten während ihrer Wanderung von der Neuralleiste aus niedergelassen haben. Sehr häufig entstehen maligne Melanome in Verbindung mit Naevuszellnaevi vom Compound- oder Junktionstyp. Die Häufigkeitsziffern reichen von weniger als 20% bis zu 80%, je nachdem ob sie auf histologischen Nachweis des Naevus oder auf Patientenangaben beruhen. Es wird vermutet, daß die intraepithelialen Naevuszellnaevi hierbei Ursprung des malignen Melanoms sind (Larsen 1978). Die Entwicklung der Melanome, die sich in Assoziation mit Pigmentnaevi entwickeln, verläuft nicht anders als die derjenigen, die de novo aus anscheinend normaler Haut entstehen (Everall et al. 1977). Ein Melanom kann einen sehr vielfältigen Aufbau aufweisen. Die verschiedenen Variationstypen die klinisch zu unterscheiden sind, weisen auch kennzeichnende histopathologische Besonderheiten auf. Nach W.H. Clark (Clark 1967, Clark et al. 1969) wurden zunächst drei Typen unterschieden: das Lentigo-maligne-Melanom (LMM), das superfiziell spreitende Melanom (SSM) und das noduläre Melanom (NM). Als vierter Typ wurde später noch das akral-lentiginöse Melanom (ALM) definiert (Reed 1976, Arrington et al. 1977). 1.1.1 Histologie des malignen Melanoms 1.1.1.1 Superfiziell spreitendes Melanom Mit 60% ist dieses von Clark und Mc Govern (Clark et al. 1969, McGovern 1970) beschriebene Melanom das häufigste aller Melanome. Es tritt vor allem im mittleren Lebensalter auf. Schon ganz frühe Formen haben einen palpablen Rand der in der Regel scharf begrenzt ist. Die Farbe reicht von einem satten bis tiefdunklen Braun, häufig mit einer Beimischung anderer Farben. Die insgesamt flache Oberfläche zeigt fast immer eine herdförmige feine Craquelierung oder gar Schuppung. Diese Läsion der Hornschicht wird verursacht durch Tumorzellen, die invasiv und destruktiv in die oberen Epidermisschichten vorgedrungen sind. Das wichtigste histopathologische Erkennungsmerkmal ist das Durchsetzen der Epidermis bis zum Stratum corneum mit meist epitheloiden Tumorzellen. Schon in der frühen Wachstumsphase wird die Basalmembran an vielen Stellen durchbrochen. Ein entzündliches Infiltrat, bestehend aus Lymphozyten, Histiozyten, Mastzellen und Melanophagen, ist in diesem Stadium fast immer präsent und klinisch an den rötlichen Farbtönen zu erkennen. Größere superfiziell spreitende Melanome weisen nicht selten Regressionszonen auf. Diese sind nahezu hautfarben, histologisch ist nur noch das entzündliche Infiltrat mit reichlich Melanophagen aber ohne Melanozyten nachweisbar (Happle et al. 1975). 1.1.1.2 Lentigo-maligna-Melanom Mit 5% ist das LMM die seltenste Melanomform. Das Lentigo-maligna Melanom entwickelt sich aus der Lentigo-maligna, einem Melanom in situ, wobei der Übergang in ein invasiv wachsendes malignes Melanom nicht „absolut gesetzmäßig“ ist (Wolff 1979). Vor allem betroffen ist die Gesichtshaut älterer Menschen. Die Lentigo maligna bildet sich innerhalb von Jahren bis Jahrzehnten. Sie liegt vollkommen im Hautniveau und ist scheckig hellbis schwarzbraun pigmentiert. Die Entwicklung zum Lentigo-maligna Melanom zeigt sich klinisch durch Elevation der glatten Oberfläche. Eine oder mehrere papulöse Erhebungen treten auf, die schließlich zu einem typischen Melanomknoten heranwachsen können. Die meisten Patienten bei denen dieses Entwicklungsstadium eintritt, befinden sich im 8. Lebensjahrzehnt (Clark et al. 1969, McGovern 1970). Histologisch sind atypische Melanozyten zu sehen, die einzeln oder in Kettenform, seltener in regelrechten Nestern, die basale Zone der Epidermis füllen. Die Tumorzellen sind vorwiegend spindelförmig. Nach langem Bestand, im Mittel nach 10-15 Jahren, tritt Invasion ein (McGovern et al. 1973). Beim Eindringen der Tumorzellen ins obere Korium behalten sie ihren spindelförmigen Charakter bei. Ein entzündliches Infiltrat aus Lymphozyten, Histiozyten, Mastzellen, Plasmazellen und zahlreichen Makrophagen ist immer vorhanden. 1.1.1.3 Akral-lentiginöses Melanom Das akral-lentiginöse Melanom kommt bei der europäischen Bevölkerung seltener vor als bei dunkelhäutigen Kaukasiern, Mongoloiden oder Negroiden (Sober et al. 1980). Seine Häufigkeit liegt bei 10%. Es tritt vor allem an Handtellern, Fußsohlen, Nagelbett und Schleimhäuten auf. Klinisch und histologisch trägt es deutliche Züge des Lentigo-maligna Melanoms, aber der Verlauf gleicht mehr dem des superfiziell spreitenden Melanoms. Es hat ebenfalls eine horizontale Vorphase, bevor vertikales Tumorwachstum einsetzt. Die Epidermis ist lokalisationsentsprechend akanthotisch mit starker Verlängerung der Reteleisten; die Hornschicht ist orthokeratotisch verdickt. Typisch ist die Einwanderung von Lymphozyten in die Epidermis und ihre enge Nachbarschaft zu den dort liegenden atypischen Melanozyten. Mit Übergang zum vertikalen Wachstum dringen die meist spindelförmigen, größtenteils pigmentfreien Tumorzellen tief ins Korium ein. 1.1.1.4 Noduläres Melanom Der Häufigkeitsgipfel des nodulären Melanoms liegt im mittleren Lebensalter. Sein Anteil an der Gesamtheit der Melanome beträgt 15% (Sober et al. 1979). Es tritt ohne Vorzugslokalisation sowohl an lichtexponierten als auch an bedeckt gehaltenen Körperstellen auf. Dieser Melanomtyp ist ohne Warnsymptomatik. Selbst wenn er in Verbindung mit einem Naevuszellnaevus entsteht, fehlt hierbei das sonst vorausgehende Flächenwachstum. Stattdessen wird ein konvexes Knötchen sicht- und tastbar. In der Regel ist es von blaubrauner Farbe, mit grauen oder rötlichen Anteilen, selten auch fleischrot (amelanotisch) und vergrößert sich zumeist beängstigend schnell. Relativ früh kommt es zu spontaner Erosion der Oberfläche, die sich dann feucht oder verkrustet darbietet. Auch histologisch fehlt die horizontale Ausbreitung von Melanomzellen in den Tumorrandzonen. Der Tumorknoten endet abrupt an 2-3 elongierten Retezapfen, und selbst die epidermale Tumordecke ist häufig kaum von Tumorzellen durchsetzt. Die Tumorzellen selbst sind epitheloid oder spindelig oder gemischt, meist mit deutlicher Neigung zur Bildung von Nestern. Das entzündliche Infiltrat kann schwach oder stark ausgeprägt sein, den Tumorknoten durchsetzen oder ihn ganz verschonen. Durch die in der Histologie beschriebenen Asymmetrien, wie beispielsweise die Nesterbildung in einigen Tumoren, die jede Messung an Hauttumoren möglicherweise beeinflussen, wird die Notwendigkeit einer zweidimensionalen Messung deutlich. Es ist auch möglich, daß diese Asymmetrien ein charakteristisches Bild bei zweidimensionalen Messungen erzeugen. 1.1.2 Invasionstiefe Auf die Korrelation von Invasionstiefe des Primärtumors und Prognose der Erkrankung wurde schon relativ früh von einigen Autoren hingewiesen (Allen et al. 1953, Lane et al. 1958, Mehnert et al.1965). Allgemein durchgesetzt hat sich das „Microstaging“ aber erst nach dem Vorschlag von Clark (Clark et al. 1969). Danach werden 5 Ebenen („Level“) der Invasionstiefe des Melanoms unterschieden. Level I: Alle Tumorzellen befinden sich noch oberhalb der Basalmembran und sind ausschließlich in der Epidermis anzutreffen. Level II: Tumorzellen haben die Basalmembran durchbrochen und befinden sich im Papillarkörper, haben das Stratum reticulare noch nicht erreicht Level III: Tumorzellen füllen und erweitern einzelne Papillen und berühren die Grenzschicht zwischen Strarum papillare und Stratum reticulare, dringen aber noch nicht in das Stratum reticulare ein. Level IV: Tumorzellen penetrieren zwischen die Kollagenbündel des Stratum reticulare. Level V: Tumorzellen sind invasiv in das subkutane Fettgewebe eingedrungen. Level I Melanome sind präinvasiv und per definitionem In-situ-Melanome. 1.1.3 Tumordicke Für die Tumordicke nach Breslow wird die maximale Dicke des Tumors, vom Stratum granulosum bis zur Tumorbasis, an der Stelle der tiefsten Invasion im Paraffinschnitt gemessen und in Millimetern angegeben. Heute gilt dieser Parameter als zuverlässigster Prognosefaktor (Breslow 1975, Levene 1980). Er legt die Invasionstiefe des Tumors objektiv fest und erzielt höhere Kongruenz als die Eindringtiefe nach Clark (Prade et al. 1980). Sowohl die WHO- als auch die EORTC-Melanomgruppe verlangt bei der histologischen Befunderhebung 1. Klassifikation des Melanoms 2. Eindringtiefe nach Clark 3. Tumordicke nach Breslow (Breslow et al. 1978, Prade et al. 1980) 1.2 Der Naevuszellnaevus Melanozyten-Naevi können in jedem Lebensalter auftreten oder verschwinden. Säuglinge sind meistens frei von Läsionen. Dann steigt die Zahl der Pigmentmale im Kindesalter zunächst allmählich, während der Pubertät oder der Schwangerschaft jedoch steil an. Später kommen immer weniger Herde zum Vorschein und ab der Mitte des Lebens schwinden die Veränderungen unter Hinterlassen eines histologisch unveränderten Stromas. Patienten im 90.Lebensjahr haben kaum mehr Pigmentnaevi an der Haut (Rook 1979). Die Läsionen sind gewöhnlich multipel und nur ausnahmsweise solitär angeordnet. Die Oberfläche der Naevi kann flach, leicht erhaben, warzenähnlich, halbkugelig vorgewölbt, papillomatös oder polypös, rund oder unregelmäßig begrenzt sein. Am häufigsten finden sich bei hellhäutigen Personen flache, runde, dunkelbraun bis schwarz gefärbte Naevi. Innerhalb einer Läsion ist die Farbe meist gleichmäßig braun. Das Hautrelief ist unverändert, nur bei knotigen Herden manchmal verstrichen. Charakteristisch für dysplastische Naevi ist die unregelmäßige scheckige Färbung, wobei depigmentiert-weißliche und dunkle bis schwarze sowie hellrote und blaurote Areale nebeneinander vorkommen. Entzündung der Umgebung, Wachstum, Erosion, Verkrustung und Juckreiz sind meistens Symptome der bereits eingetretenen malignen Entartung. Die Atypie eines Naevus kann mit Hilfe der von Fitzpatrick aufgestellten ABCDRegel beurteilt werden. Diese Regel gliedert sich wie folgt auf: A- Asymmetry ( Asymmetrie) B- Border irregularity ( unregelmäßige Begrenzung) C- Color variegation ( Farbunregelmäßigkeiten) D- Diameter ( Durchmesser > 5mm) 1.2.1 Histologie der Naevuszellnaevi Histologisch finden sich in Serienschnitten oft fließende Übergänge vom Junktionsnaevus zum korialen sowie zum Compoundnaevus und umgekehrt. Wesentlich für die Differenzierung ist die Lage der Naevuszellnester in der Epidermis bzw. im Korium. So unterscheidet man: 1.2.1.1 Der Junktionsnaevus Histologisch sind die Naevuszellnester im Stratum basale gelagert. Im Bereich der Junktion kann eine Proliferation der Melanozyten stattfinden. 1.2.1.2 Der Compoundnaevus Der Compoundnaevus besteht aus junktionalen und dermalen Zellnestern. 1.2.1.3 Der dermale Naevus Hier findet man im Korium nest- oder strangförmig angeordnete spindelig geformte Melanozyten, die in ein blasses lockeres Netz von kollagenen Fasern eingebettet sind. Bei allen drei Naevuszellnaevi kann um die Nester ein feinfibrilläres Bindegewebe auftreten. Subtumoral finden sich häufig Melanophagen in perivaskulärer Aggregation. Klinisch suspekte Naevuszellnaevi zeigen häufig ein subtumorales entzündliches Infiltrat aus Lymphozyten und Histiozyten. 1.3 Das Basalzellkarzinom Das Basalzellkarzinom ist ein örtlich invasiver, langsam wachsender, flacher Tumor, der nicht oder nur außerordentlich selten metastasiert und deshalb als semimaligne bezeichnet wird. Die Neoplasie entsteht in der Epidermis und in den Haarfolikeln, die Zellen am Rand der Neubildung ähneln den Basalzellen der Epidermis. Das Basalzellkarzinom ist der häufigste (semi)maligne Hauttumor. Es tritt meistens bei älteren Personen auf, die bevorzugte Lokalisation ist mit 80% das Gesicht. Der Tumor kann grundsätzlich ohne erkennbare Ursache entstehen, es spielen aber auch prädispositionierende Faktoren wie ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen, Kontakt mit Kohlenteer oder aber auch mit Arsen eine Rolle. Zu Beginn ist das Basalzellkarzinom ein hautfarbenes, glänzendes, derbes Knötchen, das nur langsam wächst. Die typische Morphologie ist oft erst nach Jahren erkennbar. Es zeigen sich häufig Teleangiektasien. Am Rand sind stets die einzelnen transparenten perlschnurähnlich angeordneten Knötchen erkennbar. 1.3.1 Histologie der Basalzellkarzinome Der histologischen Gewebsstruktur entsprechend können verschiedene Varianten von Basalzellkarzinomen unterschieden werden. 1.3.1.1 Solides Basalzellkarzinom Das solide Basalzellkarzinom weißt Tumornester in verschiedenen Formen und Größen auf, welche in ein zelluläres Stroma eingebettet sind. 1.3.1.2 Superfizielles Basalzellkarzinom Das superfizielle Basalzellkarzinom ist im Stratum papillare des Koriums lokalisiert und besteht aus kleinen, multiplen, epithelialen Zellnestern, die mit der Unterfläche der Epidermis an mehreren Stellen verbunden sind. Im Anfangsstadium bildet der Tumor eine solide Platte in der Haut und ulzeriert später gewöhnlich an mehreren Stellen gleichzeitig. 1.3.1.3 Zystisches Basalzellkarzinom Das zystische Basalzellkarzinom enthält im Zentrum der Tumormasse Hohlräume, welche durch Degeneration, sehr selten auch durch Differenzierung der zentralen Zellen in Richtung Talgdrüsenepithel mit anschließender Disintegration entstehen. 1.3.1.4 Sklerodermiformes Basalzellkarzinom Das sklerodermiforme Basalzellkarzinom enthält außer den nicht differenzierten Tumorzellen streifen- oder wirbelförmig angeordnete, parakeratotische Elemente mit einer Tendenz zu Differenzierung in Richtung Haarfolikel. Unter Umständen sind zentrale Zysten zu beobachten, welche mit parakertotischen Zellen ausgefüllt sind. 1.3.1.5 Adenoides Basalzellkarzinom Das adenoide Basalzellkarzinom besteht aus myxomatösem Stroma, das dünne Stränge von Tumorzellen umfaßt oder trennt. Dadurch entstehen Pseudolumina, die sekretorischen Elementen ähnlich sehen (MacKie et al. 1996, Holubar 1981). Wie bei den malignen Melanomen ist auch bei den Basalzellkarzinomen in der Histologie ein asymmetrischer Aufbau zu finden, weswegen eine zweidimensionale Messung nötig ist, um die Asymmetrie berücksichtigen zu können. Differentialdiagnostisch zum malignen Melanom muß das pigmentierte Basalzellkarzinom gesehen werden. Es enthält reichlich Melanin in den Makrophagen des Stromas und in den Melanozyten zwischen den Tumorzellen. Es kann genau wie ein noduläres oder superfiziell spreitendes Melanom eine ganze Variationsbreite an Farben enthalten und ebenso wie dieses ulzerieren (MacKie et al. 1996). 1.4 Mikrozirkulation gesunder Haut Die Gefäßversorgung der Haut besteht aus drei Segmenten, den Arteriolen, den arteriellen und venösen Kapillaren und den Venolen. Die Arteriolen und die Venolen bilden die beiden Plexus der Dermis: den oberen Plexus in der papillären Dermis, von dem aus die Kapillarschlingen der dermalen Papillen ausgehen, und den unteren horizontalen Gefäßplexus an der dermalen subkutanen Grenze. Der untere Plexus wird aus Gefäßen der darunterliegenden Muskulatur und dem subkutanen Fettgewebe gespeist. Von hier aus werden Gefäße abgegeben, die den oberen Gefäßplexus, die Haarwurzeln und die Schweißdrüsen versorgen (Bravermann et al. 1981). Der papilläre Plexus enthält die meisten Gefäße der Haut, der mittlere durchschnittliche Gefäßdurchmesser beträgt 18-23 µm (Yen et al.1976). Die Gefäße des tiefen Gefäßplexus haben einen größeren Durchmesser (50 µm). Ihre Wände sind dicker (10-16 µm verglichen zu 4-5 µm des oberen Gefäßplexus), auch sind mehr Gefäße mit glatter Muskulatur zu finden als bei den Gefäßen des oberen Plexus. Die Kapillarschlingen, die aus einer Terminalarteriole entspringen, versorgen jeweils mit einer Schlinge eine dermale Papille. Eine Kapillarschlinge kann unterteilt werden in intra- und extrapapillär. Diese Unterteilung bezieht sich nicht nur auf die topographische Lage, sondern hat auch einen unterschiedlichen Wandaufbau zur Folge. Der absteigende Teil einer Kapillarschlinge endet in einer postkapillären Venole (Bravermann et al. 1979). Diese mikrovaskuläre Struktur verändert sich nicht nur durch Alterung, die mit einem Verlust von funktionellen Einheiten des Kapillarplexus einhergeht (Weiss et al. 1992), sondern auch bei pathologischen Prozessen. Um die Perfusion der Tumoren beurteilen zu können, müssen sie mit der gesunden Haut aus dem entsprechenden Gebiet kontralateral oder bei kleinen Tumoren unmittelbar angrenzend verglichen werden, da die Mikrozirkulation intraund interpersonellen Unterschieden unterliegt. 1.5 Mikrozirkulation in malignen Tumoren Seit mehr als 100 Jahren ist aufgrund der Untersuchungen von Virchow und Thiersch bekannt, daß das mit bloßen Auge einsehbare Gefäßsystem maligner Tumoren zahlreiche Besonderheiten hinsichtlich Struktur und Anordnung aufweist (Virchow 1863, Thiersch 1865). Boll sprach bei Betrachtung der verwirrenden und völlig systemlos erscheinenden Gefäßkonfiguration gar von einer Krankheit des Gefäßsystems in malignen Tumoren (Boll 1876). Goldmann beobachtete mittels Injektionstechniken eine deutlich stärkere Vaskularisierung in der Tumorperipherie und in dem den Tumor umgebenden Gewebe (Goldmann 1907). 1927 kam Lewis zu der Feststellung, daß scheinbar jeder Tumor sein eigenes, charakteristisches Gefäßsystem bilde (Lewis 1927). Besonderes Merkmal der Vaskularisation maligner Tumoren ist, daß die neu gebildeten Gefäßnetze der Tumoren einen kapillären Wandaufbau zeigen, obgleich die Strombahnen extrem weit sein können. Der Zusammenhang zwischen Tumor und Gefäßsystem wird besonders interessant, wenn man beachtet, daß ein Tumor ohne Neubildung von Gefäßen nicht größer wird als ungefähr 1-3 mm (Barnhill et al. 1987, Folkman et al. 1987, Zetter 1988). Der Tumor würde ohne Gefäßinduktion bei einer Größe von 1-3 mm bleiben und nicht invasiv oder destruierend wachsen, ebenso wäre die Metastaserate geringer. Auch kutane maligne Melanome sind in der Lage ein Gefäßwachstum zu induzieren (Hubler et al.1976, Stenziger et al. 1983, Warren et al. 1966). In frühen Studien wurden Melanomfragmente in eine Hamsterbacke transplantiert (Warren et al. 1966). Das Resultat war eine stark gesteigerte Angioneogenese. In neueren Studien wurde eine erhöhte Gefäßdichte maligner Melanome gegenüber gesunder Haut durch bestimmte Farbmethoden nachgewiesen (Barnhill et al. 1992). Dabei wurde eine erhöhte Gefäßdichte in atypischen Naevuszellnaevi, primären malignen Melanomen und metastasierten malignen Melanomen festgestellt. Die primären malignen Melanome hatten eine höhere Gefäßdichte als die atypischen Naevuszellnaevi, die metastasierten malignen Melanome eine bedeutend höhere Gefäßdichte als die primären malignen Melanome. 1.6 Hochauflösender Laser Doppler Perfusion Imager Eine Methode zur Messung des Blutflusses der Haut ist die Messung mittels Laser Doppler Perfusion Imager. Diese Methode hat gegenüber anderen Methoden zur Messung des Blutflusses, wie dem Laser Doppler Flowmeter oder dem Ultraschall Doppler, den Vorteil über einem zweidimensionalen Hautareal berührungsfrei zu messen. So wurde der Laser Doppler Perfusion Imager neben anderen klinischen Anwendungen auch zur Messung an Hauttumoren verwendet (Stücker et al. 1997). Bei diesen Untersuchungen zeigten sich Unterschiede zwischen den einzelnen Tumorgruppen, die Auflösung des Laser Doppler Perfusion Imagers war insgesamt jedoch zu gering. 1.6.1 Die Geschichte des Laser Doppler Perfusion Imagers Die Geschichte des hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imagers läßt sich zurückführen auf den zuerst verwendeten Laser Doppler Flowmeter. Nachdem der Laser Doppler Flowmeter fast zwei Jahrzehnte angewandt worden war, zeigte sich, daß die eindimensionalen Messungen für bestimmte Fragestellungen nicht ausreichen. Eine Weiterentwicklung des eindimensionalen Laser Doppler Flowmeters ist der zweidimensionale Laser Doppler Scanner mit dem berührungsfreie Messungen über zweidimensionalen Arealen möglich sind (Essex et al. 1991, Wardell 1993). Der hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager beruht genau wie sein Vorgängermodell auf dem Dopplerprinzip. Er hat mit 0,2 mm allerdings eine höhere Auflösung als der nicht hochauflösende Laser Doppler Imager. Beiden Geräten gemeinsam ist die hautferne Meßkopfplatzierung. Das Meßprinzip ähnelt dem des eindimensionalen Laser Doppler Flowmeters, bei dem allerdings die Meßsonde direkt auf der Haut plaziert wird. Bei den Geräten wird Licht in die Haut eingestrahlt, das frequenzverändert wieder reflektiert wird. Anhand der dopplerverschobenen Frequenz wird der Flußwert errechnet, der dann durch eine Farbskala kodiert wird. Dieser Flußwert wird definiert als Produkt aus der Geschwindigkeit der Blutzellen und deren Konzentration. 1.6.2 Klinische Anwendungen In der klinischen Anwendung werden vor allem hyperämische Reaktionen, also Reaktionen die mit einer Steigerung der Durchblutung einhergehen, gemessen. Prozesse die mit einer Verminderung der Durchblutung einhergehen sind viel schwieriger zu erfassen (Noon et al. 1996). Bei Applikation von lokalen Vasokonstriktoren auf die Haut kann es sogar zu einem Anstieg des Flußsignals kommen, da es in den konstringierten Gefäßen zu einer Beschleunigung der Fließgeschwindigkeit der Erythrozyten kommt. Bei bisherigen Messungen mit dem LDPI konnte kein statistisch signifikanter Einfluß des Geschlechtes auf die Perfusion festgestellt werden (Mannor et al. 1996, Goldberg et al. 1990). Weiterhin wurde der Einfluß des Blutdrucks und des Pulses auf die Perfusion innerhalb normaler Grenzen ausgeschlossen (Mannor et al. 1996). Für die Extremitäten wurde eine Abhängigkeit der Perfusion vom Blutdruck beschrieben (Pershing et al. 1989, Mulvaney et al. 1989). Für das Alter wird in Bezug auf die Perfusion eine inverse Korrelation beschrieben, die jedoch nicht in allen Fällen statistisch eindeutig ist (Mannor et al. 1996). 1.6.3 Reproduzierbarkeit Sowohl die absoluten Flußwerte als auch die hyperämische Fläche in Pixel zeigt eine gute räumliche und zeitliche Reproduzierbarkeit (Stücker et al. 1995). Eine signifikante und lineare Korrelation zeigt sich zwischen den absoluten Flußwerten des eindimensionalen Flowmeters und den absoluten Flußwerten des Laser Doppler Scanners, die Höhe der Korrelation schwankt allerdings. Sie liegt 48 h nach der Applikation eines Tuberkulinantigens zwischen r=0,72 und r=0,93 (Harrison et al. 1993, Stücker et al.1995). Eine ebenfalls signifikante Korrelation zeigt sich zwischen klinisch bestimmbarer Erythemgröße und der hyperämischen Fläche im Laser Doppler Bild (Speight et al. 1993). Die hyperämische Fläche im Laser Doppler Bild ist allerdings größer als das klinische Erythem. Die Vergrößerungsfaktoren werden von 1,2 (Speight et al.1993) bis 6,8 angegeben (Stücker et al.1995). Die Sensitivität des Laser Doppler Imagers scheint im Vergleich zu anderen nicht invasiven Techniken in der Erfassung hyperämischer Reaktionen zumindest identisch zu sein, in manchen Fragestellungen vielleicht sogar noch günstiger (Stücker et al. 1996, Quinn et al.1993). 1.6.4 Untersuchungen hyperämischer Zustände der Haut Um eine kutane Hyperämie zu induzieren und dadurch die Reagibilität des Gefäßsystems beurteilen zu können, können verschiedene Testverfahren angewandt werden, wie zum Beispiel eine thermische Provokation, Provokationen durch mechanische oder elektrische Reize oder auch Tests mit pharmakologischen Substanzen. Die thermische Provokation kann direkt oder indirekt appliziert werden und führt dann zu einer Vermehrung der Durchblutung oder auch zu einer Durchblutungsverminderung. So kann man zum Beispiel ein Wasserbad der Hände anwenden. Die Reproduzierbarkeit ist hierbei allerdings eher schlecht (Stücker et al. 1995). Wird mit einer kleinen Nadel in normaler Haut ein Trauma erzeugt, entsteht eine ausgesprochene Mehrdurchblutung, die sich über einen Durchmesser von mehreren Zentimetern ausbreitet (Anderson et al. 1994, Staxrud et al. 1996). Diese Hyperperfusion reduziert sich nach ungefähr einer Stunde wieder und im Perfusionsbild sind die Ausgangswerte zu sehen. Das Trauma, das durch die Nadel erzeugt wird und die zeitweise Perfusionssteigerung, ist relevant für die Interpretation der Ergebnisse von Hautpermebititätsuntersuchungen (Anderson et al. 1995, Andersson et al. 1995). Ein traumaähnlicher Zustand wurde erreicht durch das Entfernen eines Pflasters von der Haut des Armes (Harvey et al. 1996). Auch hierbei wurden mit dem LDPI erhöhte Perfusionswerte festgestellt, die unabhängig waren von der Art des Pflasters und der Lokalisation. Ein Reflex der Hautgefäße wurde bei gesunden Personen durch eine elektrische Stimulation ausgelöst (Wardell et al. 1992). Dabei wurden Aufnahmen von der Perfusion in diesem Areal gemacht. Im LDPI Bild konnte eine lokale Perfusionssteigerung um die Elektrode herum festgestellt werden, die für ungefähr 30 Minuten bestand. Die ausgelöste Hyperperfusion war am Handrücken stärker als am Fußrücken. Mit Pharmaka die zu einer Hyperämie führen, wie das Acetylcholin, das Histamin oder die Nikotinsäureester, kann man ebenfalls sehr gut die Reagibilität des Hautgefäßsystems untersuchen. Nach intrakutaner Injektion von Acetylcholin kommt es zu einer Quaddelbildung mit umliegenden Erythem. Diese Reaktion ist im LDPI Bild als zentrale Minderperfusion mit umliegender Hyperämie zu sehen (Warren 1994). Histamin induziert eine Vasodilatation mit Hyperämie und Ödem. Klinisch imponiert das Ödem als Urtikaria bzw. Quaddel. Dazu kommt noch eine Rötung der Haut mit Juckreiz (Heyer et al. 1989, Lewis et al. 1924). Im Bild des Laser Doppler Perfusion Imager zeigt sich eine scharf abgrenzbare hyperämische Reaktion mit erhöhtem Fluß. Die Dosis-Wirkungs-Beziehung der absoluten Flußwerte zeigt zunächst eine lineare Charakteristik, die später in ein Plateau übergeht (Quinn et al. 1991). 1.6.5 Untersuchungsergebnisse des Laser Doppler Imager bei Patienten mit Hauterkrankungen 1.6.5.1 Portwein-Flecken und Livedo Portweinflecken sind kongenitale Teleangiektasien (Mulliken 1988, Niechajeva 1991). Messungen mit dem Laser Doppler Imager zeigten keine erhöhte Perfusion im Bereich des Portweinflecks (Troilius et al. 1992). Die roten Flecken einer Livedo der Haut gehen hingegen mit einer Veränderung des Perfusionsmusters einher. Diese Tatsache kann durch das Pooling der Erythrozyten erklärt werden. So erhält die Haut im Bereich des Flecks eine charakteristische livide Färbung ohne eine wirkliche Perfusionssteigerung. 1.6.5.2 Atopische Dermatitis Die atopische Dermatitis geht häufig mit einer vaskulären Dysregulation der Hautgefäße einher. Dies zeigt sich klinisch durch paradoxe Phänomene bei Reizung der Haut bzw. des Hautgefäßsystems. Patienten mit atopischer Dermatitis bilden nach mechanischer Hautreizung häufig einen weißen Dermographismus aus, wohingegen bei Hautgesunden meistens ein Erythem entsteht (Lewis 1927, Ebbecke 1917). Im Bild des Laser Doppler Imagers zeigt sich beim weißen Dermographismus im Gegensatz zum roten Dermographismus am Ort der mechanischen Einwirkung ein verminderter Flußwert. Auch der mittlere Flußwert war hier signifikant kleiner als beim roten Dermographismus des Gesunden. 1.6.5.3 Psoriasis vulgaris Die Psoriasis vulgaris ist eine erythemato-squamöse Erkrankung mit plaqueartigen, scharf abgegrenzten flächigen Hautveränderungen auf gerötetem Hintergrund. Die psoriatische Plaque stellt sich im Laser Doppler Imager Bild als scharf umschriebene hyperämische Reaktion dar. Die absoluten Flußwerte sind signifikant gegenüber denen der gesunden Haut erhöht (Speight et al. 1994). Die Größe der gemessenen Hyperperfusion korreliert mit den klinisch bestimmbaren Flächen, ist jedoch um den Faktor 1,25 ± 0,19 größer als die klinisch bestimmbare Fläche. Die Rötung ist dabei das klinische Korrelat einer entzündungsbedingten Hyperperfusion im betroffenen Areal. 1.6.5.4 Progressive systemische Sklerodermie In der Regel findet sich beim Gesunden ein typisches Perfusionsmuster an den Händen mit einer homogenen Durchblutung des Handrückens und einer zu den Fingerspitzen hin zunehmenden Perfusion. Das Maximum der Flußwerte findet sich an den Fingerspitzen. Bei vielen Patienten mit progressiver systemischer Sklerodermie ist dieses Perfusionsmuster verändert (Stücker et al.1995). Es kommt zu einer Abnahme der Flußwerte nach akral, wobei eine unterschiedliche Anzahl an Fingern betroffen sein kann. Teilweise finden sich sogar komplette Gefäßabbrüche. Bei Patienten mit einer Akrosklerose ist der mittlere Perfusionswert in den einzelnen Fingern gegenüber der Kontrollgruppe signifikant vermindert. 1.6.5.5 Akrale Perfusionsstörungen Analog zu den akralen Perfusionsstörungen bei der progressiven systemischen Sklerodermie lassen sich mit Hilfe des Laser Doppler Imagers Durchblutungsstörungen bei der Thrombangitis obliterans und Vaskulitiden nachweisen (Stücker et al.1996). Den Arealen mit verminderten Flußwerten im Laser Doppler Imager Bild entsprechen in der digitalen Substruktionsangiographie Stenosen oder Okklusionen der Arteriae digitales. 1.6.5.6 UVB-Erythem UVB-induzierte Erytheme können sich im Laser Doppler Bild als hyperämische Reaktion darstellen. Die Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Applikation von UVBLicht verläuft sigmoid (Quinn et al.1991). 1.6.5.7 Typ IV Reaktion Der Laser Doppler Scanner wurde zur Quantifizierung und Charakterisierung von Typ IV Reaktionen eingesetzt. So wurden Reaktionen auf Tuberkulinantigene und Kontaktallergene untersucht (Harrison et al.1993, Stücker et al.1995, Quinn et al.1993). Beim Vermessen einer Typ IV Reaktion ergibt sich eine zunächst linear ansteigende Dosis-Wirkungsbeziehung, die bei höherer Konzentration des Kontaktallergens in ein Plateau übergeht, da die Flußwerte nur bis zu einem gewissen Maximum ansteigen können (Quinn et al. 1991). Mißt man die hyperämische Fläche in Abhängigkeit von der Konzentration des Kontaktallergens, so steigt auch bei hohen Konzentrationen die hyperämische Fläche weiter an (Quinn et al.1991). In der Tuberkulinreaktion kann bereits nach 24h eine Flußerhöhung gemessen werden, das Maximum wird in der Regel nach 48h erreicht (Harrison et al.1993, Stücker et al.1995). 1.6.5.8 Plastische Chirurgie Der Laser Doppler Scanner ist aufgrund des berührungsfreien Meßvorgangs besonders zur Kontrolle von Wundheilungsprozessen geeignet, so zum Beispiel bei der Schwenklappenplastik. Granulationsgewebe zeigt sich im Bild des Laser Doppler Imagers gegenüber der gesunden Haut als signifikant stärker durchblutet, Nekrosen und Krusten stellen sich hingegen als nicht perfundierte Areale dar. Nach plastischen Operationen ist in den ersten postoperativen Tagen ein Abfall der Flußwerte von der Lappenbasis zur Lappenspitze hin zu beobachten (Eichhorn et al. 1994). Auch das umliegende ortsständige Gewebe weißt eine veränderte Perfusion auf. Nach dem 5. postoperativen Tag steigt die Perfusion des Lappens so stark an, daß sie die Perfusionswerte des gesunden Gewebes in dem Bereich übertreffen (Stücker et al. 1995). 1.6.6 Besonderheiten bei Messungen der Hautperfusion Die kutane Mikrozirkulation beinhaltet sowohl zeitliche als auch räumliche Veränderungen. Die zeitlichen Schwankungen können rhythmischen oder vasomotorischen Ursprungs sein (Tenland et al. 1983) oder aber auch stochastischer Natur (Salerud et al. 1983). Die räumlichen Veränderungen haben ihren Ursprung in der Heterogenität des mikrovaskulären Netzes der Haut. Während in einigen Hautbezirken reichlich perfundierte arteriovenöse Anastomosen überwiegen, sind es in anderen Arealen eher die Kapillargefäße. Die Anfertigung eines zweidimensionalen Perfusionsbildes von scheinbar homogen durchbluteter Haut, kann neben niedrig perfundierten Arealen auch einige mit höherer Durchblutung zeigen (Wardell et al. 1993). Die allgemeinen Charakteristika eines Bildes bleiben von Tag zu Tag bestehen, auch wenn die durchschnittliche Perfusion eine große Variationsbreite aufweisen kann. Die Topologie eines Perfusionsmusters korreliert mit der Architektur des mikrovaskulären Netzes (Braverman et al. 1990). Ein hoch perfundiertes Areal ist häufig assoziiert mit dem Vorhandensein von kleinen, aufsteigenden kutanen Arterien, wie sich anhand der Histologie feststellen läßt. Die Haut reagiert auf Erwärmung mit einer erhöhten Perfusion, der relative Unterschied zwischen den einzelnen Perfusionspunkten bleibt dabei erhalten. Die räumliche Variabilität der Hautdurchblutung kann in einer charakteristischen Weise durch bestimmte Krankheitsprozesse, die auch die Hautdurchblutung betreffen, verändert werden. 1.7 Fragestellung In der vorliegenden Studie wurde untersucht, inwieweit der hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager geeignet ist, Perfusionsmuster unterschiedlicher Hauttumoren darzustellen und zu differenzieren. Im einzelnen stellten sich folgende Fragen: 1. Ist mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager eine Darstellung des Perfusionsmusters verschiedener Hauttumoren möglich? 2. Gibt es Unterschiede zwischen verschiedenen Hauttumoren in Bezug auf die Höhe und das Muster der Perfusion? 3. Läßt sich anhand der gemessenen Unterschiede eine Grenze ziehen, die eine Unterscheidung zwischen benignen und malignen Hauttumoren ermöglicht ? 4. Was ist das histologische Korrelat zu einer erhöhten Perfusion, die mit dem Laser Doppler Perfusion Imager gemessen wurde? 2 Patienten und Methode 2.1 Patienten Es wurden 22 Naevuszellnaevi Melanompatienten, und 27 Patienten 39 Patienten mit mit klinisch Basalzellkarzinomen auffälligen mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager untersucht. Unmittelbar nach der Untersuchung wurden diese Tumoren exzidiert und histologisch untersucht (Fig.1). Als Vergleichskollektiv für die pigmentierten Tumoren wurden 101 Naevuszellnaevi vermessen, die sowohl klinisch als auch auflichtmikroskopisch eindeutig benigne waren. Voraussetzungen für die Auswahl eines Patienten waren: • Normotonie oder ein gut eingestellter Hypertonus • keine sonstigen Hauterkrankungen oder Stoffwechselerkrankungen • ein bestehender Diabetes mellitus mußte gut eingestellt sein • zwei Stunden vor der Untersuchung durfte der Patient nicht mehr geraucht haben • der zu vermessende Hauttumor durfte nicht stark verkrustet sein Das Alter der Melanompatienten lag zwischen 34-86 Jahren wobei das mittlere Alter bei 63,6 ± 13,42 Jahren lag. Das Alter der Patienten mit Naevuszellnaevi lag zwischen 12 und 74 Jahren, der Mittelwert bei 36 ± 16,33 Jahren. Zwischen 48 und 89 Jahre alt waren die Patienten mit Basalzellkarzinomen, mit einem Mittelwert von 70 ± 11,2 Jahren. Die Größe der Melanome variierte von 5 x 12 mm bis 35 x 42 mm (Tiefe zwischen 0,2 mm und 3,7 mm bei einem Mittelwert von 1,31 ± 1,04 mm, Clarklevel I-IV), die Größe der Basalzellkarzinome von 5 x 5 mm bis 12 x 16 mm, die der Naevuszellnaevi von 5 x 5 mm bis 50 x 82 mm. Tab.1: Verteilung der einzelnen Läsionen in ihre Untergruppen Tumor Melanome 13 Typ 14 Anzahl Superfiziell spreitend 11 Nodulär 6 Lentigo maligna 1 Akral lentiginös 1 Praeexistierende Naevi 1 Kutane Metastase 2 Compound 24 Dermal 9 Junktional 6 solide 7 undifferenziert 9 ulzeriert 3 superfiziell 3 sklerodermiform 3 zystisch 2 Atypische Naevuszellnaevi Basalzellkarzinome 2.2 Methode Für die Messungen wurde der hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager PIM 1.0 (Lisca Developement, Linköping, Schweden) verwendet. Der hochauflösende LDPI ist eine Weiterentwicklung des komerziell erhältlichen Laser Doppler Perfusion Imager und basiert wie dieser auf dem Dopplereffekt. Der hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager hat durch die veränderte Hard- und Software ein verbessertes Auflösungsvermögen (200 µm) als das Vorgängermodell (1 mm). Ein Berühren der Haut ist nicht erforderlich. Der Laser Doppler Perfusion Imager besteht aus einem Personalcomputer mit Steuerungs- und Auswertungssoftware und einem Meßkopf, in dem sich die Laserlichtquelle, ein Spiegelsystem mit Schrittmotoren und ein Photodetektor befindet. Das Spiegelsystem projiziert den von der He-Ne-Laserlichtquelle (632,8 nm Wellenlänge) erzeugten Laserstahl (Energie 1 mW) auf das zu untersuchende Hautareal. Das Spiegelsystem, das durch einen Schrittmotor bewegt wird, lenkt das Laserlicht auf die Haut. So wird das zu untersuchende Hautareal mäanderförmig abgescannt, wobei bis zu 64 x 64 Meßpunkte (Pixel) erfaßt werden können. Die Größe eines der 4096 Pixel hängt vom Abstand zwischen Haut und Meßeinheit ab. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Abstand von 5 cm gewählt. Die insgesamt zu messende Fläche ergibt dabei eine Größe von 12 x 12 mm und ein Meßpunkt hat eine Größe von 0,035 mm2 . Über jedem zu messendem Punkt verharrt der Laserstahl für 10 ms. Während dieser Zeit werden insgesamt 10 Messungen durchgeführt und die Ergebnisse gemittelt. Der ausgesandte Laserstrahl wird von sich in den Hautgefäßen bewegenden Erythrozyten reflektiert und zum Teil frequenzverändert. Der Photodetektor, der sich im Meßkopf in der Nähe des Spiegelsystems befindet, fängt das frequenzveränderte monochromatische Licht wieder auf. Von hier wird der Photostrom in die Signalprozessierungskette weitergegeben. Die Linearität des Signals konnte mit Flußsimulationsmessungen bestätigt werden (Wardell et al. 1993). Der Photodetektor besitzt eine unterschiedliche Empfindlichkeit für die aus verschiedenen Distanzen und Winkeln auftreffenden Frequenzen. Daher werden Punkte mit gleicher Perfusion als unterschiedlich perfundiert wahrgenommen, wenn sie aus anderen Hautregionen kommen. Um das zu vermeiden, werden im Auswertungsprogramm die Werte aus unterschiedlichen Lokalisationen mit verschiedenen Korrekturfaktoren multipliziert und so wird eine Unabhängigkeit vom jeweiligen Hautareal erreicht. Auch die Unterscheidung zwischen Hintergrundfläche und perfundierter Fläche stellt ein Problem dar. Dieses Problem wird durch die Messung der gesamten Intensität des zurückgestreuten Lichtes gelöst, worauf im Anschluß die Festlegung eines von dieser Intensität abhängigen Schwellenwertes erfolgt. Bei Überschreitung dieses Schwellenwertes wird ein Punkt als Perfusionsdarstellung verwertet und bei Unterschreitung dient er zur Darstellung des Hintergrundes. Aus diesem Grund wurde die Messung in einem abgedunkelten Raum durchgeführt. Die mediane Meßtiefe wird mit 235 µm angegeben (Johansson et al. 1991), demnach würden besonders Signale aus dem oberen korialen Gefäßplexus das Meßsignal bestimmen. Die Perfusionswerte, die sich aus dem Produkt der Erythrozytenkonzentration und durchschnittlicher Fließgeschwindigkeit ergeben, werden als Maßzahl ohne physikalische Einheit angegeben ([AU]= Arbitrary Unit→ frei gewählte Einheit). Auf dem Bildschirm werden die Perfusionswerte farbig kodiert in einem zweidimensionalen Bild dargestellt. Eine geringe Durchblutung wird gemäß der Farbkodierung blau, eine maximale Perfusion hingegen rot dargestellt. Gelb und grün stellen eine dazwischen liegende Stufe der Perfusion dar. Areale, in denen eine Hämoperfusion mit dieser Methode nicht oder nur in geringem Maße nachweisbar ist, z.B. Nekrosen oder Areale mit sehr dunkler Pigmentierung, erhalten Grautöne. Dieses wurde bei der Messung der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi ausgenutzt. Da diese genau wie normale Haut blau dargestellt wurden, half ein 5 mm breiter schwarzer Papierstreifen, der genau an den Rand der Läsion angelegt wurde, beim Auffinden der entsprechenden Region auf dem Flußwertbild. Mit einem Auswertungsprogramm kann der mittlere Flußwert und die Standartabweichung in jedem beliebigen Areal bestimmt werden. Dabei wird auch ein Histogramm von der Verteilung der Punkte in diesem Areal erstellt. Bei der Flußwertbestimmung wurde das Areal ausgemessen, das möglichst genau dem zu untersuchenden klinischen Areal der Läsion entsprach. 2.3 Messung Für die Messungen wurden folgende Geräteeinstellung gewählt: • Threshold: 6,1, bei sehr dunkel pigmentierten Tumoren folgte noch eine Messung mit einem Threshold von 5,81 (der Threshold ist der Grenzwert, ab dem ein Signal für die Perfusionsdarstellung verwertet wird), • Measurement area: 64 x 64 (Meßbereich), • Resolution: low (niedrige Auflösung). Der Meßkopf des Scanners wurde mit Hilfe einer 5 cm langen Papprolle parallel zur Hautoberfläche über dem zu untersuchenden Hautgebiet eingestellt. Die richtige Plazierung der Sonde wurde zunächst mit der Funktion „mark measurment area“ überprüft. Bei einer nicht exakten Einstellung des Meßkopfes über dem Tumorgebiet konnte nun dahingehend korrigiert werden, so daß sich möglichst die gesamte Läsion im Meßfeld befand. Anschließend erfolgte eine Messung über dem Tumorareal, wobei bei sehr großen Tumoren der Übergang zur normalen Haut zu messen war. Bei sehr dunkel pigmentierten Tumoren wurde die Untersuchung mit einem niedrigeren Grenzwert wiederholt. Zum Vergleich wurde gesunde Haut im angrenzenden Gebiet oder an der kontralateralen Körperlokalisation vermessen. Die gesamte Messung erfolgte im abgedunkelten Raum. Die klinische Größe der Tumoren wurde mittels manueller Abzeichnung auf transparenter Kunststoffolie festgehalten. Für die Auswertung fand das integrierte Auswertungsprogramm Verwendung. Ein Vermessungsrechteck wurde dabei möglichst der klinischen Größe der Läsion entsprechend angepaßt. Neben dem Mittelwert des Flusses wurde auch noch die Standartabweichung Flußwertbild der berechnet. gesunden Das Haut gleiche Verfahren angewandt, wobei wurde die bei dem Größe des Vermessungsrechtecks entsprechend der Größe des Tumors gewählt wurde. Als Vergleichskollektiv für die pigmentierten Tumoren wurden 101 Naevuszellnaevi vermessen, die sowohl klinisch als auch auflichtmikroskopisch eindeutig benigne waren. Das Alter der Personen lag zwischen 22 und 59 Jahren, der Mittelwert bei 32,6 ± 12,5 Jahren. Bei diesen Läsionen wurde vor der Messung ein 5 mm breiter schwarzer Pappstreifen direkt am Tumorrand befestigt, um das Auffinden der Läsion im Flußwertbild zu erleichtern. Nach der operativen Entfernung der Tumoren erfolgte neben der Festlegung der Tumorentität eine histologische Untersuchung der Präparate mit folgender Klassifizierung: • entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern: kein, gering, mittel, stark • entzündliches Infiltrat unter den Tumornestern: kein, gering, mittel, stark • Gefäße: Anzahl gegenüber der gesunden Haut normal, Anzahl erhöht, vermehrt vertikal, Anzahl verringert (kam nicht vor) • Melaningehalt: normal, erhöht • Melanophagen: keine, gering, mittel, stark 2.4 Auswertung und Statistik Für die Auswertung der Daten wurde das Computerprogramm Exel 7.0 für Windows benutzt. Die statistischen Tests wurden mit SPSS 7.5 für Windows durchgeführt. Die Unterschiede zwischen den Gruppen wurden mit dem T-Test für unverbundene Stichproben auf Signifikanz untersucht, Korrelationen wurden mit dem Pearson Korrelationstest untersucht. Den Tests wurde eine Varianzanalyse vorgeschaltet. 2.4.1 Statistische Werte der Boxplots Die in den Abbildungen verwendeten Boxplots stellen folgende statistische Werte dar: 2,0 Höchster Wert ohne Außreißer 1,5 1,0 Interquantilbereich mit 50% der Werte Median ,5 0,0 Niedrigster Wert ohne Ausreißer 3 Ergebnisse 3.1 Fallbeispiele 3.1.1 Zwei Basalzellkarzinome 1. Beispiel 89jähriger Patient mit einer auffälligen Läsion hinter dem rechten Ohr, die seit mehreren Jahren bestand, aber erst jetzt dem Hautarzt vorgestellt wurde. Die klinische Untersuchung zeigte einen ulzerierten Tumor mit auffälligen Teleangiektasien (Abb.1-3). Abb.1: LDPI- Bild des ulzerierten Basalzellkarzinoms. Die Messung mit dem LDPI ergab folgende Werte: Der Tumormittelwert lag bei 1,22 ± 0,48. Der Mittelwert über dem Tumor war 2,84mal größer als der Mittelwert über der gesunden Haut. Die Standardabweichung über dem Tumor war 2,82mal größer als über der gesunden Haut. Der Variationskoeffizient lag bei 0,39, der Quotient aus den beiden Variationskoeffizienten betrug 1,0. Abb.2: Klinisches Bild des ulzerierten Basalzellkarzinoms. Maße des Basalzellkarzinoms: Durchmesser 0,8 cm. Abb.3: 10fache Vergrößerung der Histologie (HE- Färbung) des ulzerierten Basalzellkarzinoms mit vertikalem Verlauf der Blutgefäße und Entzündungszellen am Rand der Abbildung. Die Histologie zeigte ein ulzeriertes Basalzellkarzinom mit einem mittelstarken entzündlichen Infiltrat zwischen den Tumornestern und ein mittelstarkes entzündliches Infiltrat unter den Tumornestern, sowie eine erhöhte Gefäßdichte. 2. Beispiel Es stellte sich ein 63jähriger Patient vor, dem an der rechten Schläfe immer wiederkehrende Krusten aufgefallen waren. Die klinische Untersuchung zeigte einen ulzerierten Tumor mit Teleangiektasien und perlschnurartigen Veränderungen am Rand (Abb.4-6). Abb.4: Laser Doppler Perfusion Imager Bild des soliden Basalzellkarzinoms. Meßwerte: Der Perfusionsmittelwert lag bei 1,56 ± 1,11. Der Mittelwert über dem Tumor war 2,26mal so groß Standardabweichung wie der Mittelwert über der gesunden Haut. Die über dem Tumor war im Vergleich zur gesunden Haut 4,62mal so groß. Der Variationskoeffizient über dem Tumor betrug 0,71 und war damit 2,05 mal größer als der Variationskoeffizient der gesunden Haut. Abb.5: Klinisches Bild des soliden Basalzellkarzinoms. Maße des Basalzellkarzinoms: 1,5 x 1 cm. Abb.6: 10fache Vergrößerung der Histologie (HE) des soliden Basalzellkarzinoms mit entzündlichen Infiltraten zwischen den Tumornestern. Die histologische Untersuchung des soliden Basalzellkarzinoms ergab ein mittelstarkes entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern und ein starkes Infiltrat unter den Tumornestern. Die Gefäßstruktur war nicht verändert. 3.1.2 Zwei Beispiele maligner Melanome 1. Beispiel 69jähriger Patient mit einer pigmentierten Läsion im oberen Bereich des Rückens, die klinische Untersuchung zeigte einen dunkelbraunen Tumor mit knotigen Anteilen (Abb.7-9). Abb.7: LDPI- Bild des nodulären malignen Melanoms. Meßwerte: Der mittlere Perfusionswert lag bei 2,27 ± 1,43. Der Mittelwert über dem Tumor war 6,14mal größer als der Mittelwert über der gesunden Haut. Die Standardabweichung über dem Tumor war 11,94mal so groß wie die der gesunden Haut. Der Variationskoeffizient über dem Tumor betrug 0,63, der Quotient aus beiden Variationskoeffizienten 1,94. Abb.8: Klinisches Bild des nodulären malignen Melanoms. Maße des malignen Melanoms: 0,5 x 1 cm. Abb.9: 10fache Vergrößerung der Histologie des nodulären malignen Melanoms mit aufsteigenden Blutgefäßen; Clark-Level IV, Tumordicke 1,5 mm, pT3a. Die histologische Untersuchung des nodulären malignen Melanoms ergab ein geringes entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern und ein mittelstarkes Infiltrat unter den Tumornestern. Die Gefäßdichte war erhöht. 2. Beispiel 63jähriger Patient der aufgrund einer leicht erhabenen Läsion am behaarten Kopf einen Hautarzt aufsuchte. Die klinische Untersuchung zeigte einen unterschiedlich pigmentierten Tumor von 1 cm Durchmesser (Abb.10-12). Abb.10: Laser Doppler Perfusion Imager Bild des malignen Melanoms das auf einem praeexistierenden Naevus entstanden ist. Meßwerte: Der Mittelwert betrug 2,24 ± 1,6. Der Mittelwert über dem Tumor hatte den 5,6fachen Wert des Mittelwertes über der gesunden Haut. Die Standardabweichung war über dem Tumor 5,93mal größer als über der gesunden Haut. Der Variationskoeffizient über dem Tumor lag bei 0,71, der Quotient aus den beiden Variationskoeffizienten bei 1,06. Abb.11: Klinisches Bild des malignen Melanoms. Maße des malignen Melanoms: Durchmesser 1 cm. Abb.12: 2fache Vergrößerung des malignen Melanoms mit mittelstarken entzündlichen Infiltraten unter den Tumornestern; Clark-Level IV, Tumordicke 1,0 mm, pT3. Die Histologie des malignen Melanoms zeigte eine leichte Infiltration zwischen den Tumornestern und eine vermehrte Gefäßdichte. 3.1.3 Zwei Beispiele für atypische Naevuszellnaevi 1. Beispiel 25jähriger Patient mit einem klinisch auffälligen Naevuszellnaevus im oberen rechten Bereich des Rückens (Abb.13-15). Abb.13: Laser Doppler Perfusion Imager Bild des Naevuszellnaevus vom Compoundtyp. Der Flußwert über dem Tumor lag bei 0,26 ± 0,1. Der Mittelwert über dem Tumor war 1,24mal so groß wie der Mittelwert über der gesunden Haut. Die Standardabweichung über dem Tumor hatte den 2,5fachen Wert der Standardabweichung über der gesunden Haut. Der Variationskoeffizient über dem Naevus betrug 0,38, der Quotient aus den Variationskoeffizienten 2,02. Abb.14: Klinisches Bild des Compoundnaevus. Maße des Naevuszellnaevus: Durchmesser 2 cm. Abb.15: Histologie (HE) des Naevus vom Compoundtyp in 10facher Vergrößerung. Der Naevus wies keinerlei entzündliche Infiltrationen oder Gefäßveränderungen auf. 2. Beispiel 46jähriger Patient mit einem klinisch auffälligen Naevuszellnaevus im Bereich der linken Hüfte (Abb.16-18). Abb.16: Laser Doppler Bild des Naevuszellnaevus vom Compoundtyp. Der mittlere Flußwert über der Läsion lag bei 0,18 ± 0,09. Der Mittelwert über dem Tumor war 1,38mal so groß wie der Mittelwert über der gesunden Haut. Die Standardabweichung war über dem Tumor 2,25 mal größer als über der gesunden Haut. Der Variationskoeffizient über dem Tumor betrug 0,5, der Quotient aus den beiden Variationskoeffizienten 1,63. Abb.17: Klinisches Bild des Naevuszellnaevus vom Compoundtyp. Maße des Naevuszellnaevus: Durchmesser 0,6 cm. Abb.18: Histologisches Bild (HE) des Compoundnaevus in 10facher Vergrößerung. Der Naevuszellnaevus Gefäßveränderungen auf. wies keinerlei entzündliche Infiltrate oder 3.1.4 Zwei LDPI Bilder von klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi Die klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi wurden vor der Messung mit einem schwarzen Pappstreifen markiert, der sich im LDPI Bild als graues Signal darstellt (Abb.19-21). 1.Beispiel Abb.19: Laser Doppler Perfusion Imager Bild eines klinisch unauffälligen Naevuszellnaevus. Der Mittelwert über dem Naevus betrug 0,31 ± 0,7. Die gesunde Haut hatte einen Mittelwert von 0,34 ± 0,1. Der Quotient aus den beiden Mittelwerten war 0,91, der aus den beiden Standardabweichungen 0,7. Der Variationskoeffizient über dem Naevus war 0,23, der Quotient aus den beiden Variationskoeffizienten 0,77. 3.1.4 Zwei LDPI Bilder von klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi Die klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi wurden vor der Messung mit einem schwarzen Pappstreifen markiert, der sich im LDPI Bild als graues Signal darstellt (Abb.19-21). 1.Beispiel Abb.19: Laser Doppler Perfusion Imager Bild eines klinisch unauffälligen Naevuszellnaevus. Der Mittelwert über dem Naevus betrug 0,31 ± 0,7. Die gesunde Haut hatte einen Mittelwert von 0,34 ± 0,1. Der Quotient aus den beiden Mittelwerten war 0,91, der aus den beiden Standardabweichungen 0,7. Der Variationskoeffizient über dem Naevus war 0,23, der Quotient aus den beiden Variationskoeffizienten 0,77. 2.Beispiel Abb.20: LDPI Bild eines klinisch unauffälligen Naevuszellnaevus. Der mittlere Flußwert über dem Tumor lag bei 0,47 ± 0,67, über der gesunden Haut betrug er 0,47 ± 0,6. Der Quotient aus den beiden Mittelwerten lag bei 1,0, der der beiden Standardabweichungen bei 1,2. Der Variationskoeffizient über dem Naevus betrug 1,43, der Quotient aus den beiden Variationskoeffizienten 1,12. 3.2 Überblick 3.1.1 Perfusionsmittelwerte Alle untersuchten Tumoren hatten in der LDPI-Untersuchung höhere Flußwerte als die umgebende gesunde Haut (0,63 ± 0,54, gegenüber 0,36 ± 0,19; p≤0,001). Maligne Melanome haben einen statistisch signifikant höheren Flußwert als atypische Naevuszellnaevi (1,35 ± 0,84, gegenüber 0,58 ± 0,31; p≤0,001). Sie sind nicht eindeutig stärker durchblutet als die Basalzellkarzinome (1,2 ± 0,48; p≤0,445). Die Gruppe der Basalzellkarzinome weist eine höhere Durchblutung auf als die klinisch auffälligen Naevuszellnaevi (1,2 ± 0,48 gegenüber 0,58 ± 0,31; p≤0,001). Die klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi zeigen die geringsten Flußwerte (0,34 ± 0,14) und einen signifikanten Unterschied zu allen anderen Tumorgruppen (jeweils p≤0,001) (Abb. 21). Laser Doppler Fluß Mittelwert [ AU ] 4 3 2 1 0 -1 N= 27 22 39 101 BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 21: Mittelwerte der Tumoren und der daraus errechnete Median; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; ο,∗ = Extremwerte; [AU]= Arbitrary Unit. In den einzelnen Tumorgruppen wurde im Überblick folgende Verteilungen der Laser Doppler Flußwerte gefunden (Abb. 22-24): Basalzellkarzinome 7 6 absolute Anzahl der Tumore 5 4 3 2 Std.abw. = ,48 1 Mittel = 1,20 N = 27,00 0 ,50 ,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 Perfusionsmittelwert über dem Tumor [ AU ] Abb. 22: Verteilung der Basalzellkarzinome nach ihrem Perfusionsmittelwert; Std.abw.=Standardabweichung, Mittel= Mittelwert, N= Anzahl; [AU]= Arbitrary Unit Maligne Melanome 8 absolute Anzahl der Tumore 6 4 2 Std.abw. = ,84 Mittel = 1,35 N = 22,00 0 ,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 Perfusionsmittelwert über dem Tumor [ AU ] Abb. 23: Verteilung der malignen Melanome nach ihrem Perfusionsmittelwert; Std.abw.=Standardabweichung, Mittel= Mittelwert, N= Anzahl; [AU]= Arbitrary Unit. Atypische Naevuszellnaevi 10 absolute Anzahl der Tumore 8 6 4 2 Std.abw. = ,31 Mittel = ,58 N = 39,00 0 ,13 ,38 ,25 ,63 ,50 ,88 ,75 1,13 1,00 1,38 1,25 1,50 Perfusionsmittelwert über demTumor [ AU ] Abb. 24: Verteilung Perfusionsmittelwert; der atypischen Naevuszellnaevi Std.abw.=Standardabweichung, Anzahl; [AU]= Arbitrary Unit. Mittel= nach ihrem Mittelwert, N= Unter den Naevuszellnaevi wurde der stärkste Durchblutungsgrad bei den Naevi vom Junktionstyp gefunden (0,74 ± 0,43). Die Naevi vom Compoundtyp hatten in dieser Gruppe die geringste Durchblutung (0,5 ± 0,28). Dazwischen lagen die Perfusionswerte der dermalen Naevuszellnaevi (0,67 ± 0,27) (Abb. 25). 1,6 Laser Doppler Fluß Mittelwert [ AU ] 1,4 1,2 1,0 ,8 ,6 ,4 ,2 0,0 N= 24 9 6 compound dermal junktion Naevusart Abb. 25: Mittlere Perfusionswerte der atypischen Naevuszellnaevi; compound= Naevuszellnaevi vom Compoundtyp, dermal= dermale Naevuszellnaevi, junktion= Naevuszellnaevi vom Junktionstyp; ο= Extremwert; [AU]= Arbitrary Unit. 3.2.2. Standardabweichung Die Standardabweichung korrelierte signifikant mit den Mittelwerten (r= 0,862; p≤0,001). Dementsprechend war sie bei den Melanomen am größten (0,97 ± 0,59), gefolgt von den Basalzellkarzinomen (0,88 ± 0,36) und den dysplastischen Naevuszellnaevi (0,51 ± 0,43). In der Gruppe der Naevi hatten die Junktionsnaevi die größte Standardabweichung (0,73 ± 0,81), die Gruppe der Compoundnaevi die geringste (0,45 ± 0,34), wobei der Unterschied zwischen den Naevuszellnaevi vom dermalen Typ und dem des Compound-Typs nur gering war (0,53 ± 0,27 gegenüber 0,45 ± 0,34). Bei allen Gruppen war die Standardabweichung signifikant größer als die im Vergleich gemessene gesunde Haut (p≤0,001) (Abb.26). Signifikant war auch der Unterschied der Standardabweichung zwischen malignem Melanom und atypischen Naevuszellnaevi (p≤0,001), zwischen atypischen Naevuszellnaevi und klinisch unauffälligem Naevuszellnaevi (p≤0,001) und zwischen Basalzellkarzinomen und atypischen sowie klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (jeweils p≤0,001). Nicht signifikant war der Unterschied in der Standardabweichung zwischen malignen Melanomen und Basalzellkarzinomen Laser Doppler Fluß Standardabweichung [ AU ] (p≤0,512). 2,5 2,0 1,5 1,0 ,5 0,0 -,5 N= 27 22 39 101 BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 26: Standardabweichung im Tumorgebiet; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; ο, ∗= Extremwerte; [AU]= Arbitrary Unit. 3.2 Mittlere Tumorperfusion in Untergruppen aufgeteilt 3.2.1 Tumorgruppe mit einem mittleren Perfusionswert von 0 bis 0,5 In der Gruppe mit einer mittleren Tumordurchblutung bis 0,5 [AU] fanden sich 19 Naevuszellnaevi und ein Basalzellkarzinom. Unter den Naevi fanden sich 14 Naevuszellnaevi vom Compound-Typ, drei vom dermalen Typ und zwei vom Junktionstyp. Insgesamt waren von den 19 Naevuszellnaevi drei gering entzündlich infiltriert, bei zwei Naevi befand sich das Infiltrat zwischen den Tumornestern und bei einem Naevus unter den Tumornestern (Abb. 27). Ein Naevus wies eine erhöhte Gefäßdichte auf. Acht Naevi zeigten eine geringe Melanophagenzahl, zwei Naevuszellnaevi eine mittlere Melanophagenzahl. Das Basalzellkarzinom war ein superfizielles Basalzellkarzinom. Es wies unter den Tumornestern eine mittlere entzündliche Infiltration und vermehrt vertikale Gefäße auf. Perfusionsmittelwert von 0-0,5 [ AU ] 18 16 Anzahl der Tumore 14 12 10 8 6 4 NZN 2 BCC 0 Infiltrat kein Infiltrat Infiltrat unter kein Infiltrat zwischen zwischen den den unter den Tumornestern Tumornestern Tumornestern Tumornestern vorhanden vorhanden Gefäßdichte erhöht Gefäßdichte unverändert Histologische Veränderung Abb. 27: Histologische Veränderungen bei den verschiedenen Tumorarten in der Gruppe mit einem Perfusionsmittelwert von 0-0,5 [AU]; NZN= atypische Naevuszellnaevi, BCC= Basalzellkarzinome, Infiltrat= entzündliches Infiltrat; [AU]= Arbitrary Unit. 3.3.2 Mittlere Tumorperfusion von 0,5 bis 1 In der Tumorgruppe mit den mittleren Perfusionswerten von 0,5 bis 1 [AU] ist folgende Verteilung zu finden: 13 Naevuszellnaevi, 9 Basalzellkarzinome und 10 Melanome. Von den Naevuszellnaevi sind sieben vom Compound-Typ, 5 vom dermalen Typ und 3 vom Junktionstyp. Von den Naevi sind vier entzündlich infiltriert. In zwei Fällen ist zwischen den Tumornestern ein geringes Infiltrat zu finden, in einem Fall ein mittleres Infiltrat, zwei Naevi weisen ein starkes Infiltrat unter den Nestern auf. Eine vermehrte Gefäßdichte zeigte sich nur bei einem Naevus. Melanophagen waren bei sieben Naevuszellnaevi zu finden, wobei bis auf einen Fall bei allen die Zahl der Melanophagen gering war. Die Basalzellkarzinome teilten sich auf in drei solide Basaliome, zwei zystische, zwei ulzerierte, ein sklerodermiformes und ein superfizielles. Acht der Basalzellkarzinome zeigten ein entzündliches Infiltrat, bei 3 Tumoren war das Infiltrat zwischen den Tumornestern gering ausgeprägt und bei weiteren 3 mittelstark. Die Infiltrate unter den Tumornestern waren bei 2 Basaliomen gering und bei vier Basaliomen mittel ausgeprägt. Eine Gefäßveränderung wurde bei vier Basalzellkarzinomen gesehen, wobei sich in einem Fall eine vermehrt vertikale Gefäßausrichtung zeigte und die anderen drei eine erhöhte Gefäßdichte aufwiesen. Die Gruppe der Melanome teilte sich wie folgt auf: sechs superfiziell spreitende Melanome, zwei Melanome vom nodulären Typ, eins vom akrallentiginösen Typ und ein Lentigo Maligna Melanom. Von den Melanomen zeigten alle ein entzündliches Infiltrat. Bei 6 Tumoren war ein leichtes entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern zu finden. Das Infiltrat unter den Tumornestern wurde nur einmal als gering eingestuft, 4 mal als mittel und 5 mal als stark. Zehn Melanome zeigten eine Veränderung in der Gefäßarchitektur. Diese Veränderung konnte bei allen als erhöhte Gefäßdichte eingestuft werden (Abb. 28). Wiederum in zehn Melanomen fanden sich Melanophagen, deren Zahl in vier Fällen mit gering bezeichnet werden konnte, bei drei Tumoren fand sich eine mittlere Zahl und bei drei Melanomen eine hohe Melanophagenzahl. Perfusionsmittelwert 0,5-1 [ AU ] 14 Anzahl der Tumore 12 10 8 6 4 NZN 2 BCC MM 0 Infiltrat kein Infiltrat Infiltrat unter kein Infiltrat zwischen zwischen den den unter den Tumornestern Tumornestern Tumornestern Tumornestern vorhanden vorhanden Gefäßdichte erhöht Gefäßdichte unverändert Histologische Veränderung Abb. 28: Histologische Veränderungen bei den einzelnen Tumorgruppen in der Gruppe mit einem Perfusionsmittelwert von 0,5-1 [AU]; NZN= atypische Naevuszellnaevi, BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, Infiltrat= entzündliches Infiltrat; [AU]= Arbitrary Unit. 3.3.3. Mittlere Tumorperfusion von 1 bis 1,5 Bei einer mittleren Tumorperfusion von 1 bis 1,5 [AU] fanden sich vier Naevuszellnaevi, acht Basalzellkarzinome und sechs Melanome. Die vier Naevuszellnaevi teilten sich auf in eine Gruppe von drei Compoundnaevi und einen dermalen Naevus. Es war nur bei einem Naevus ein entzündliches Infiltrat zu finden. Hierbei zeigte sich ein Infiltrat mittlerer Stärke zwischen den Tumornestern und eine Infiltration unter den Tumornestern ebenfalls mittlerer Stärke. Dieser Naevus zeigte auch eine erhöhte Gefäßdichte. In allen Naevuszellnaevi war eine geringe Melanophagenzahl zu finden. Die histologische Klassifikation der Basalzellkarzinome ergab 6 solide, ein noduläres und ein superfizielles Basalzellkarzinom. Ein geringes entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern wurde bei zwei Basaliomen gefunden, drei zeigten ein mittleres entzündliches Infiltrat und ein Tumor ein starkes Infiltrat. Unter den Tumornestern zeigte sich bei fünf Basalzellkarzinomen ein entzündliches Infiltrat mittlerer Stärke und bei einem ein starkes Infiltrat. Vier der Basalzellkarzinome wiesen eine geänderte Gefäßarchitektur auf, wobei einmal eine vermehrt vertikale Gefäßstruktur und 3 mal eine jeweils erhöhte Gefäßdichte auftrat. Die Melanome ließen sich histologisch differenzieren in drei Melanome vom superfiziell spreitenden Typ, zwei vom nodulären Typ und eine kutane Metastase. Ein entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern zeigte sich nur bei einem Melanom, es war hier gering ausgeprägt. Unter den Tumornestern wurde bei allen Melanomen ein entzündliches Infiltrat gefunden, es war in einem Fall gering, bei drei Tumoren mittel und bei einem weiteren Melanom stark ausgeprägt. Gefäßveränderungen zeigten sich ebenfalls bei allen Melanomen und zwar in Form einer erhöhten Gefäßdichte (Abb. 29). Melanophagen wurden bei der histologischen Untersuchung in geringer Anzahl bei zwei Melanomen gefunden, bei einem Melanom in mittlerer Anzahl und einmal in hoher Zahl. Perfusionswert über dem Tumor 1-1,5 [ AU ] 6 Anzahl der Tumore 5 4 3 2 NZN 1 BCC MM 0 Infiltrat kein Infiltrat Infiltrat unter kein Infiltrat zwischen zwischen den den unter den Tumornestern Tumornestern Tumornestern Tumornestern vorhanden vorhanden Gefäßdichte erhöht Gefäßdichte unverändert Histologische Veränderung Abb. 29: Histologische Veränderung bei den verschiedenen Hauttumoren in der Gruppe mit einem Perfusionsmittelwert von 1-1,5 [AU]; NZN= atypische Naevuszellnaevi, BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, Infiltrat= entzündliches Infiltrat; [AU]= Arbitrary Unit. 3.3.4. Mittlere Tumorperfusion von 1,5 bis 2 In der Gruppe der Tumoren mit einer mittleren Tumorperfusion von 1,5 bis 2 [AU] befanden sich acht Basalzellkarzinome und ein Naevuszellnaevi. Der Naevus vom Junktionstyp wies ein geringes entzündliches Infiltrat unter den Tumornestern und eine erhöhte Gefäßdichte auf. Hier zeigte sich eine geringe Anzahl an Melanophagen. Die Basalzellkarzinome ließen sich histologisch unterteilen in fünf solide Basaliome, zwei sklerodermiforme und ein ulzeriertes. Ein geringes entzündliches Infiltrat zwischen den Tumornestern zeigten zwei der Basalzellkarzinome, vier ein mittleres Infiltrat und eins ein starkes Infiltrat. Unter den Tumornestern wurde bei einem Basaliom ein geringes Infiltrat, bei zwei der Tumoren ein mittleres und bei vier ein starkes entzündliches Infiltrat gefunden. Eine geänderte Gefäßarchitektur zeigten bei der histologischen Untersuchung drei der 8 Basalzellkarzinome, wovon zwei eine erhöhte Gefäßdichte hatten und eins hauptsächlich vertikal verlaufende Gefäße (Abb. 30). Tumorperfusion 1,5-2 [ AU ] 7 Anzahl der Tumore 6 5 4 3 2 1 NZN BCC 0 Infiltrat kein Infiltrat Infiltrat unter kein Infiltrat zwischen zwischen den den unter den Tumornestern Tumornestern Tumornestern Tumornestern vorhanden vorhanden Gefäßdichte erhöht Gefäßdichte unverändert Histologische Veränderung Abb. 30: Histologische Veränderung bei den verschiedenen Tumorarten in der Gruppe mit einer mittleren Tumorperfusion von 1,5-2 [ AU ]; NZN= atypische Naevuszellnaevi, BCC= Basalzellkarzinome, Infiltrat= entzündliches Infiltrat; [AU]= Arbitrary Unit. 3.3.5 Mittlere Tumorperfusion größer 2 Sechs Tumoren wiesen eine mittlere Tumorperfusion größer als 2 [AU] auf. Darunter befanden sich zwei Tumoren mit einer Durchblutung höher als 3 [AU]. Unter diesen sechs Tumoren waren fünf maligne Melanome und ein Basalzellkarzinom. Das letztere wurde histologisch als undifferenziertes solides Basalzellkarzinom klassifiziert und zeigte ein mittelgradiges entzündliches Infiltrat zwischen den Tumorzellen, sowie ein Infiltrat mittlerer Stärke unter den Tumornestern. Die Gefäße waren vermehrt vertikal ausgerichtet. Unter den Melanomen befanden sich zwei vom nodulären Typ, eins vom superfiziell spreitendem Typ, eine kutane Metastase und ein malignes Melanom, welches auf einem praeexistierenden Naevus entstanden war. In der Histologie zeigten zwei Melanome eine geringe Infiltration zwischen den Tumornestern und zwei eine Infiltration mittlerer Stärke. Unter den Tumornestern war ein Melanom nur gering und drei mittelgradig entzündlich infiltriert. Alle Melanome zeigten eine veränderte Gefäßarchitektur, wobei in einem Fall vertikal verlaufende Gefäße und bei den anderen eine erhöhte Gefäßdichte festgestellt wurde. Melanophagen wurden im Rahmen der histologischen Untersuchung bei allen Melanomen dieser Perfusionsgruppe gefunden. Bei einem Melanom war die Melanophagenzahl gering, bei einem mittel und bei 3 stark ausgeprägt. 3.4 Standardabweichung der Tumoren Werden die Daten nach der Standardabweichung über dem Tumor geordnet, ergibt sich eine ähnliche Verteilung wie bei den Mittelwerten über dem Tumor. Die Standardabweichung korreliert signifikant mit den Mittelwerten (r=0,86; p≤0,001). Den Zusammenhang zwischen Standardabweichung und Mittelwert über dem Tumor zeigt die folgende Graphik (Abb. 31). 3,5 3,0 Mittelwert des Tumors [ AU ] 2,5 2,0 1,5 1,0 ,5 0,0 0,0 ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Standardabweichung des Tumors [ AU ] Abb. 31: Korrelation zwischen der mittleren Tumordurchblutung und Standardabweichung; [AU]= Arbitrary Unit. Die Graphik zeigt, daß mit steigender mittlerer Tumorperfusion auch die Standardabweichung steigt und gleichzeitig die Varianz Standardabweichungen bei gleicher Durchblutung zunimmt. zwischen den Die Standardabweichung war bei den malignen Melanomen mit 0,97 ± 0,59 am größten, gefolgt von den Basalzellkarzinomen mit 0,88 ± 0,36 und den dysplastischen Naevuszellnaevi mit 0,51 ± 0,43. In der Gruppe der atypischen Naevuszellnaevi hatten die Junktionsnaevi mit 0,73 ± 0,81 die größte Standardabweichung, die Gruppe der Compoundnaevi mit 0,45 ± 0,34 die geringste. Die Standardabweichung der dermalen Naevi lag bei 0,53 ± 0,27 (Abb.32). Der Unterschied zwischen den Standardabweichungen der Basalzellkarzinome und der atypischen Naevuszellnaevi war nicht signifikant (p≤0,512). Der Unterschied zwischen den malignen Melanomen und atypischen Naevuszellnaevi war hingegen signifikant (p≤0,001), sowie der Unterschied zwischen den atypischen Naevuszellnaevi und klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (p≤0,001). 3,5 3,0 Mittelwert des Tumors [ AU ] 2,5 2,0 1,5 Tumorart 1,0 unauffällige NZN NZN ,5 MM 0,0 0,0 BCC ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Standardabweichung des Tumors [ AU ] Abb. 32: Korrelation von Standardabweichung und Mittelwert nach Tumorart aufgetragen; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; [AU]= Arbitrary Unit. 3.5 Quotientenbildung 3.5.1 Quotientenbildung aus den Mittelwerten Um einen Vergleich zwischen den unterschiedlichen Körperregionen vornehmen zu können und die an sich schon höhere Durchblutung in einigen Arealen aus dem Vergleich zu nehmen, wurde ein Quotient aus dem Mittelwert des Tumors und dem Mittelwert über der angrenzenden gesunden Haut gebildet. Noch deutlicher als bei der alleinigen Betrachtung des Mittelwertes zeigt sich die erhöhte Durchblutung der Tumoren. Die malignen Melanome zeigen mit 3,62 ± 1,53 den größten Quotienten, also die größte Steigerung der Tumordurchblutung gegenüber der gesunden Haut. Die atypischen Naevuszellnaevi haben mit 2,27 ± 1,1 einen Quotienten ähnlich dem der Basalzellkarzinome, deren Quotient 2,05 ± 0,77 beträgt. Der Quotient der klinisch unauffälligen Naevi lag bei 1,04 ± 1,34. Damit haben die klinisch unauffälligen Naevi eine der gesunden Haut gegenüber kaum gesteigerte Perfusion (Abb. 33). 8 Mittelwert Tumor / Gesund 6 4 2 0 N= 27 22 39 101 BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 33: Quotient aus Mittelwert des Tumors und Mittelwert der gesunden Haut aufgetragen nach Tumorart; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; ο, ∗= Extremwerte. Signifikant waren dabei Unterschiede zwischen Basalzellkarzinom und malignem Melanom (p≤0,001), malignem Melanom und atypischen Naevuszellnaevi (p≤0,001), malignem Melanom und klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (p≤0,001) und zwischen atypischen Naevuszellnaevi und klinisch unauffälligen Naevi (p≤0,001). Nicht signifikant war der Unterschied zwischen Basalzellkarzinomen und atypischen Naevuszellnaevi (p≤0,389). 3.5.2 Quotientenbildung aus den Standardabweichungen Um die Veränderungen der Standardabweichung beurteilen zu können, wurde auch hier ein Quotient gebildet, der sich zusammensetzte aus der Standardabweichung im Bereich des Tumors und der Standardabweichung über der gesunden Haut (Abb. 34). Der Quotient war bei den Melanomen mit 7,25 ± 3,53 am höchsten. Die atypischen Naevuszellnaevi hatten einen Quotienten von 5,07 ± 3,07, die Basalzellkarzinome von 4,61 ± 2,89. Am niedrigsten war der Quotient bei den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi. Er lag bei 1,11 ± 0,58 und damit war die Standardabweichung über dem Naevus nur geringfügig höher als die der gesunden Haut (1,11 ± 0,58). Signifikant war der Unterschied zwischen Basalzellkarzinom und malignem Melanom (p≤0,007), zwischen malignem Melanom und atypischen Naevuszellnaevi (p≤0,016), zwischen klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi und allen anderen Tumorgruppen (p≤0,001). Nicht signifikant war der Unterschied zwischen Basalzellkarzinom und atypischen Naevuszellnaevi (p≤0,54). 14 Standardabweichung Tumor / Gesund 12 10 8 6 4 2 0 -2 N= 27 21 39 101 BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 34: Quotient aus Standardabweichung über dem Tumor und über der gesunden Haut, aufgetragen nach Tumorart; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; ο, ∗= Extremwerte. 3.5.3 Korrelation zwischen den Quotienten Die Korrelation zwischen dem Quotienten aus den Mittelwerten und dem Quotienten der Standardabweichungen zeigt die folgende Graphik (r=0,727; p≤0,001) (Abb. 35). 8 7 6 Mittelwert Tumor / Gesund 5 4 Tumorart 3 unauffällige NZN 2 NZN 1 MM 0 BCC 0 2 4 6 8 10 12 14 Standardabweichung Tumor / Gesund Abb. 35: Korrelation zwischen dem Quotienten aus Perfusionsmittelwert über dem Tumor und der gesunden Haut und dem Quotienten aus Standardabweichung über dem Tumor und dem der gesunden Haut; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi. 3.6 Variationskoeffizient 3.6.1 Variationskoeffizienten der Tumoren Mit steigendem Perfusionsmittelwert steigt auch die Standardabweichung. Um die Standardabweichung als Zeichen für die Inhomogenität ohne den Einfluß des Mittelwertes beurteilen zu können, wurde der Variationskoeffizient errechnet. Die atypischen Naevuszellnaevi weisen mit 0,87 ± 0,47 den größten Variationskoeffizienten auf. Die Variationskoeffizienten der Basalzellkarzinome und der malignen Melanome lagen mit 0,77 ± 0,27 für die Basalzellkarzinome und 0,76 ± 0,32 für die malignen Melanome sehr eng zusammen. So ist der Unterschied der beiden mit p=0,879 nicht signifikant. Nicht signifikant ist auch der Unterschied zwischen atypischen Naevuszellnaevi und malignen Melanomen, p=0,341. Der Variationskoeffizient der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi lag bei 0,44 ± 0,38. Der Unterschied aller anderen Tumorgruppen zu den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi war mit p≤0,001 signifikant (Abb. 36). 2,0 1,5 Variationskoeffizient 1,0 ,5 0,0 N= 27 22 39 101 BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 36: Variationskoeffizient der einzelnen Tumoren; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; ο, ∗= Extremwerte. 3.6.2 Quotientenbildung aus dem Variationskoeffizienten Nach der Bildung eines Quotienten aus dem Variationskoeffizienten über dem Tumor und dem Variationskoeffizienten über der gesunden Haut, findet man eine ähnliche Verteilung der Tumoren (Abb. 37). Die atypischen Naevuszellnaevi haben mit ± 2,45 1,37 den höchsten Quotienten, gefolgt von den Basalzellkarzinomen mit 2,2 ± 1,17 und den malignen Melanomen mit 2,12 ± 1,07. Der Quotient der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi lag bei 1,06 ± 0,53. Nur der Unterschied zwischen den verschiedenen Tumoren und den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi war signifikant (p≤0,001). Variationskoeffizient Tumor/Gesund 8 6 4 2 0 -2 N= 27 21 39 101 BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 37: Quotient aus dem Variationskoeffizienten über dem Tumor und Variationskoeffizient über der gesunden Haut aufgetragen nach Tumorart; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; ο, ∗= Extremwerte. 3.6.3 Korrelation des Variationskoeffizienten Es bestand keine Korrelation zwischen dem Quotienten aus Variationskoeffizient über dem Tumor und über der gesunden Haut und dem Quotienten aus Mittelwert über dem Tumor und dem Mittelwert über der gesunden Haut (r=0,267). Eine Korrelation war zu finden zwischen dem Quotienten aus Variationskoeffizient über dem Tumor und der gesunden Haut und dem Quotienten aus Standardabweichung über dem Tumor und über der gesunden Haut (r=0,784) (Abb. 38). 7 Variationskoeffizient Tumor / Gesund 6 5 4 3 Tumorart 2 unauffällige NZN NZN 1 MM 0 BCC 0 2 4 6 8 10 12 14 Standardabweichung Tumor / Gesund Abb. 38: Korrelation zwischen dem Quotienten aus den Variationskoeffizienten über dem Tumor und über der gesunden Haut und dem Quotienten aus der Standardabweichung über dem Tumor und über der gesunden Haut; unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi, NZN= atypische Naevuszellnaevi, MM= maligne Melanome, BCC= Basalzellkarzinome. 3.7 Klinisch unauffällige Naevuszellnaevi Zum Vergleich wurde ein Kollektiv von 101 klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi mit dem LDPI untersucht. Um die Naevi im Perfusionsbild später besser auffinden zu können, wurde vor der Messung ein 5 mm breiter schwarzer Pappstreifen direkt am Tumorrand fixiert. Da dieser Pappstreifen kein Signal gibt, wird er im Perfusionsbild grau dargestellt. Es wurde dann die Durchblutung direkt unter dem grauen Signal gemessen. Als Vergleichswert wurde normal pigmentierte Haut neben dem grauen Signal gemessen. 3.7.1 Mittelwerte der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi Die über dem Naevus gemessene Perfusionsmittelwerte reichten von 0,12 bis 1,09 mit einem Mittelwert von 0,34 ± 0,14 (Abb. 39). Die über der gesunden Haut gemessenen Werte reichten von 0,14 bis 1,12, der Mittelwert lag bei 0,33 ± 0,16. Unauffällige Naevuszellnaevi 40 30 Anzahl der Tumore 20 10 Std.abw. = ,14 Mittel = ,34 N = 101,00 0 ,13 ,25 ,19 ,38 ,31 ,50 ,44 ,63 ,56 ,75 ,69 ,88 ,81 1,00 ,94 1,06 Mittelwert des Tumors [ AU ] Abb. 39: Verteilung der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi nach den Perfusionsmittelwerten; Std.abw.= Standardabweichung, Mittel= Mittelwert, N= Anzahl, [AU]= Arbitrary Unit. 3.7.2 Standardabweichung der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi Die gemessene Standardabweichung reichte bei den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi von 0,03 bis 1,52 bei einem Mittelwert von 0,19 ± 0,28. Um den Einfluß der Körperregion auszuschalten, wurde der bei den Naevi gemessenen Mittelwert und die Standardabweichung dividiert durch die entsprechenden Werte in den gesunden angrenzenden Haut. Der so berechnete neue Mittelwert lag bei 1,11 ± 0,58 und die neu berechnete Standardabweichung betrug 1,04 ± 0,13. 3.7.3 Quotientenbildung aus den Mittelwerten Wenn man die Quotienten aus den Mittelwerten über dem klinisch unauffälligen Naevus und der unpigmentierten Haut mit den Quotienten aus Mittelwert über dem Tumor und der gesunden Haut vergleicht, sieht das folgendermaßen aus: Die Quotienten die sich bei den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi ergaben waren niedriger als diejenigen der klinisch auffälligen Läsionen. So waren bei einem Quotienten unter 1 33 klinisch unauffälligen Naevi zu finden wohingegen von den klinisch auffälligen Läsionen nur 2 einen Quotienten geringer als 1 hatten. Einen Quotienten zwischen 1 und 1,24, fand sich bei einem klinisch auffällige Naevus, in der Vergleichsgruppe sind bis zu diesem Wert 48 klinisch unauffällige Naevuszellnaevi zu finden. Einen Quotienten über 1,25 zeigten in der Vergleichsgruppe 11 Pigmentmale und in der Gruppe der klinisch auffälligen Läsionen 9. Insgesamt wurde folgende Verteilung gefunden (Tab.2): Tab.2: Verteilung der Hauttumoren und der Naevuszellnaevi der Vergleichsgruppe nach dem Quotienten aus Mittelwert über dem Tumor und Mittelwert über der gesunden Haut Quotient Anzahl in der Art der klinisch Anzahl der Vergleichsgruppe auffälligen Läsion Läsionen Unter 1 33 Basalzellkarzinome 2 1 9 - 0 1-1,25 48 Naevuszellnaevus 1 1,25-1,46 11 Basalzellkarzinome 2 Naevuszellnaevi 7 Basalzellkarzinome 23 Naevuszellnaevi 31 maligne Melanome 22 > 1,46 3.7.4 0 Quotientenbildung aus den Standardabweichungen Vergleicht man den Quotienten aus Standardabweichung im Tumorgebiet und der gesunden Haut in dem Bereich, in dem es zu den meisten Überschneidungen zwischen der Gruppe der klinisch auffälligen und der klinisch unauffälligen kommt, kann man folgendes feststellen: Bei den klinisch unauffälligen Naevi findet sich in der Gruppe von 1,24-1,46 Standardabweichungen von 1 bis 2,33, bei den klinisch auffälligen findet sich in der gleichen Gruppe ein Quotient der Standardabweichung von 1 bis 9,33. In der ersten Gruppe haben 7 Naevi beim Quotienten der Standardabweichung einen Wert unter 2, in der zweiten Gruppe sind bei gleicher Gruppengröße nur 3 Tumoren mit einem Wert unter 2 zu finden. Dahingegen sind bei den klinisch auffälligen Läsionen 6 Tumoren zu finden bei denen die Standardabweichung im Gebiet der Läsion mehr als doppelt so hoch ist wie im Bereich der gesunden Haut, bei der Vergleichsgruppe der klinisch unauffälligen Naevi ist die Standardabweichung nur bei zwei Naevi im Gebiet des Pigmentmals doppelt so hoch wie in der angrenzenden Haut. 3.8 Die einzelnen Tumorgruppen und ihre histologische Auswertung 3.8.1 Maligne Melanome Bei der histologischen Untersuchung wurde jeweils die entzündliche Infiltration zwischen und unter den Tumornestern, sowie die Gefäßveränderungen befundet. Weiterhin wurden die malignen Melanome nach Clark und Breslow beurteilt. Bis auf ein Melanom wiesen alle malignen Melanome eine erhöhte Gefäßdichte auf, wobei nicht unterschieden wurde zwischen Tumorzentrum und Tumorbasis. Ein Tumor erhielt die Bezeichnung „vermehrte Gefäße“, wenn sich in einem der beiden Gebiete eine Gefäßvermehrung gegenüber der umgebenden gesunden Haut feststellen ließ. Die Gefäßdichte wurde nach einem Vergleich der Tumoren untereinander, nicht weiter differenziert. Das entzündliche Infiltrat wurde eingeteilt in: nicht vorhanden, geringes Infiltrat, mittleres und starkes entzündliches Infiltrat (Tab.3). Wurden die Tumoren in aufsteigender Reihenfolge nach ihrer Tumorperfusion geordnet, zeigte sich keine Korrelation zwischen dem entzündlichen Infiltrat und der mittleren Tumordurchblutung. Eine Beziehung war weder zwischen der Infiltration zwischen den Tumornestern und der mittleren Perfusion, noch zwischen der Infiltration unter den Tumornestern und der mittleren Perfusion zu erkennen. Tab.3: Aufteilung der malignen Melanome nach Stärke der entzündlichen Infiltration und Lokalisation der entzündlichen Infiltration. Entzündliche Infiltration Anzahl der Entzündliche Infiltration Anzahl an der Tumorbasis der Melanome zwischen den Tumornestern Melanome kein Infiltrat 2 kein Infiltrat 10 geringes Infiltrat 3 geringes Infiltrat 9 mittleres Infiltrat 11 mittleres Infiltrat 3 starkes Infiltrat 6 starkes Infiltrat 0 Hingegen ließ sich eine Tendenz zwischen Tumordicke nach Breslow einerseits und der mittleren Tumorperfusion andererseits erkennen. Von den 11 malignen Melanomen die eine mittlere Tumorperfusion von ≤ 1 hatten, hatten 7 eine Tumordicke nach Breslow von ≤ 0,7 mm. Vier Melanome lagen mit ihrer Tumordicke höher. Zwei dieser malignen Melanome waren noduläre amelanotische Melanome mit einer Tumordicke von ≥ 2,7 mm, die hauptsächlich am Rand eine erhöhte Tumorperfusion zeigten. Von den 9 malignen Melanomen die eine mittlere Tumorperfusion von mehr als 1 hatten, hatte 1 Melanom eine Tumordicke nach Breslow von ≤ 0,7 mm, die anderen 8 malignen Melanome hatten eine Tumordicke von ≥ 1 mm. Nach der Unterteilung der malignen Melanome in die zwei Untergruppen, ließ sich keine weitere Unterteilung anhand der Tumordicke oder der mittleren Tumorperfusion vornehmen (Tab.4). Tab.4: Verteilung der malignen Melanome nach Tumordicke und LDPI Flußwert, mit jeweiliger Anzahl der Melanome LDPI Flußwert ≤ 1 [ AU ] > 1 [ AU ] 17 Gesa mt Tumordicke nach Breslow ≤ 0,7 mm Anzahl der Melanome Anzahl der Melanome 7 1 8 > 0,7 mm 4 8 12 18 11 9 20 Gesamt Diese Einteilung konnte nur eine Tendenz aufzeigen, daß Tumoren mit einer größeren Tumordicke eine höhere Perfusion aufwiesen, die beiden Tumorgruppen korrelierten jedoch nicht signifikant miteinander (p= 0,472, r= 0,175) (Abb. 40). Perfusionsmittelwert über dem Tumor [ AU ] 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 ,5 0,0 ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Tumordicke nach Breslow in mm Abb. 40: Korrelation des Perfusionsmittelwertes über dem Tumor mit der Tumordicke der malignen Melanome nach Breslow in mm; [AU]= Arbitrary Unit. Weiterhin ließ sich keine Beziehung zwischen Melanophageninfiltrat und Tumordurchblutung finden. Die Tumorperfusion wurde weder zum negativen noch zum positiven beeinflußt. Eine Aussage zur Beziehung zwischen Melaningehalt und Tumorperfusion ließ sich nicht machen, da die Intensität der Pigmentierung nicht gemessen wurde. Es wurden zwei amelanotische, noduläre maligne Melanome gemessen, die eine erhöhte Perfusion im Tumorrandgebiet aufwiesen, sich in der Höhe des Mittelwertes nicht von den pigmentierten malignen Melanomen unterschieden. Vermehrt vertikal aufsteigenden Gefäße der Basalzellkarzinomen wurden bei der Gefäßbeurteilung zusätzlich vermerkt. 3.8.2 Basalzellkarzinome Von den 27 vermessenen Basalzellkarzinomen zeigen in der histologischen Untersuchung 14 Tumoren keine Gefäßveränderungen. In dieser Tumorgruppe ließ sich keine Beziehung zwischen Tumorperfusion und Vaskularisierung finden, dabei war die hauptsächliche Verlaufsrichtung der Gefäße ohne Bedeutung. Die histologische Untersuchung erfolgte jedoch nicht an allen Schnitten, die für den jeweiligen Tumor existierten, sondern nur an einigen ausgewählten. Auch bei dieser Tumorart ließ sich keine Korrelation zwischen entzündlicher Infiltration und mittlerer Tumorperfusion finden. 3.8.3 Naevuszellnaevi Bei den atypischen Naevuszellnaevi war ebenfalls keine Korrelation zwischen entzündlichem Infiltrat und mittlerer Tumorperfusion zu erkennen. Über die Beziehung der Melanophageninfiltration zur mittleren Tumorperfusion, ließen sich hier durch zu wenige Daten keine Aussagen machen. 3.9 Grenzwertbestimmung Im Nachfolgenden wurde versucht eine Grenze zu finden, die das Ausschlußkriterium Malignität zuläßt. Eine beobachterunabhängige Technik muß in der Lage sein, alle malignen Tumoren herauszufinden und möglichst viele benigne Läsionen dabei auszuschließen. Betrachtet man die Ergebnisse der Studie, bietet sich für diesen Zweck der Quotient aus Mittelwert über dem Tumor und Mittelwert über der gesunden Haut besonders an. Der Ausschlußwert muß unter dem niedrigsten Quotienten eines Melanoms liegen. Die Grenze ist bei einem Quotienten von 1,8 zu ziehen. Alle malignen Melanome haben einen Quotienten über 1,8. Es wurde hiermit eine Malignität zu 100% erfasst (Tab.5). Ebenso konnten 100% der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi als gutartig ausgeschlossen werden. Von den atypischen Naevuszellnaevi konnten 19 (48,7%) ausgeschlossen werden, 20 Naevi (51,3%) wurden als Melanom klassifiziert. Bei den Basalzellkarzinomen liegen 12 (44,4%) unter der Grenze von 1,8, 15 (55,6%) Basalzellkarzinome liegen über einem Quotienten von 1,8 (Abb. 41). Tab.5: Grenzwert „Quotient aus Mittelwert über dem Tumor und dem über der gesunden Haut“ >1,8. MM= maligne Melanome, BCC= Basalzellkarzinome, atypische NZN= atypische Naevuszellnaevi, normale NZN= klinisch unauffällig Naevuszellnaevi Grenze ≤ 1,8 ≤ 1,8 > 1,8 > 1,8 Gesamt Diagnose Anzahl % Anzahl % Anzahl MM 0 0,0 22 100,0 22 BCC 12 44,4 15 55,6 27 atypische NZN 101 100,0 0 0,0 101 normale NZN 19 48,7 20 51,3 39 gesamt 132 69,8 57 30,2 189 120 100 absolute Anzahl der Tumore 80 60 40 Grenzwert 20 unterschritten 0 überschritten BCC MM NZN unauffällige NZN Tumorart Abb. 41: Ausschlußgrenze aus Mittelwert über dem Tumor/ Mittelwert über der gesunden Haut; BCC= Basalzellkarzinome, MM= maligne Melanome, NZN= atypische Naevuszellnaevi, unauffällige NZN= klinisch unauffällige Naevuszellnaevi; Grenzwert unterschritten= unter einem Quotient von 1,8, Grenzwert überschritten= über einem Quotient von 1,8. Bei einem Grenzwert von 1,8 liegt die Sensitivität bei der Unterscheidung zwischen Melanomen und Nicht-Melanomen bei 100%, die Spezifität bei 79%. 3.10 Visuelle Auswertung der Perfusionsmuster Bei der visuellen Auswertung der Bilder des hochauflösendem Laser Doppler Perfusion Imager wurden hauptsächlich vier Perfusionsmuster beobachtet: 1. zentral betonte Perfusionsmuster, die einen sehr stark perfundierten Mittelpunkt aufwiesen und zum Rand hin schwächere Perfusionswerte zeigten, 2. Perfusionsmuster, die eine deutliche Randbetonung aufwiesen; häufig war hier eine ringartige Struktur zu erkennen, deren Mitte Perfusionswerte der umgebenden normalen Haut zeigten, 3. diffus punktförmige Perfusionsmuster, 4. flächige Perfusionsmuster, die über ihr gesamtes Gebiet relativ einheitliche Perfusionswerte aufwiesen. Die zentral betonten Perfusionsmuster konnten vor allem bei malignen Melanomen gefunden werden. Eine starke Randbetonung wiesen die Basalzellkarzinome auf. Eine punktförmige Verteilung der Perfusion zeigten hauptsächlich atypische Naevuszellnaevi (Tab. 6). Tab. 6: Perfusionsmuster der einzelnen Tumoren und die jeweilige Anzahl Tumorart Anzahl Perfusionsmuster maligne Melanome 18 zentral betont 3 Rand betont 1 punktförmig 15 Rand betont 6 flächig 5 punktförmig 1 zentral betont 32 punktförmig 7 flächig Basalzellkarzinome atypische Naevuszellnaevi 4 Diskussion 4.1 Nicht invasive Tumordiagnostik Durch die Häufigkeitszunahme des malignen Melanoms (Rückmann et al. 1995) und die Problematik der Diagnostik durch schwer differenzierbare Frühformen (Gatermann et al. 1982, Goldsmith al.1993, Rassner et al. 1988) kommt der nicht invasiven Diagnostik eine große Bedeutung zu. Melanome imitieren phänotypisch mehr als 70 verschiedene gut- oder bösartige Hauttumoren. Diese Tatsache erschwert zusätzlich die Diagnostik (Bouffard et al. 1993, Kerl et al. 1991, Tschen et al. 1992). Mit hochfrequenten Ultraschallköpfen (20 Hz) können auch sehr oberflächennahe Strukturen sowie die Haut selbst sonographisch dargestellt und pathologische Veränderungen erkannt werden (Hoffmann et al. 1997). Die hochauflösende Sonographie stellt den untersuchten Hauttumor im Querschnitt dar. Anhand dieses Bildes können Struktur und Dicke des Tumors beurteilt werden. Ab 0,1 mm Tumordicke ist eine Beurteilung der Echostruktur möglich. Das Echoverhalten des pigmentierten Basalzellkarzinoms und des benignen Naevuszellnaevus läßt keine nennenswerte Unterschiede zu den malignen Melanomen erkennen. Eine Unterscheidung zwischen benignen Naevuszellnaevi und malignen Melanomen läßt sich mit dieser Methode nicht treffen (Kraus et al. 1985). Der hochauflösende LDPI hat gegenüber der Sonographie den Vorteil, teilweise zwischen benignen und malignen Hauttumoren unterscheiden zu können. Nach der Grenzwertfestlegung wurden bei 100% erkannter maligner Melanome 100% der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi als benigne ausgeschlossen. 51,3% der atypischen Naevuszellnaevi wurden hingegen als malignes Melanom eingestuft. Weiterhin haben die Untersuchungen mit dem LDPI den Vorteil, untersucherunabhängig zu sein. Als Nachteil gegenüber der Sonographie lassen sich keine Aussagen über die Tiefenausdehnung machen. Bei der Auflichtmikroskopie wird ein Mikroskop direkt mit einer Glasscheibe auf den ölbeschichteten Hauttumor aufgebracht. Auf diese Weise können intraepidermale und junktionale Strukturen sichtbar gemacht werden. Bei einem malignen Melanom finden sich typische Merkmale wie weißlich-/ bläulich opake Schleier, randständige Melanophagen in Regressionszonen und Schollenmuster, sowie in 30% der Melanome kontinuierlich aufgebaute angiektatische Areale (Schulz 1995). Der Vorteil dieser zusätzlichen Diagnosemethode zeigte sich in Untersuchungen von Pigmentzelltumoren, bei denen die korrekte Diagnose eines Melanoms von 67% auf 92% erhöht werden konnte (Pehamberger 1984). Die Validität der Ergebnisse hängt im großen Maße von der Erfahrung des Untersuchers ab und kann bei einem erfahrenen Untersucher noch höher ausfallen (Morton et al. 1998). In der Literatur zeigt sich die unterschiedliche Auffassung der einzelnen Untersucher, z.B. wurden „black dots vor blauem/ grauem Hintergrund“ als ein Hauptmerkmal für dysplastische Naevuszellnaevi angeführt (Schulz 1995), während „black dots“ bei anderen Autoren als typisches Merkmal für maligne Melanome genannt werden (Soyer et al. 1989). Im Falle eines nodulären Tumors bringt diese Untersuchungsmethode keine zusätzlichen Informationen, da sich Veränderungen in der tiefen Dermis dem Auflichtmikroskop entziehen. Vergleicht man den hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager mit der Auflichtmikroskopie, zeigt sich wieder der Vorteil der Untersucherunabhängigkeit des LDPI. Ein Nachteil der LDPI Methode gegenüber der Auflichtmikroskopie ist der höhere Zeitaufwand. Dieser Mehraufwand an Zeit kommt durch die Auswertungsphase zustande, die bei der auflichtmikroskopischen Untersuchung nicht anfällt. Eine weitere halb-nichtinvasive Diagnosemöglichkeit ist die bisher nur an Mäusen getestete radioaktive Markierung der Melanomzellen. Hierbei wird ein Stoff verabreicht, der bei der Melaninsynthese an Melanin gebunden wird und dann von den Melanomzellen aus die Radioaktivität freigibt. Eine Thiouracil 14 C Anreicherung im malignen Melanom kann nach vier Stunden gemessen werden, ein signifikanter Peak wird nach 24 Stunden erreicht. Nach vier Stunden ist ebenfalls eine signifikante Anreicherung von Thiouracil 14 C in der Niere, dem Herz und der Leber zu finden, die dann wieder abfällt und nicht den Peak des malignen Melanoms erreicht (Levine et al. 1983). Bei amelanotischen Melanomen wird nur wenig oder kein Thiouracil 14 C aufgenommen, so daß hier keine Radioaktivität gemessen werden kann. Wird der radioaktive Stoff verabreicht ohne das Vorhandensein von Melanomen, so wird nach vier Stunden ebenfalls ein Peak an einigen Organen gemessen, der in den nächsten sieben Tagen aber nicht mehr abfällt, eine radioaktive Markierung der Haut findet nicht statt. Als Vorteil des hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager gegenüber der radioaktiven Markierung ist die fehlende radioaktive Belastung des Patienten zu nennen. Beide Methoden sind untersucherunabhängig, wobei die radioaktive Markierung auch mehrere Melanome gleichzeitig aufdecken kann und den Vorteil der hohen Spezifität bietet. Mit dem LDPI können jedoch auch amelanotische Melanome erkannt werden, mit der radioaktiven Markierung hingegen nicht. Desweiteren wurde die radioaktive Untersuchungsmethode bisher nur an Mäusen durchgeführt. Bei der Fluoreszenzmethode wird der Tumor mit fluoreszierendem Licht beschienen und mit einem optischen Analysegerät werden Aufnahmen, besonders der Übergangszone, gemacht. Maligne Melanome geben hierbei am Tumorrand ein intensives Signal. Ein derart intensives Signal konnte weder bei Naevuszellnaevi noch bei anderen Hauterkrankungen gemessen werden, so daß dieses Verfahren spezifisch für maligne Melanome zu sein scheint (Lohmann et al. 1988). Vergleicht man dieses Verfahren mit den Messungen des hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imagers, bietet die Fluoreszenzmessung den Vorteil einer sehr hohen Spezifität für die Melanomerkennung. Beide Methoden sind untersucherunabhängig. Die Fluoreszenzmessung hat gegenüber der LDPIMessung den Nachteil eindimensional zu messen, so kann nicht der gesamte Tumor beurteilt werden. Das ist besonders deshalb von Nachteil, da nur an den Randzonen des Melanoms ein Signal empfangen werden kann und über den flachen Regionen des Melanoms keine Fluoreszenz zu messen ist. Bei dem Oberflächenstripping mittels Cyanoacrylaten, einem Verfahren das schon für andere Hautuntersuchungen angewandt wurde, wird das oberflächlichste Stratum corneum durch Stripping entfernt (Pierard et al. 1988). Aufgebaut wird diese Untersuchung auf einer der frühesten Charakteristiken superfiziell spreitender Melanome, der transepidermalen Migration oder Elimination neoplastischer Zellen. Nach der Färbung des bei Stripping gewonnenen Materials sind die atypischen Melanozyten nachweisbar. Bei den dysplastischen Naevuszellnaevi liegen die atypischen Melanozyten tiefer in der Epidermis und sind so im Strippingmaterial nicht nachweisbar. Bei der von Pierard et al. durchgeführten Studie zeigte sich eine gute Sensitivität und Spezifität, nur wenig falsch negative Ergebnisse (3 aus 121) traten auf. Diese malignen Melanome wiesen keine atypischen Melanozyten im Stratum corneum auf. Durch die Untersuchung der gesamten Tumoroberfläche vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit, atypische Zellen zu finden. Atypische Zellen können allerdings auch in Spitznaevi und Rezidivnaevi gefunden werden, so daß es zu falsch positiven Ergebnissen kommen kann (Pierard et al. 1988). Weiterhin kann in schwierigen Fällen die Interpretation beobachterabhängig sein. Der Vergleich zwischen dem Oberflächenstripping mittels Cyanoacrylaten und der Messung mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager zeigt, daß beide Methoden einige benigne Naevuszellnaevi fälschlicherweise als maligne bewerten. Nach der Grenzwertbestimmung dieser Studie konnten alle malignen Melanome erfaßt werden, wobei bei der Methode des Oberflächenstrippings einige maligne Melanome nicht erkannt wurden. Bei beiden Methoden ist eine Beurteilung des gesamten Melanoms möglich, die Untersuchung mittels Oberflächenstripping ist allerdings im Gegensatz zu der LDPI-Methode untersucherabhängig. Vorteil des Oberflächenstripping ist, daß für diese Untersuchung kein spezielles Gerät erforderlich ist. Bei der Thermographie wird mit einem Infrarrotdetektor die Wärmeabgabe eines Hautgebietes aufgenommen und als ein Bild wiedergegeben. Die malignen Melanome, die im allgemeinen wärmer sind als die umgebende gesunde Haut, geben so ein Bild ab. Andere pigmentierte Hautläsionen sind nicht hypertherm und geben somit kein Signal (Bourjat et al. 1975). Tapernoux und Mitarbeiter untersuchten in ihrer Studie 44 kutane maligne Melanome, davon wiesen 33 eine Hyperthermie auf, 14 maligne Melanome verhielten sich isotherm zur umgebenden Haut (Tapernoux et al. 1975). So konnte ein malignes Melanom nur in 2 von 3 Fällen als maligne erkannt werden. Auch andere Autoren geben verschiedene Zahlen für die Hyperthermie der malignen Melanome an, wobei die Zahlen von 60% bis 90% schwanken (Bourjat et al. 1974, Coudoux et al. 1976). Andere pigmentierte Läsionen können auch hypertherm erscheinen, wenn sie entzündlich verändert sind. Hypertherme maligne Melanome weisen eine Korrelation zwischen Grad der Hyperthermie und Invasionstiefe des Tumors auf. Die Thermographiemethode hat gegenüber den LDPI-Messungen den entscheidenden Nachteil nicht alle malignen Melanome zu erfassen. Zeigt ein Tumor Hyperthermie, hat die Thermographiemethode den Vorteil, Aussagen über die Tiefenausdehnung untersucherunabhängig machen und zu beide können. Beide Methoden sind Methoden sind zweidimensionale Meßverfahren. Methoden, mit denen versucht wurde, anhand des Blutflusses die einzelnen Hauttumoren zu differenzieren, sind die Doppler Sonographie, die eindimensionale Laser Doppler Flußmessung und die zweidimensionale Messung mittels Laser Doppler Perfusion Imager. Bei derartigen Messungen geht man von einem Zusammenhang zwischen Neovaskularisation und Tumorwachstum aus. Bei Messungen mit dem 10 MHz Doppler Ultraschall Gerät wiesen alle untersuchten Basalzellkarzinome ein meßbares Dopplerflußsignal auf (Srivista et al. 1986). Maligne Melanome mit einer Tumordicke von weniger als 0,8 mm zeigten nur in 10 von 36 Fällen ein positives Signal bei der Doppler Untersuchung (Srivista et al. 1989). Bei den benignen Naevuszellnaevi zeigten 5 von 49 ein Dopplersignal. Von den sonstigen Hauttumoren waren 98,8% der Dopplerflußnegativen Läsionen benigne. Mit dieser Methode können maligne Melanome entdeckt werden, die eine Dicke von mehr als 0,8 mm aufweisen und damit eine schlechtere Prognose haben. Dünnere maligne Melanome entgehen der Doppler Ultraschall Methode. Wird dieses Meßverfahren mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager verglichen, zeigt das Doppler Ultraschall Gerät den Nachteil, nur maligne Melanome ab einer Dicke von 0,8 mm zu entdecken. In der Studie mit dem hochauflösenden LDPI, hatte das dünnste Melanom eine Tumordicke von 0,2 mm nach Breslow. Auch dieses maligne Melanom zeigte im hochauflösenden LDPI ein Flußsignal. Als zweidimensionale Meßmethode hat das Laser Doppler Perfusions Gerät den Vorteil, über einem ganzen Hautareal zu messen, während das Doppler ultrasound Gerät nur über jeweils einem Punkt mißt. Bei der Doppler Ultraschall Methode ist eine direkte Hautberührung erforderlich. Dies kann nachteilig sein, da Messungen über Ulzerationen nicht möglich sind. Nach dem Dopplerprinzip erfolgt auch die Messung mit dem Laser Doppler Flowmeter. Es wird über eine optische Faser, die direkt auf der Haut aufliegt, ein Laserlichtstrahl auf die Hautoberfläche gerichtet, der frequenzverschoben zurückgesandt wird. Hautveränderungen, Mit bis auf dieser Methode wenige wurde Ausnahmen, in kein den benignen erhöhter Blutfluß gemessen. In Basalzellkarzinomen und malignen Melanomen wurde ein erhöhter Blutfluß im Vergleich zur gesunden Haut gemessen, mit höheren Werten für maligne Melanome als für Basalzellkarzinome (Tur et al. 1992). Es war also eine Differenzierung zwischen Benignität und Malignität möglich, sowie eine Differenzierung zwischen einigen malignen Hautveränderungen. Hughes und Mitarbeiter haben mittels Laser Doppler flowmeter 27 maligne Melanome sowie Naevuszellnaevi, Basalzellkarzinome, seborrhoische Keratosen, Dermatofibrome und einige andere benigne und maligne Hauttumoren vermessen. Anhand einer Grenzziehung konnten sie benigne von malignen Hauttumoren trennen. Bei dieser Einteilung wurden allerdings 5 benigne Tumoren falsch als bösartig eingestuft und ebenso wurden 5 maligne Hauttumoren fälschlicherweise als benigne eingestuft (Hughes et al. 1987). Die Messung mit dem Laser Doppler Flowmeter findet nur über einer 1 mm2 großen Fläche statt, folglich kann so nicht auf den Blutfluß im gesamten Tumorgebiet geschlossen werden. Bei einigen Tumoren mußte der Blutfluß auch neben dem Tumor gemessen werden. Die Tumoren waren in diesen Fällen entweder zu erhaben, um einen Meßkopf aufzusetzen oder der Tumor war zu dunkel pigmentiert, so daß das Laserlicht von dem Melanin absorbiert wurde und keine Meßergebnisse erhoben werden konnten (Tur et al. 1992). Der Laser Doppler flowmeter ist wie der hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager untersucherunabhängig, hat jedoch den Nachteil direkt auf die Haut aufgesetzt zu werden, so daß im Gegensatz zum LDPI nicht immer Messungen auf dem Tumor möglich sind (z.B. bei Ulzerationen oder sehr dunkel pigmentierten Tumoren). Weiterhin sind im Gegensatz zum LDPI nur eindimensionale Messungen möglich. Die Messung mit dem niedrig auflösendem Laser Doppler Perfusion Imager erfolgt ebenso nach dem Dopplerprinzip, der Meßkopf wird jedoch hautfern plaziert. Mit diesem Gerät kann ein ganzes Hautareal zweidimensional dargestellt werden. Die mit dem niedrig auflösendem Laser Doppler Perfusion Imager vermessenen malignen Melanome zeigten eine höhere Durchblutung, als die gemessenen Basalzellkarzinome und Naevuszellnaevi, jedoch war der Unterschied zwischen den malignen Melanomen und atypischen Naevuszellnaevi nicht signifikant (Stücker et al. 1997). Der niedrig auflösende Laser Doppler Perfusion Imager war somit mit einer Auflösung von 1 mm nicht sensitiv genug, um zwischen Benignität und Malignität zu unterscheiden. Eine signifikant erhöhte Perfusion bei Basalzellkarzinomen wurde auch von Mannor und Mitarbeitern mit dem niedrig auflösendem LDPI gemessen, allerdings haben sie die Werte nur mit der gesunden kontralateralen Haut verglichen (Mannor et al. 1996). Bei dieser Methode ist der Vorteil der Untersucherunabhängigkeit gegeben. Ein weiterer Vorteil ist die hautferne Meßkopfplazierung, mit der die Möglichkeit der Messung selbst erhabener Tumoren möglich ist. Das Problem der Laserlichtabsorption kann bei dieser Methode umgangen werden, indem der Abstand zwischen Meßkopf und Haut verringert wird. Der nicht hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager hat die gleichen Vor- und Nachteile wie der hochauflösende LDPI. Vorteil ist die hautferne und zweidimensionale Untersuchungsmöglichkeit, die eine Untersuchung über der ganzen Läsion zuläßt. Vorteil beider Geräte ist die Untersucherunabhängigkeit und die einfache Bedienung. Nachteilig kann die hohe Streuung bei sehr unebenen Tumoren sein, so daß in diesem Bereich kein verwertbares Signal mehr detektiert werden kann. Beide Geräte werden im Dunklen verwendet, um die Streuung des Laserlichtes zu vermeiden, was natürlich ein Nachteil für die Untersuchungsbedingungen ist. Der bei dieser Studie verwendete hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager (Auflösungsvermögen 200 µm) basiert, wie der nicht hochauflösende Laser Doppler Perfusion Imager, auf dem Dopplerprinzip. Der hautfern plazierte Meßkopf mißt also über einem zweidimensionalen Hautareal. Die vermessenen Basalzellkarzinome, malignen Melanome und atypischen Naevuszellnaevi wiesen einen erhöhten Perfusionsmittelwert gegenüber der umgebenden gesunden Haut auf (0,63 ± 0,54, gegenüber 0,36 ± Naevuszellnaevi zeigten keine 0,19). wesentliche Die klinisch Steigerung unauffälligen gegenüber der umgebenden Haut. Signifikant war der Unterschied in den Perfusionsmittelwerten zwischen den malignen Melanomen und atypischen Naevuszellnaevi (p≤0,001), sowie den atypischen Naevuszellnaevi und den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (p≤0,001). Bei der Bestimmung einer Grenze zur Unterscheidung zwischen Gut- und Bösartigkeit, wurden bei 100% richtig erkannten malignen Melanomen, 48,7% der atypischen Naevuszellnaevi als gutartig klassifiziert. Mit dieser Meßmethode fallen also trotz des signifikanten Unterschiedes bei den Perfusionsmittelwerten, 51,3% der dysplastischen Naevuszellnaevi in die Klasse der malignen Melanome, während 100% der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi, ausgeschlossen werden konnten. Bei der Messung mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager wird der Meßkopf hautfern plaziert, womit auch unebene Hauttumoren oder solche die Ulzerationen aufweisen, vermessen werden können. Sind die Tumoren sehr dunkel pigmentiert, kann der Grenzwert am Gerät heruntergesetzt werden oder der Abstand zwischen Haut und Meßkopf verkleinert werden. Bei dem gewählten Abstand von 5 cm war das abgescannte Areal 1,2 x 1,2 cm groß. Sehr große Tumoren mußten in Teilstücken gemessen werden, um den ganzen Tumor beurteilen zu können. Der Abstand wurde bei dieser Arbeit bei allen Messungen konstant gehalten (5 cm), um eine Vergleichbarkeit unter den Tumorgruppen gewährleisten zu können. Als Nachteil der hohen Sensitivität des hochauflösenden LDPI, stellte sich die hohe Anfälligkeit für Bewegungen heraus, so daß der Patient während der gesamten Meßzeit absolut still liegen mußte, da es sonst zu Bewegungsartefakten kommen konnte. 4.2 Entzündliche Reaktionen Die Beziehung zwischen Tumor und entzündlichem Infiltrat ist von Interesse, da bei Studien an Immunreaktionen ein erhöhter Perfusionsfluß über dem entsprechenden Hautareal gemessen wurde (Church et al. 1997, Stücker et al. 1995). Bei der vorliegenden Studie mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager, entstand daher die Frage, worauf der erhöhte Blutfluß über dem Hauttumor zurückzuführen ist. Erzeugt eine Entzündung oder eine tumorassoziierte Gefäßveränderung den erhöhten Blutfluß? In einer kleinen kasuistischen Studie wurden vier kutane maligne Melanome auf entzündliche Reaktionen und vaskuläre Veränderungen hin untersucht. Dabei sollte überprüft werden, ob sich diese Veränderungen von einer unspezifischen Entzündungsreaktion unterscheiden (Dvorak et al. 1980). Bei den Untersuchungen fanden sich Ansammlungen von kleinen Lymphozyten in Epidermis und Dermis. Die Lymphozyten standen in engem Kontakt zu lebenden und toten Tumorzellen. Sie bildeten häufig rosettenartige Formationen um eine große Tumorzelle. Die von den Lymphozyten umgebenen Tumorzellen, zeigten häufig Veränderungen wie zytoplasmatische Aufhellung und Schwellung, sowie Kernpyknose, was darauf schließen ließ, daß die Tumorzellen in diesen Fällen von den Lymphozyten angegriffen wurden. Ebenso waren die Lymphozyten um die dermalen Gefäße zu finden. Weiterhin enthielten die Infiltrate Melanophagen, die häufig mit Melaningranula beladen waren oder in den Phagolysosomen Zelltrümmer aufwiesen. Granulozyten wurden in den Melanomen der Studie nicht gefunden. Perivaskulär waren Mastzellen zu finden, die keine Degranulationen aufwiesen. Die vaskulären Veränderungen bei den untersuchten malignen Melanomen waren sehr ausgeprägt, Lymphozytenwall besonders an den umgeben waren. Gefäßen Die die Gefäße von einem zeigten dichten teilweise Endothelzellnekrosen und Hypertrophien. An den Stellen, an denen die Endothelzellhypertrophien sehr stark ausgeprägt waren, war das Gefäßlumen häufig extrem eingeengt. Ebenso wurden zahlreiche Veränderungen an der Basalmembran der Gefäße festgestellt. Die Veränderungen an den Gefäßen der malignen Melanome waren häufig mit örtlichen Nekrosen assoziiert. Schon in vorausgegangenen Studien wurden bei Versuchen an Tieren solche Tumorinfarktzonen beschrieben, wobei man sie hier auf Endothelzellnekrose zurückführte. Diese traten insbesondere an Gefäßen auf, die von stark entzündlichen Infiltrat umgeben waren (Dvorak et al. 1979). Die gestörte Mikrozirkulation durch Endothelzellnekrosen wird auch von anderen Autoren beschrieben (Vracko et al. 1972, Vracko 1974). Bei diesen Ergebnissen wäre es denkbar, daß über Arealen, die eine erhöhte entzündliche Infiltration aufwiesen, der Laser Doppler Perfusion Imager eine geringere Perfusion messen würde. In anderen Untersuchungen zur Vaskularisierung maligner Melanome wurde festgestellt, daß die Gefäßdichte nicht beeinflußt wird von Nekrose, lymphozytärem Infiltrat, Gefäßinvasion oder Regression (Fallowfield et al. 1991). Demnach würde bei den Laser Doppler Perfusions Untersuchungen kein Unterschied festzustellen sein, zwischen der Perfusion entzündlich infiltrierter und nicht infiltrierter Hauttumoren. Entzündliche Infiltrate Zusammenhang mit und vaskuläre kutanen Veränderungen malignen Melanomen, wurden unter auch im besonderer Berücksichtigung von Regressionszonen, untersucht (Barnhill et al. 1993). Dabei wurden maligne Melanome mit stark entzündlichen Veränderungen analysiert und die Gefäßdichte bei Melanomen mit und ohne Regression bestimmt. Selbst die malignen Melanome, die sich noch in der frühen oder aktiven Phase der Regression befanden, hatten eine höhere Gefäßdichte, als maligne Melanome mit dichten entzündlichen Infiltrat ohne regressive Zeichen. Angiogenese in Zusammenhang mit entzündlich regressiven Veränderungen, wurden auch in anderen Studien untersucht (McGovern 1975). Beobachtet wurde dabei, daß bei dichten lymphozytären Infiltraten unter dem Tumor, die mit verschiedenen Graden an Zelldegeneration einhergingen, neue Blutgefäße entstanden. Diese Blutgefäße blieben bestehen, wenn die Tumorzellen an einer Stelle zerstört und das Lymphozyteninfiltrat verschwunden war. Nach diesen beiden Studien wäre bei den Messungen mit dem Laser Doppler Perfusion Imager eine Perfusionssteigerung im Zusammenhang mit entzündlichen Reaktionen zu erwarten. Mit dem Laser Doppler Perfusion Imager wurden Perfusionssteigerungen im Zusammenhang mit Entzündung, durch Histamin- und Bradykinininjektionen untersucht. Diese Hautstellen zeigten im Laser Doppler Perfusion Imager Bild erhöhte Flußwerte, die auf einen erhöhten Blutfluß in der entzündlichen Reaktion zurückgeführt wurden (Church et al. 1997). Ebenso ergab die Untersuchung an allergischen Reaktionen mittels Laser Doppler Scanner Flußwerterhöhungen (Stücker et al.1995), genau wie bei Untersuchungen von Tuberkulinreaktionen mittels des Laser Doppler Perfusion Imagers (Harrison et al. 1993). Auch im Zusammenhang mit malignen Melanomen wird eine entzündliche Reaktion für das Ausmaß der Hämoperfusion verantwortlich gemacht. So zeigte eine Studie über den Blutfluß maligner Melanome mittels Doppler Ultraschall Sonographie, nur bei wenigen malignen Melanome ≤ 0,8 mm, einen erhöhten Blutfluß, der durch entzündliche Infiltrate und Regressionen erklärt wurde (Srivastava et al. 1989). In der Studie mit dem hochauflösendem Laser Doppler Perfusion Imager wurden die exzidierten Hauttumoren semiquantitativ auf entzündliche Infiltrationen hin untersucht. Es wurden das Tumorzentrum und die Tumorbasis getrennt beurteilt und jeweils eine Quantifizierung nach: „kein Infiltrat“, „geringes Infiltrat“, „mittleres Infiltrat“ und „starkes Infiltrat“, vorgenommen. Dabei wurde nicht unterschieden, aus welchen Entzündungszellen sich das Infiltrat zusammensetzte, nur die Dichte der Entzündungszellen wurde berücksichtigt. Die Infiltration durch Melanophagen wurde gesondert beurteilt. In den einzelnen Tumorgruppen ließ sich keine Korrelation zwischen entzündlichem Infiltrat und einem erhöhten Blutfluß über dem Tumor feststellen. Dabei gab es weder eine Korrelation zwischen Infiltratdichte und Blutfluß, noch eine Korrelation zwischen Ort der entzündlichen Infiltration (zwischen oder unter den Tumornestern) und einer Mehrdurchblutung. Bei den Messungen mittels Laser Doppler Perfusion Imager wird die erhöhte Perfusion somit nicht durch eine entzündliche Reaktion hervorgerufen. Ebenso hat es sich nicht bestätigt, daß entzündliche Infiltration in Hauttumoren eine erniedrigte Perfusion bedingen kann. Allerdings wurde hier nicht beachtet, ob infolge ausgeprägter entzündlicher Reaktionen, regressive Areale im Tumor, mit darauffolgender Neovaskularisierung, entstanden sind. 4.3 Hauttumoren und Gefäße 4.3.1 Maligne Melanome und Naevuszellnaevi In dieser Studie wurden 23 kutane maligne Melanome mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager untersucht, davon waren zwei kutane Metastasen. Bei der histologischen Untersuchung wiesen, außer in einem Fall, alle malignen Melanome eine erhöhte Gefäßdichte im Vergleich zur umgebenden gesunden Haut auf. Dabei wurde nicht zwischen Gefäßen an der Tumorbasis oder im Tumorzentrum unterschieden. Sobald eines der beiden Gebiete eine erhöhte Gefäßdichte aufwies, erhielt dieser Tumor die Bezeichnung „vermehrte Gefäße“. Hierbei wurde die erhöhte Gefäßdichte nicht weiter differenziert, so daß auch keine Klassifizierung des jeweiligen Ausprägungsgrades der Vaskularisation stattfand. In einem malignen Melanom wurde keine erhöhte Gefäßdichte festgestellt. Dieses Melanom hatte eine Tumordicke nach Breslow von 0,2 mm. Dahingegen wiesen zwei andere maligne Melanome mit 0,2 mm Tumordicke eine erhöhte Gefäßdichte auf. Bei den malignen Melanomen wurde gegenüber der gesunden Haut eine signifikant erhöhte Perfusion gemessen (1,35 ± 0,84 gegenüber 0,36 ± 0,14; p≤0,001). Eine erhöhte Gefäßdichte bei malignen Melanomen wurde auch in anderen Studien gefunden (Carnochan et al. 1991, Barnhill et al. 1992, Fallowfield et al. 1990, Srivistava et al. 1988). Über die minimale Dicke der malignen Melanome, bei der noch eine erhöhte Gefäßdichte gefunden werden konnte, werden widersprüchliche Aussagen gemacht. In den meisten Studien war jedoch auch der dünnste Tumor noch vermehrt vaskularisiert (Carnocha et al. 1991, Barnhill et al. 1992, Fallowfield et al. 1990, Rongioletti et al. 1996, Ribatti et al.1992). Bei all diesen Studien fand die Markierung von Endothelzellen mittels Ulex europaeus lecitin oder eine immunhistochemische Methode Verwendung. Das dünnste maligne Melanom, über das in den Studien noch eine Aussage gemacht wurde, war 0,19 mm dick (Barnhill et al. 1992) und liegt damit noch unter der geringsten Dicke der LDPI Studie (0,2 mm). In einer Studie, bei der mit einem eindimensionalen Meßverfahren lediglich der Blutfluß am Rand der malignen Melanome gemessen wurde, kam man zu einem anderen Ergebnis. Da sich hier nur bei 10 von 36 malignen Melanomen mit einer Tumordicke <0,8 mm ein Blutfluß messen ließ, geht der Autor von einer Neovaskularisation erst ab 0,8 mm Dicke aus. Das positive Dopplersignal einiger Melanome geringer Dicke, erklärt der Autor mit Entzündung (Srivistava et al. 1989). Wie vorangehend erläutert, stellte sich in der Studie mit dem hochauflösendem Laser Doppler Perfusion Imager kein Zusammenhang zwischen Entzündung und vermehrter Perfusion der Hauttumoren dar. Das negative Blutflußsignal in der dopplersonographischen Studie, läßt sich somit eher erklären durch die mangelnde Sensitivität des verwendeten Gerätes und die eindimensionale Meßtechnik, die nicht alle Perfusionssteigerungen erfassen kann, zumal die Meßsonde 2-3 mm entfernt vom Tumorrand aufgesetzt wurde. In der Studie wurden 39 atypische Naevuszellnaevi mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager vermessen. Alle atypischen Naevuszellnaevi wiesen eine signifikante Perfusionssteigerung gegenüber der gesunden Haut auf (0,58 ± 0,31 gegenüber 0,26 ± 0,19; p≤0,001). Die atypischen Naevuszellnaevi wiesen ebenso einen signifikanten Unterschied verglichen mit der Gruppe der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi auf (0,58 ± 0,31 gegenüber 0,34 ± 0,14; p≤0,001). Weiterhin signifikant war der Unterschied zwischen den malignen Melanomen und den atypischen Naevuszellnaevi (1,35 ± 0,84 gegenüber 0,58 ± 0,31; p≤0,001). Drei der 39 atypischen Naevuszellnaevi zeigten in der Histologie eine erhöhte Gefäßdichte. Eine erhöhte Gefäßdichte atypischer Naevuszellnaevi wurde auch in anderen Studien, die mit endothelzell- oder immunhistochemisch markierten Präparaten arbeiteten, gefunden (Barnhill et al. 1992, Smolle et al. 1989, Ribatti et al. 1992). In den histologischen Schnitten der eigenen Studie wurden nur drei atypische Naevuszellnaevi mit einer erhöhten Gefäßdichte gefunden, dieses kann dadurch erklärt werden, daß sich kollabierte Gefäße kaum darstellen. Desweiteren wurden nicht alle histologischen Schnitte eines Präparates überprüft. Bei der Annahme der erhöhten Gefäßdichte, stützen wir uns mehr auf die erhöhte Perfusion als Korrelation für eine Gefäßvermehrung. Die LDPI Studie zeigte, wie auch schon andere Studien, eine steigende Vaskularisation bei zunehmernder Atypie. Bei diesen Studien wurden signifikante Unterschiede zwischen Gefäßdichte atypischer Naevuszellnaevi und maligner Melanome und zwischen atypischen Naevuszellnaevi und Naevuszellnaevi ohne Atypien gefunden (Barnhill et al. 1992, Ribatti et al. 1992). In einer anderen histologischen Studie war nur die Anzahl der kleinen Gefäße zwischen malignen Melanomen und atypischen Naevuszellnaevi signifikant unterschiedlich (Smolle et al. 1989), nicht jedoch die Gesamtzahl der Gefäße. Bei der eigenen Studie wiesen die dysplastischen Naevuszellnaevi und die malignen Melanome einen signifikant verschiedenen Blutfluß auf, so daß von einer unterschiedlichen Gefäßdichte zwischen den beiden Hautläsionen ausgegangen wurde. In der vorliegenden Laser Doppler Perfusion Imager Studie ließen sich die malignen Melanome in das Schema, Tumordicke ≤ 0,7 mm = Tumorperfusion ≤ 1 [ AU ], Tumordicke >0,7 mm = Tumorperfusion >1 [AU], einteilen. Fünf maligne Melanome ließen sich nicht in dieses Schema einteilen. Zwei dieser malignen Melanome waren noduläre Melanome mit einer Tumordicke von >2,7 mm, die nur im Randgebiet eine erhöhte Perfusion aufwiesen. Diese Einteilung zeigt die Tendenz, daß maligne Melanome mit einer größeren Tumordicke eine höhere mittlere Perfusion haben. Eine Korrelation zwischen Tumordicke der malignen Melanome und Vaskularisation wurde in einigen Studien gefunden (Fallowfield et al. 1990, Rongioletti et al. 1996). Bei diesen Studien wurde mit zunehmender Tumordicke nach Breslow eine erhöhte Gefäßdichte festgestellt. Es gibt jedoch auch Untersuchungen, in denen sich keine Korrelation zwischen Tumordicke und histologisch bestimmter Gefäßdichte zeigt (Barnhill et al. 1992, Ribatti et al. 1992). Bei den Untersuchungen, die keine Korrelation zwischen Tumordicke und Gefäßdichte zeigten, wiesen die malignen Melanome mit einer Dicke ≤ 1 mm, eine ähnliche Dichte auf wie die malignen Melanome > 2 mm. Das Perfusionsbild der malignen Melanome in der LDPI Untersuchung war sehr viel heterogener als das Bild der atypischen Naevuszellnaevi und der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi. Diese Heterogenität der malignen Melanome spiegelte sich auch in der Standardabweichung über dem Tumor wieder, die über den malignen Melanomen signifikant verschieden war verglichen mit den atypischen Naevuszellnaevi und den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (0,97 ± 0,59 gegenüber 0,51 ± 0,43 und 0,97 ± 0,59 gegenüber 0,19 ± 0,28). Sowohl für maligne Melanome als auch für atypische Naevuszellnaevi wird eine vaskuläre Heterogenität beschrieben (Carnochan et al. 1991, Smolle et al. 1989, Ribatti et al. 1992). Dabei ließen sich Kaliberschwankungen der Gefäße (Carnochan et al. 1991, Smolle et al.1989) und auch regionale Unterschiede finden, je nachdem ob an der Tumorbasis oder das Zentrum des Tumors untersucht wurde (Smolle et al.1989, Ribatti et al. 1992). An der Tumorbasis der malignen Melanome fand sich im allgemeinen eine höhere Gefäßdichte als im Tumorzentrum. Geht man davon aus, daß die vermehrte Perfusion über den Tumorarealen eine Vermehrung der Gefäße als Ursache hat und die Tumorperfusion eine Korrelation zur Gefäßdichte aufweist, hieße das: • atypische Naevuszellnaevi haben eine der gesunden Haut gegenüber vermehrte Gefäßdichte, • die klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi haben keine erhöhte Gefäßdichte gegenüber der gesunden Haut, • die Gefäßdichte maligner Melanome ist gegenüber der gesunden Haut und gegenüber dysplastischer Naevuszellnaevi erhöht. 4.3.2 Basalzellkarzinome In dieser Studie wurden mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager 27 Basalzellkarzinome vermessen und nach der Exzision histologisch untersucht. Alle untersuchten Basalzellkarzinome wiesen einen erhöhten Blutfluß im Tumorbereich auf, mit einem signifikanten Unterschied verglichen mit der gesunden Haut (1,2 ± 0,48 gegenüber 0,62 ± 0,22). Bei der histologischen Untersuchung wurde semiquantitativ die Gefäßdichte im Vergleich zur umgebenden gesunden Haut charakterisiert. Neben Läsionen mit „vermehrter Gefäßdichte“ gab es noch solche Basalzellkarzinome, die bei einer erhöhten Gefäßdichte vor allem vertikal verlaufende Gefäße aufwiesen. Um festzustellen, ob die Gefäßrichtung einen Einfluß hat auf die Flußwerte des LDPI, wurden diese Tumoren in der Klasse „vermehrt vertikale Gefäße“ vermerkt. Von den 27 Basalzellkarzinomen zeigten 13 Tumoren eine Vermehrung der Gefäßdichte gegenüber der gesunden Haut, davon besaßen 5 Basalzellkarzinome eine vermehrt vertikale Anordnung der Gefäße. Die bei den Untersuchungen mit dem Laser Doppler Perfusion Imager gefundene signifikante Perfusionssteigerung der Basalzellkarzinome gegenüber der gesunden Haut, deckt sich mit histologischen Untersuchungen anderer Studien, bei denen eine erhöhte Gefäßdichte für Basalzellkarzinome nachgewiesen wurde. Die histologisch eruierte Gefäßdichte der Basalzellkarzinome war bei diesen Studien signifikant höher als die Gefäßdichte der gesunden Haut (Weninger et al. 1997). Das Auffinden einer vermehrten Gefäßdichte bei nur 13 von 27 Basalzellkarzinomen in der LDPI Studie, ist hierbei nicht im Widerspruch zu sehen zu den Ergebnissen anderer Studien, in denen alle Basalzellkarzinome eine erhöhte Gefäßdichte aufwiesen. Gefäße in histologischen Schnitten neigen nach der Exzision zum Kollaps und können so im Präparat nicht mehr erkannt werden. Zudem wurde bei der LDPI Studie nur eine Auswahl der histologischen Schnitte eines Tumors untersucht, so daß ein Fehlen der Bezeichnung „vermehrte Gefäßdichte“ nicht auf ein Fehlen der Gefäßvermehrung im ganzen Tumor schließen läßt. hochauflösenden Besonders Laser auffällig Doppler bei der Perfusion Untersuchung Imager waren mit die dem hohen Standardabweichungen, die über den Basalzellkarzinomen gemessen wurden. Sie waren nicht signifikant verschieden zu denen der malignen Melanome (0,88 ± 0,36 gegenüber 0,97 ± 0,59). Die Heterogenität der LDPI Meßwerte läßt sich durch histologische Untersuchungsergebnisse anderer Studien erklären, bei denen starke Kaliberschwankungen unter den intraläsionaren Gefäßen der Tumoren festgestellt wurden (Grunt et al. 1985, Hundeiker et al. 1972). Als weitere Beobachtung fanden einige Untersucher ausgeprägte regionale Unterschiede innerhalb der Tumoren, wie das Fehlen von Kapillaren in einem Gebiet und korbartigen Gefäßgeflechten in anderen Bereichen (Grunt et al. 1982, Grunt et al. 1985). Das „typische Bild“, das sich beim Vermessen der Basalzellkarzinome mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager ergab, konnte nicht anders ausgewertet werden als mit Hilfe des Perfusionsmittelwertes über dem Tumor und der Standardabweichung. Die Form des Bildes konnte mit diesen Parametern nicht wiedergegeben werden, sie ist nur visuell auswerbar. So war in der Mehrzahl der Fälle eine erhöhte Perfusion am Rand des Tumors zu messen, die auf die typische Ausbildung von Teleangiektasien zurückgeführt werden konnte. Dieses „typische“ Perfusionsmuster scheint sich ebenfalls in der Gefäßarchitektur widerzuspiegeln, denn auch für diese ist eine typische Anordnung beschrieben (Hundeiker et al. 1972). Das Tumorparenchym selbst enthält dabei keine Gefäße, wodurch sich in der eigenen Studie die relativ gering erhöhten Perfusionswerte in dem Tumorzentrum erklären lassen. Der Tumorzellkomplex ist von einem schmalen Streifen Kollagengewebe umgeben, diesem liegen nach außen die Gefäße auf, so daß der Tumor von einem korbähnlichen Geflecht von Gefäßen umgeben ist, was eine Erklärung für die erhöhten Perfusionswerte in der Tumorperipherie wäre. Wird der erhöhte Blutfluß mit einer erhöhten Gefäßdichte gleichgesetzt, so hieße das nach der Studie mit dem hochauflösendem Laser Doppler Perfusion Imager für die Basalzellkarzinome: • Basalzellkarzinome haben eine höhere Gefäßdichte als die umgebende gesunde Haut, • Ihre Gefäßdichte ist verschieden zu denen der atypischen Naevuszellnaevi und klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi, • In der Inhomogenität der Gefäßarchitektur unterscheiden sie sich kaum von den malignen Melanomen, wobei die Gefäße jedoch hauptsächlich im Randbereich zu finden sind. Die von Weninger und Mitarbeitern herausgefundene Differenz in der Gefäßdichte nodulärer und sklerodermiformer Basalzellkarzinome, konnte hier wegen der geringen Zahl der sklerodermiformen Basalzellkarzinome nicht untersucht werden. 4.4 Laserlicht und beeinflussende Faktoren Die Beeinflussung des Lichtes, in diesem Fall des Laserlichtes, und die Wechselwirkung mit anderen Materialien, hier besonders der Haut, ist besonders wegen der Frage nach der Eindringtiefe und der Frage der Streuung und Absorption von Bedeutung. Bei den Messungen mit dem Laser Doppler Perfusion Imager kann der Laserstrahl schon von Raumlicht beeinflußt werden (Wardell et al. 1993), weshalb bei der Studie mit dem hochauflösendem Laser Doppler Perfusion Imager die Messungen im abgedunkelten Raum durchgeführt wurden. Die Faktoren, die innerhalb der Haut den Laserstrahl durch Streuung oder Absorption beeinflussen, sind in vivo kaum zu beurteilen. Die Studien, die sich mit der Wechselwirkung zwischen Haut und Licht beschäftigen, finden daher in vitro statt und zwar unter Bedingungen, die denen in der Haut möglichst nahe kommen. Die Reflexion an der normalen Hautoberfläche beträgt zwischen 4% bis 7% (Anderson et al. 1979, Parrish et al.1978). Ein sehr hoher Anteil der Strahlen, die nicht normal reflektiert werden, wird absorbiert oder gestreut (Anderson et al.1981). Melanin ist dabei der wichtigste Absorber. Die Absorption nimmt zu den kurzen Wellenlängen hin zu. Aromatische Aminosäuren werden als nächst größerer Absorber angegeben (Anderson et al.1981). Zur Beurteilung, inwieweit Pigment eine Untersuchung mit Laserlicht beeinflußt, wurden Untersuchungen an verschieden pigmentierten Hauttypen durchgeführt. Es zeigte sich kaum ein Unterschied zwischen dem Streuungskoeffizienten der Haut eines Schwarzen und der Haut eines Kaukasiers. Dahingegen war der Absorptionskoeffizient der schwarzen Haut sehr viel höher als der der weißen Haut. Die Absorption durch Pigment kann durch eine Kurve beschrieben werden. Die höchste Absorption ist bei 250-290 nm zu finden, danach kommt es zu einem steilen Abfall der Absorptionskurve (Wan et al. 1981). Aufgrund dessen wird von einem „optisches Fenster“ für die Wellenlänge von 600-1300 nm ausgegangen (Anderson et al. 1981). Dieses ist genau der Wellenlängenbereich in dem der Laser des LDPI mit 632,8 nm liegt. Dieses optische Fenster ist jedoch nicht absolut, da sich sehr dunkle Tumorareale mit Grauwerten darstellen. Für die Eindringtiefe von Licht dieser Wellenlänge werden ungenaue Angaben gemacht, die zwischen 600 µm und 1500 µm liegen, je nach Gewebebeschaffenheit (Enkema et al. 1981). Es liegen jedoch auch genauere Zahlen vor, wie die Eindringtiefe, die anhand des Monte Carlo Modell ermittelt wurde. Bei diesem Modell liegt die Eindringtiefe in die Haut, für einen Laserstrahl von 800 µm Durchmesser, bei 235 µm (Johnsson et al. 1991). Bei den Untersuchungen mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager wurde nach der Exzision semiquantitativ die Melanophageninfiltration bestimmt, um zu sehen, ob Flußwerte der Tumoren durch Melanin beeinflußt werden und ob Tumoren mit einer starken Melanophageninfiltration geringere Flußwerte aufweisen, als Tumoren mit einer geringeren oder gar keinen Melanophageninfiltration. Bei der Bestimmung der Infiltration durch Melanophagen wurde nicht unterschieden zwischen Melanophagen im Tumorzentrum und Melanophagen in der direkten Umgebung des Tumors. Die Melanophageninfiltration wurde nach Vergleich der Tumoren untereinander, in „gering“, „mittel“, und „stark“ eingeteilt. Es konnte kein Zusammenhang festgestellt werden zwischen Stärke des Melanophageninfiltrats und der Höhe des Flußwertes über dem Tumor. Da jedoch ein Lichtstrahl von Melaninpigmenten durch Absorption beeinflußt wird, muß davon ausgegangen werden, daß in dem beschriebenen „optischen Fenster“ die Absorption durch Melanophagen gering ist. Wie groß die Beeinflussung durch die pigmentierte Hautoberfläche der malignen Melanome und Naevuszellnaevi ist, läßt sich nicht beurteilen. Maligne Melanome, deren Oberfläche stellenweise nahezu schwarz war, gaben an diesen Stellen kein Signal, was im Perfusionsbild als grau festgehalten wurde und nicht in die Bewertung des Perfusionswertes mit einging. In der Untersuchung wurden auch zwei amelanotische noduläre maligne Melanome gemessen, die am Rand eine erhöht Perfusion zeigten. Im Bezug auf die Flußwerte wichen sie aber nicht von den anderen Melanomen ab. 4.5 Inhomogenität der Perfusion Die mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager gewonnenen Untersuchungsergebnisse zeigen, daß neben den unterschiedlichen Perfusionsmittelwerten ein besonders wichtiges Kriterium die Inhomogenität der Tumoren zu sein scheint. Durch die Messungen ließ sich diese Inhomogenität am Perfusionsbild durch verschiedene, bestimmte Merkmale für eine Tumorart feststellen. Da sich zu diesem Zeitpunkt ein Perfusionsbild nur visuell in bezug auf typische Merkmale und Inhomogenität auswerten ließ, wurden andere Parameter gewählt, die ebenso eine Inhomogenität erfassen. Die Standardabweichung ist bei den malignen Melanomen am größten (0,97 ± 0,59), gefolgt von den Basalzellkarzinomen (0,88 ± 0,36), den dysplastischen Naevuszellnaevi (0,51 ± 0,43) und den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (0,19 ± 0,28). Da die Standardabweichung über den Läsionen mit dem Perfusionsmittelwert der Tumoren korreliert, wurde der Quotient aus der Standardabweichung über dem Tumor und über der gesunden Haut gebildet, um herauszufinden, wie groß die Steigerung der Standardabweichung des Tumors gegenüber der gesunden Haut ist. Auch hier zeigte sich eine große Inhomogenität bei den malignen Melanomen, allerdings folgen jetzt die Naevuszellnaevi, dann die Basalzellkarzinome und die klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi. Diese Neuordnung der Tumoren in bezug auf die Inhomogenität läßt sich erklären durch die Prädilektionsstelle einer Tumorgruppe. Basalzellkarzinome sind vor allem im Gesicht zu finden, während die Naevuszellnaevi hauptsächlich an Stamm und Extremitäten vorkommen. Im Gesichtsbereich, wo grundsätzlich eine höhere Perfusion vorliegt als am Stamm (Mannor et al. 1996), (da Mittelwert und Standardabweichung korrelieren) liegt in der gesunden Haut eine höhere Standardabweichung vor, die durch die Quotientenbildung ausgeglichen wird. Mögliche beeinflussende Faktoren könnten hierbei die Gefäßanatomie und die histologische Asymmetrie der Tumoren sein. So fanden sich bei kutanen malignen Melanomen große Unterschiede in der Gefäßgröße und somit eine große Heterogenität innerhalb des Gefäßsystems, nicht nur im Tumor, sondern noch ausgeprägter an der Tumorbasis (Carnochan et al. 1991). In den beiden Regionen war jedoch nicht nur das Kaliber der Gefäße unterschiedlich, sondern auch die Anzahl der Gefäße, die zahlreicher an der Tumorbasis gefunden wurden (Srivastava et al. 1988). Es ließ sich eine besonders hohe Anzahl an kleinen Gefäßen an der Basis maligner Melanome finden. Der Unterschied zu den Naevuszellnaevi zeichnete sich besonders durch die hohe Anzahl kleiner Gefäße aus (Smolle et al. 1989). Ebenso läßt sich für Basalzellkarzinome eine Begründung für die Inhomogenität des Tumors allein aufgrund der Gefäßarchitektur finden. Zum einen werden Areale mit einer dichten und hochreichenden Gefäßversorgung im Tumorzentrum beschrieben und zum anderen auch solche, die bis in die Tiefe hin keine Gefäße aufweisen (Grunt et al. 1985). Der Tumorrand zeigte in der Histologie gegenüber dem Tumorzentrum eine besonders hohe Gefäßdichte (Weninger et al. 1997). Dieses histologische Ergebnis ließ sich sehr gut an den Perfusionsbildern der Basalzellkarzinome nachvollziehen, die hauptsächlich am Rand eine Perfusionssteigerung zeigten. Beispiele für die Asymmetrie der Histologie, die zu einer Heterogenität im Perfusionsmuster beitragen könnte, sind Hohlräume in der Tumormasse bei zystischen Basalzellkarzinomen (MacKie et al. 1996). Der Variationskoeffizient, der Quotient aus Standardabweichung und Mittelwert, ist für die atypischen Naevuszellnaevi am größten (0,86 ± 0,47), gefolgt von den Basalzellkarzinomen (0,77 ± 0,27), den malignen Melanomen (0,76 ± 0,32) und den klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi (0,43 ± 0,38). Atypische Naevuszellnaevi, Basalzellkarzinome und maligne Melanome besitzen alle einen Variationskoffizienten über dem Tumor, der gegenüber dem der gesunden Haut um mehr als das doppelte gesteigert ist. Zwischen diesen Tumoren ist der Unterschied in bezug auf den Variationskoeffizienten nicht signifikant. Es ist somit nicht sinnvoll, die Standardabweichung unabhängig vom Mittelwert zu betrachten. 4.6 Zusammenfassende Schlußfolgerung Nach den Messungen mit dem Laser Doppler Perfusion Imager lassen sich folgende Feststellungen machen: 1. Mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager lassen sich die verschiedenen Hauttumoren darstellen. Die Unterschiede der Perfusionsmittelwerte der malignen Melanome, Basalzellkarzinome und atypischen Naevuszellnaevi war signifikant verschieden zu denen der gesunden Haut. 2. Es lassen sich Unterschiede in der Perfusion der verschiedenen Hauttumoren feststellen, wobei a) der Perfusionsmittelwert der malignen Melanome und der Basalzellkarzinome signifikant verschieden war zu den Mittelwerten der atypischen Naevuszellnaevi und der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi, b) ein signifikanter Unterschied zu finden war bei den Mittelwerten zwischen atypischen Naevuszellnaevi und klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi, c) sich Unterschiede in der Standardabweichung feststellen ließen, d) das Perfusionsmuster der einzelnen Hauttumoren sich unterschied. 3. Bildet man den Quotienten aus dem Mittelwert über dem Tumor und dem über der gesunden Haut, so haben die malignen Melanome einen Wert > 1,8, die Werte der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi liegen unter diesem Wert. Es läßt sich somit eine Grenze ziehen, anhand derer maligne Melanome zu 100% erfasst werden und 100% der klinisch unauffälligen Naevuszellnaevi ausgeschlossen werden. 4. Das histologische Korrelat für eine Perfusionssteigerung, die mit dem hochauflösenden Laser Doppler Perfusion Imager gemessen wurde, ist eine erhöhte Gefäßdichte. Sinnvoll wäre es, in einer prospektiven Studie die Reproduzierbarkeit des Grenzwertes zu bestätigen. 5 (1) Literaturverzeichnis Ackermann AB (1980) Malignant melanoma. A unifying concept. Am J Dermatopathol 2: 309-313 (2) Allen AC, Spitz S (1953) Melanomas. Diagnosis and prognosis. Cancer 6: 1-9 (3) Anderson C, Andersson T, Wardell K (1994) Changes in skin circulation after insertion of microdialysis probe visualized by Laser Doppler Perusion Imaging. J Invest Dermatol 102: 807-811 (4) Anderson RR, Parrish BS, Parrish AP (1981) The optics of human skin. 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Stücker danke ich besonders für eine Anzahl anregender Diskussionen und seine Hilfe bei der Darstellung der Ergebnisse und Abfassung der Arbeit. Herrn Guido Pott für seine Einführung in die Anwendung von Computerprogrammen. Herrn Christian Schulz für die konstruktive Kritik an meiner Arbeit.