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Entwicklung von Verfahren für die Bestimmung der Sauerstoffsättigung im menschlichen Gehirn

11.02.2022

Der Fachbereich Biomedizinische Optik hat mit der NIRx-Medizintechnik GmbH eine Zusammenarbeit zum Technologietransfer begonnen. Dabei geht es um die Entwicklung und Prüfung von am Körper tragbaren Geräten zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung im menschlichen Gehirn. Das Messverfahren beruht auf der Anwendung von nahinfrarotem Licht. Die Geräte wurden an der PTB umfassend charakterisiert. Hierfür wurden von der PTB entwickelte Referenzphantome mit gewebeähnlichen optischen Eigenschaften verwendet. Diese Eigenschaften (Absorption und Streuung) sind aus internen Messungen mit dem als Goldstandard geltenden zeitaufgelösten Messverfahren bekannt. Ein Schwerpunkt der gemeinsam durchgeführten Untersuchungen war die Optimierung der Messanordnung am Kopf. Weiterhin wurden Auswerteverfahren entwickelt, die auf der Anwendung des Diffusionsmodells für die Ausbreitung von Licht in Gewebe beruhen. Dabei zeigte sich unter anderem, dass die räumliche Trennung der beiden nahinfraroten Lichtquellen berücksichtigt werden muss. Um den Einfluss der Näherungen beim Diffusionsmodell bewerten zu können, wurden mit Hilfe eines Monte-Carlo-Modells zur Lichtausbreitung in Gewebe verschiedene theoretische Untersuchungen durchgeführt. Durch die Verwendung von Schichtstrukturen in den Simulationen wurde dabei auch die Tiefenempfindlichkeit der verschiedenen Messanordnungen bestimmt.