Optische Messung der Fließgeschwindigkeit von Erythrozyten zur Erfassung der Mikrozirkulation

Die Untersuchung der Mikrozirkulation kann entscheidend zur vorzeitigen Diagnose folgenschwerer Krankheiten und lebensbedrohlicher Zustände sowie zur gesundheitsfördernden Behandlung von Patienten beitragen. Die Messung des Blutstromes über die Geschwindigkeit der im Blut vorhandenen Teilchen in den kleinsten Blutgefäßen stellt eine Möglichkeit zur präzisen lokalen Erfassung der Mikrozirkulation dar. Am Nagelfalz der Finger lässt sich dazu die Bewegung der Erythrozyten in den dicht unter der Hautoberfläche liegenden Kapillaren sichtbar machen.

In dieser Arbeit wird nach dem Vergleich etablierter Messverfahren (Bildverarbeitung, Laser-Doppler-Anemometrie, PIV) ein auf dem Ortsfilterprinzip basierendes Verfahren vorgestellt. Mit diesem ist die Geschwindigkeit roter Blutkörperchen auch in krummlinig verlaufenden Kapillarstrukturen zeitlich und örtlich hoch aufgelöst und zeitkontinuierlich messbar. Das dazu aufgebaute Messsystem besteht aus Objektiv, CMOS-Kamera und Messrechner.

Zur Elimierung störender Fingerbewegungen während der Messung wird eine sehr effiziente Bewegungskorrektur eingesetzt, sodass zusammen mit der Geschwindigkeitsmessung eine Echtzeit-Messung der Erythrozytenfließgeschwindigkeit möglich ist. Die zeitlich kontinuierlich aufgenommenen Informationen reduzieren sich damit auf den reinen Geschwindigkeitsverlauf und lassen trotz der hohen zeitlichen Auflösung auch sehr lang andauernde Messungen zu, sodass die wesentlichen Geschwindigkeitskomponenten (Puls, Vasomotion, Trend) der Mikrozirkulation erfassbar sind.