Blutfluss im Gewebe berührungslos messen

Presseinformation 10/2017

Der Mikro-Laser-Doppler Sensor (MiLD) zielt auf die Geschwindigkeitsmessung von lichtstreuen-den Objekten und kann für die in-vivo-Bewertung der Strömungsgeschwindigkeit von Blut in der Haut genutzt werden. Zahlreiche Krankheitssymptome und Heilungsprozesse können überwacht werden. Derzeitig verfügbare Systeme verwenden optische Fasern, die aber bewegungsempfind-lich sind und damit kaum für mobile Anwendungen genutzt werden können. Zudem ist die Aussa-gekraft bei der Verwendung von nur einer Lichtwellenlänge auf relative und probandenspezifische Analyseergebnisse beschränkt.
Um Abhilfe zu schaffen, verfügt der MiLD-Sensor über mehrere, direkt integrierte Laserquellen (VCSEL). Das Sensorprinzip basiert auf dem Doppler-Effekt, durch den eine Frequenzverschie-bung des eingestrahlten Laserlichts an den beweglichen Streuzentren erfolgt, wodurch das rück-gestreute Licht effektiv eine Frequenzverbreiterung erfährt. Diese Verbreiterung im Frequenz-spektrum einiger 10 kHz kann sehr gut mit einem exponentiellen Abklingen beschrieben werden. Dabei zeigt  der Exponent einen linearen Zusammenhang mit der Strömungsgeschwindigkeit.

Anwendungsgebiete und Innovationen

  • Berührungslose Geschwindigkeitsmessung von Feststoffen und Flüssigkeiten
  • Medizinische Anwendung zur Bewertung der Durchblutungssituation
  • Erhöhter Informationsgehalt durch Verwendung mehrerer Wellenlängen (3 Lichtquellen je Sensor)
  • Mobile Anwendungen und Monitoring durch:
    • Kompakte Bauform
    • Auf die Anwendung angepasste Lichtquellen (LEDs, VCSEL, Laser)
    • Vermeidung von optischen Fasern
      → reduzierte Bewegungsartefakte


Technische Parameter Chip:

  • Sensorgröße: 3,5 x 5,5 x 0,8 mm³
  • Abgestrahlte Laser-Leistung: < 5 mW
  • Verfügbare Wellenlängen: 670, 780, 850 und 980 nm, andere auf Anfrage
  • Leistungsaufnahme: < 10 mW
  • Ausgangssignale: µA bis mA


Gesamtsystem:
Eine im Haus entwickelte Ansteuerung und analoge, zweistufige Vorverstärkung (rauscharm, 100 Hz bis 50 kHz Bandbreite) kann genutzt werden. Für die Datenerfassung wird ein 24 bit, 102,4 kHz A/D-Wandler oder besser empfohlen. Auswertung der Daten erfolgt am Rechner, Eva-luierungssoftware auf Anfrage.
Teile der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (FKZ: VF140011).



Über die CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
Die CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH ist ein führender F&E-Anbieter in den Berei-chen optische, mikromechanische, piezoresistive und kapazitive Sensoren sowie Siliziumdetektoren. Sie beschäftigt 120 Mitarbeiter und  unterstützt Unternehmen bei der Entwick-lung kundenspezifischer Lösungen im Bereichen Sensorik und Mikrosystemtechnik und fertigt die-se in Kleinserien. Basis ist die Siliziumtechnologie mit den Spezialitäten: 3D-Strukturierung, Sta-peltechnologien und beidseitige Wafer-Prozessierung.


Kontakt für die Presse
CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH, D-99099 Erfurt
Uta Neuhaus | Tel.: +49 361 663 1154 | E-Mail: uneuhauscismstde | www.cismst.de


Fotos zur freien Veröffentlichung im Zusammenhang mit dem Inhalt dieser Pressemitteilung
(© CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH)