Fraunhofer IPT – Forschung Blutsauerstoff optisch präziser messen

Das Forschungsprojekt »BabyLux« ist offiziell abgeschlossen. Neun Projektpartner aus vier Ländern haben in nur drei Jahren ein optisches Diagnosegerät für die Frühgeborenen-Medizin entwickelt. Es bestimmt den Blutsauerstoffgehalt non-invasiv über die Kopfhaut.

BabyLux ist noch nicht marktreif. Allerdings erzielt bereits der Prototyp eine höhere Reproduzierbarkeit der Messergebnisse als die etablierten Messgeräte in der Frühgeborenenmedizin. Fünf Prozent beträgt die Varianz innerhalb einer Messreihe zur Bestimmung der Sauersoffversorgung des Gewebes. Das Diagnosegerät arbeitet mit zwei parallel durchgeführten Spektroskopieverfahren, der Time-resolved Spectroscopy (TRS) und der der Diffuse Correlation Spectroscopy (DCS).

Beim TRS-Verfahren werden einzelne IR-Lichtpulse auf das Gewebe – in diesem Fall die Kopfhaut – gesendet und die Intensität des gestreuten Lichts eines einzelnen Pulses zeitlich analysiert. Aus dem zeitlichen Intensitätsverlauf ist eine präzise Ermittlung des Sauerstoffgehalts im Blut möglich. Das DCS-Verfahren arbeitet mit einer kontinuierlichen Beleuchtung. Die Fluktuationen im Streulicht lassen in diesem Fall Rückschlüsse auf den Blutfluss zu. Die Kombination beider Methoden liefert nicht allein den Sauerstoffgehalt, sondern ein umfassenderes Bild über den zerebralen Metabolismus. Und das über eine non-invasive Messung, die in fünf Minuten erledigt ist. In ersten Untersuchungen wurde die Zuverlässigkeit der Methode bestätigt, auch dann, wenn an verschiedenen Stellen der Kopfhaut gemessen wird.

Der Messkopf, der für die parallele Durchführung der beiden Messmethoden ausgelegt ist, stammt vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen. Der für das TRS-Verfahren notwendige gepulste Diodenlaser und der zeitaufgelöste Detektor zum Einfangen der Streulichtanteile kommt ebenfalls aus Deutschland: Die Firma PicoQuant aus Berlin hat sie entwickelt. Die Integration der Komponenten in ein kliniktaugliches Gesamtsystem übernahm der spanische Projektpartner Hemophotonics. Die Leitung des von der Europäischen Union geförderten Projekts hatte das italienische Politecnico di Milano.