Laryngorhinootologie 2006; 85(1): 24-31
DOI: 10.1055/s-2005-870354
Rhinologie
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Lokalisierte, endonasale Messung der mukoziliaren Transportgeschwindigkeit als neues Verfahren für die nasale Diagnostik

Endonasal Measurement of Mucociliary Clearance at Various Locations in the Nose: a New Diagnostic Tool for Nasal Function?K.-B.  Hüttenbrink1 , H.  Wrede2 , S.  Lagemann3 , E.  Schleicher3 , T.  Hummel2
  • 1 Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Köln
  • 2 Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Dresden
  • 3 Institut für Biomedizinische Technik, Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Technische Universität Dresden
Auszugsweise wurden Teilergebnisse auf der 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Halschirurgie 2003 in Dresden sowie auf dem 12. Mitteldeutschen HNO-Kongress 2003 in Erlangen vorgestellt.
Further Information

Publication History

Eingegangen: 17. Dezember 2004

Angenommen: 7. Juli 2005

Publication Date:
18 October 2005 (online)

Zusammenfassung

Einleitung: Die bisherigen Untersuchungsmethoden des mukoziliaren Transports - experimentell oder in vivo, z. B. Saccharinprüfung - können nur eingeschränkt Auskunft über eine Fehlfunktion geben.

Methodik: Wir entwickelten eine neue Methodik, mit der in einer kurz dauernden (30 Sekunden) videoendoskopischen Messung an verschiedenen Lokalisationen in der Nase die Transportkapazität geprüft werden kann. Die Wanderungsgeschwindigkeit einer 500 µm kleinen Titanoxid-Mikrosphäre wird (in mm pro Minute) vektoranalytisch vermessen.

Ergebnisse: An 20 Patienten validierten wir die Technik. Es bestätigten sich die interindividuelle Varianz und lokalisationsabhängige Transportgeschwindigkeit.

Schlussfolgerung: Mit dem vorgestellten Verfahren ist es erstmals im Rahmen einer kurzen Untersuchung möglich, den mukoziliaren Transport an den endoskopisch einsehbaren Orten der Nasenschleimhaut gezielt zu messen. Wir planen die Erstellung eines Katasters der Nasenschleimhaut (olfaktorisches Epithel, Umgebung der Ostien etc.) sowie den Einsatz bei verschiedenen, auch uncharakteristischen („post-nasal-drip”) Veränderungen.

Abstract

Introduction: Mucociliary clearance is one of the major functions of the nasal epithelium. Limited information on the physiology or malfunction could up to now only be obtained by experimental investigations in vitro with cytological measurements of ciliary beat frequency or with extensive, time-consuming in-vivo-tests.

Methods: We developed a new technique, which measures the transport capacity at various locations at the mucosa in the nose of a sitting patient with a short (30 sec) video-endoscopic examination. The velocity of a 500 µm TiO2-microsphere as inert marker, which is placed on the mucosa region of interest, is measured by a vector-analytic calculation in mm/min.

Results: We validated this technique in 20 subjects with measurements on the floor of the nose. The inter-individual variance and variable transport speed at different locations as known from the literature could be confirmed.

Conclusions: This technique allows for the first time to measure the mucociliary clearance at various locations inside the nose of a patient in a short and easy to perform procedure, which up to now necessitated extensive or experimental set-ups. Besides the establishment of a register of mucociliary clearance at various anatomical localisations inside the nose (olfactory epithelium, conchae, surrounding of the ostiae etc.), we intend to verify if this technique can be used as a new diagnostic tool to obtain a deeper insight into some pathologic alterations or uncharacteristic symptoms („post-nasal-drip”) or drug-effects in the nose and in the tracheo-bronchial system.

Literatur

  • 1 Fichtl B. Wirkungen von Pharmaka auf den Organismus. In: Forth W et al. (ed) Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie. Mannheim, Leipzig, Wien, Zürich; BI Wissenschaftsverlag 1992: 29-36
  • 2 Proctor D F, Andersen I. The nose, upper airway physiology and the atmospheric environment. Amsterdam; Elsevier 1982
  • 3 Deitmer T. Physiology and pathology of the mucociliary system. Basel; Karger 1989
  • 4 Mannfels T J. Der Vergleich verschiedener Methoden zur Nasensekretgewinnung. Dissertation, Medizinische Fakultät der Ludwig-Maximilians-Unviersität München,. 1998
  • 5 Deitmer T. Moderne Funktionsdiagnostik der Nase und der Nasennebenhöhlen.  Eur Arch Oto-Rhino-Laryngology. 1996;  Suppl 1 1-71
  • 6 Tanaka T, Benedek G B. Measurements of the velocity of bloodflow (in vivo) using a fiber optic catheter and optical mixing spectroscopy.  Appl Optics. 1975;  14 189-196
  • 7 Andersen I, Camner P, Jensen P L, Philipson K, Proctor D F. Nasal clearance in monozygotic twins.  Am Rev resp Dis. 1974;  110 301-312
  • 8 Sakakura Y, Ukai K, Majima Y, Murai A. Harada T. Miyoshi Y. Nasal mucociliary clearance under various conditions.  Acta Otolaryngol. 1983;  96 167-173
  • 9 Andersen I, Lundquist G, Proctor D F. Human nasal mucosal function in a controlled climate.  Arch Environ Health. 1971;  23 408-420
  • 10 Deitmer T, Scheffler R. Nasal physiology in swimmers and swimmers' sinusitis.  Acta Otolaryngol. 1990;  110 268-291
  • 11 Doyle W J, van Cauwenberge P B. Relation between nasal patency and clearance.  Rhinology. 1987;  25 167-179
  • 12 Simon J, Drettner B, Jung B. Messung des Schleimhauttransportes in menschlichen Nasen mit 51Cr-markierten Harzkügelchen.  Acta Otolaryngol. 1977;  83 378-390
  • 13 Quinlan M F, Salman S D, Swift D S, Wagner H N, Proctor D F. Measurement of mucociliary function in man.  Am Rev resp Dis. 1969;  99 12-23
  • 14 Puchelle A, Aug F, Pham Q T, Bertrand A. Comparison of three methods for measuring nasal mucociliary activity.  Acta Otolaryngol. 1981;  91 297-301
  • 15 Saketkhoo K, Yergin B M, Januszkiewicz A, Kovitz K, Sackner M A. The effect of nasal decongestants on nasal mucous velocity.  Am Rev resp Dis. 1978;  118 251-254
  • 16 Toremalm N G, Hakansson C H, Mercke U, Dahlerns B. Mucociliary wave pattern.  Acta Otolaryngol. 1974;  78 247-252
  • 17 Mercke U, Hakansson C H, Toremalm N G. A method for standardized studies of mucociliary activity.  Acta Otolaryngol. 1974;  78 118-123
  • 18 Messerklinger W. Endoskopie der Nase und der Nebenhöhlen. In: Berendes J, Link R, Zöllner F Hals-Nasen-Ohrenheilkunde in Praxis und Klinik. Band 1. Stuttgart; Thieme 1977
  • 19 Lindberg S, Runer T. Method for in vivo measurement of mucociliary activity in the human nose.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 1994;  103 558-566
  • 20 Messerklinger W. Die normalen Sekretwege in der Nase des Menschen.  Arch Ohr-Nas-Kehlk-Heilk. 1969;  195 138-151
  • 21 Ewert G. On the mucus flow rate in the human nose.  Acta Otolaryngol. 1965;  Suppl 200 1-62
  • 22 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemnistry VCH Verlagsgesellschaft mbH Weinheim. 1992: A29, 271
  • 23 Lagemann S. Kalibriersystem zur endoskopischen Vermessung der mukoziliaren Funktion. Dissertation, Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Biomedizinische Technik an der Technischen Universität Dresden,. 2002
  • 24 Lee W I, Verdugo P. Laser light-scattering spectroscopy; a new application in the study of ciliary activity.  Biophys J. 1976;  16 1115-1119
  • 25 Stewart W C. Weight carrying capacity and excitability of excised ciliated epithelium.  Am J Physiol. 1948;  152 1-12
  • 26 Littlejohn M C, Stiernberg C M, Hokanson J A, Quinn F B Jr, Bailey B J. The relationsship between the nasal cycle and mucociliary clearance.  Laryngoscope. 1992;  102 117-120
  • 27 Passali D, Belussi L. Circadian changes in the secretory activity of nasal mucosa.  Acta Otolaryngol. 1988;  106 281-285
  • 28 Parker A J, Powell J E, Maw A R. Nasal mucociliary clearance and resolution of otitis media with effusion in children following adenoidectomy.  Rhinology. 1992;  30 97-101
  • 29 Holmberg K, Pipkorn U. Mucociliary transport in the human nose. Effect of topical glucocorticoid treatment.  Rhinology. 1985;  23 181-185
  • 30 Tremble G E. Distribution and comparison of nasal cilia.  Arch Otolaryngol. 1951;  53 483-491
  • 31 Maurizi M, Paludetti G, Ottaviani F, Almadori G, Facetti S. Mucociliary function and nasal resistance evaluation before and after adenoidectomy.  Int J Ped ORL. 1986;  11 295-300
  • 32 Manara G, Mira E. Modificazioni istologiche della laringe umana irradiata secondo diverse modalità tecnico-terapeutiche.  Arch ital Otol. 1968;  79 595-635
  • 33 Kaya S, Ercan M T, Laleli Y. Measurement of nasal mucociliary activity in man with 99mTc-labelled resin particles.  Arch Otorhinolarnygol. 1984;  239 267-272
  • 34 Maurizi M, Paludetti G, Todisco T, Almadori G, Ottaviani F, Zappone C. Ciliary ultrastructure and nasal mucociliary clearance in chronic and allergic rhinitis.  Rhinology. 1984;  22 233-240
  • 35 Birch L, Elbrond O. Mucociliary function in the nasal cavity of children and adolescents with cholesteatoma.  Clin Otolaryngol. 1986;  11 15-19
  • 36 Rossman C M, Lee R MKW, Forrest J B, Newhouse M T. Nasal ciliary ultrastructure and function in patients with primary ciliary dyskinesia compared with that in normal subjects and in subjects with various respiratory diseases.  Am Rev resp Dis. 1984;  129 161-167
  • 37 Gwaltney J M Jr, Phillips C D, Miller R D, Riker D K. Computed tomographic study of the common cold.  N Engl J Med. 1994;  330 25-30
  • 38 Coromina J, Sauret J. Nasal mucociliary clearance in patients with nasal polyps.  ORL. 1990;  52 311-315

Prof. Dr. med. Dr. h. c. Karl-Bernd Hüttenbrink

HNO-Universitätsklinik Köln

Kerpenerstraße 62 · 50937 Köln · Deutschland

Email: huettenbrink.k-b@uni-koeln.de

    >