【応用】レーザードップラー血流計

/

レーザーのドップラー効果は、物体の速度を測定するためのも用いられます。

この技術を血流の速度を測定するために応用したレーザードップラー血流計があります。皮膚表面の血流を測定する装置と血管内の血流を測定する装置とがあります。どちらの装置も光ファイバーをプローブとして血流の赤血球の移動を測定します。レーザーをビームスプリッターにより2つに分け、その一方をプローブ光として赤血球に照射しその反射を検出します。その光と参照光との干渉により発生するビート信号の周波数fdを検出します。血流速\(v\)は、

$$v=\frac{f_d c}{2 f_0 cos \theta}$$

と表されます。ここで、cは光速、f0はレーザーの周波数、Θはレーザーと血流のなす角度です。

得られた信号を基にスペクトルアナライザで解析します。速度が変化するとドップラー成分がシフトするため、相対的な速度変化を知ることができます。

測定できる速度の範囲は、秒速数十μm~数cm程度です。

皮膚表面の血流速を測定するには、皮膚表面にプローブである光ファイバーを固定して測定を行います。光源にはHe-Neレーザーなどが利用され、光侵襲深さの皮膚から2~3mm程度の深さの血流を測定します。

血管内部の流速を測定するときは、光ファイバーを血管の中に挿入して測定を行います。

血流速計は主に研究分野で使用されており、酸素濃度が血流速に与える影響や、毛細血管内の血漿の分布により赤血球の速度分布に与える影響などが研究されています。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です