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Innovation Messtechnik 2017

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In-vivo Messung der Blutgeschwindigkeit in oberflächlichen Kapillaren mittels digitaler Bildverarbeitung

Ergebnisse aus der Diplomarbeit wurden in 2 Publikationen veröffentlicht:
1) "Transdermal Measurement of Red Blood Cell Motion in Superficial Capillaries, Tagungsband der Konferenz "The Eighth IASTED International Conference on Visualization, Imaging and Image Processing, VIIP 2008".
2) "Image Processing Strategies to Accurately Measure Red Blood Cell Motion in Superficial Capillaries, Tagungsband der Konferenz "The Sixth International Multi-Conference on System, Signal and Devices, SSD 09".

Florian Langeder

Um die Heilung von Körperzellen voran zu treiben, wird unter anderem der Ansatz verfolgt, diese Bereiche stärker zu durchbluten.
Dadurch werden die für die Regeneration nötigen Stoffe verstärkt zu den betreffenden Stellen transportiert. Für diese Therapie existieren Medikamente sowie technische Geräte die diese Aufgabe erfüllen.

Im Auftrag der Firma LEOMED Medical Systems GmbH sollte ein Versuchsapparat entwickelt werden, der die Auswirkung von Behandlungen auf die Strömungseigenschaften des Blutes in oberflächlichen Kapillaren sichtbar macht. Dabei wird die Eigenschaft genutzt, dass sich im Bereich des Nagelfalzes Kapillaren parallel zur Hautoberfläche ausbilden.
Das, und die geringe Fließgeschwindigkeit, ermöglicht ein Beobachten der Blutkörperchen durch die Haut hindurch.

Abbildung 1: Aufbau des Messsystems

Das eingesetzte optische System (Abbildung 1) besteht prinzipiell aus einer digitalen CCD-Kamera, einem Mikroskopobjektiv und einer Fokussiereinheit. Die Auswertung der Bilder und die Visualisierung der Ergebnisse werden mittels MATLAB durchgeführt und sind über eine grafische Benutzeroberfläche zu steuern. Um die Bewegungen der Kapillaren, sowie der Blutkörperchen zu schätzen, wird auf korrelative Verfahren zurückgegriffen.
Diese sind sowohl in Bild- als auch Frequenzbereich implementiert.





Abbildung 1: Aufbau des Messsystems

 

Abschließend werden einige Messergebnisse (Abbildung 2) von verschiedenen Blutgefäßen ohne äußerliche Einwirkung gezeigt und verglichen.
Weiters wird als exemplarische Therapie die Variation der Temperatur des Gewebes behandelt und den zuvor gewonnen Ergebnissen gegenüber gestellt.

Abbildung 2: Geschwindigkeitsverlauf einer oberflächlichen Kapillare

Abbildung 2: Geschwindigkeitsverlauf einer oberflächlichen Kapillare

Arbeit gesperrt ab 05. Dezember 2008 auf 5 Jahre.

24. November 2008