Susanne Barz

• Die lumbale Spinalkanalstenose (LSS) ist eine der häufigsten Indikationen für Wirbelsäulenoperationen im höheren Lebensalter, jedoch fehlen bislang objektive, standardisierte Parameter zur Diagnostik und zur Bestimmung der Operationsnotwendigkeit. Ziel dieser Arbeit war die in-vivo-Testung einer neu entwickelten faseroptischen Hybrid-Drucksonde, die Fabry-Pérot-Interferometer (FTFPI) und Faser-Bragg-Gitter (FBG) kombiniert und erstmals eine simultane, orts- und zeitaufgelöste Messung epiduraler Druckverhältnisse ermöglicht. In einem Großtierversuch am Schwein wurden physiologische Druck- und Pulswellencharakteristika des lumbalen Spinalkanals erfasst und anschließend eine LSS durch epidurale Ballondilatation experimentell modelliert. Die Sonde detektierte reproduzierbar pulssynchrone Druckwellen, eine kraniokaudale epidurale Pulswellengeschwindigkeit von 0,97 m/s sowie atem- und herzfrequenzabhängige Druckschwankungen. Die künstlich erzeugte Stenose führte zu charakteristischen Veränderungen der Pulswellenpropagation und ermöglichte eine eindeutige Lokalisation der Engstelle durch Ausbleiben der pulsabhängigen Signale distal der Stenosierung. Die Ergebnisse belegen die technische Machbarkeit und das diagnostische Potenzial der faseroptischen Drucksonde als objektives Instrument zur funktionellen Beurteilung zentraler LSS. Perspektivisch könnte diese Technologie prä-, intra- und postoperativ eingesetzt werden, um den Schweregrad der Stenose, die Wirksamkeit von Dekompressionen und mögliche Komplikationen zuverlässig zu beurteilen.
• Lumbar spinal stenosis (LSS) is one of the most common indications for spinal surgery in older adults, yet objective and standardized diagnostic parameters to determine disease severity and surgical necessity are still lacking. This study aimed to evaluate a newly developed fiber-optic hybrid pressure probe in vivo. The probe combines a Fabry–Pérot interferometer (FTFPI) with multiple fiber Bragg gratings (FBGs), enabling simultaneous spatially and temporally resolved measurements of epidural pressure dynamics. In a porcine model, physiological epidural pressure profiles and pulse wave characteristics of the lumbar spinal canal were recorded, followed by the experimental induction of LSS via epidural balloon dilation. The probe reliably detected pulse-synchronous pressure fluctuations, respiratory pressure modulation, and a cranio-caudal epidural pulse wave velocity of 0.97 m/s. The artificially induced stenosis produced characteristic alterations of pulse wave propagation, including the loss of pulsatile signals distal to the constriction, allowing precise real-time localization of the stenotic segment. These findings demonstrate the feasibility and diagnostic potential of the fiber-optic hybrid pressure probe as an objective tool for the functional assessment of central LSS. With further development, this technology could support preoperative evaluation, intraoperative monitoring of adequate decompression, and postoperative detection of clinically relevant epidural complications.