title: Investigation of different detection approaches for measurement of blood flow velocities in retinal vessels of rodents
Creators: name: Blaschke, Thomas
Publisher: name: TU Wien
Year: 2017
Subjects: subject: Laser Doppler Velocimetry
subject: Blutflussgeschwindigkeit
subject: Geschwindigkeitsmessung
subject: Ratten
subject: rote Blutkörperchen
subject: Laser Doppler Velocimetry
subject: blood flow velocity
subject: velocity measurement
subject: rats
subject: red blood cells

description: Die Weltgesundheitsorganisation weist einigen Augenkrankheiten die Hauptverantwortung für Verluste im Blickfeld zu. Manche dieser Krankheiten können mit dem Zustand des Blutflusses in den retinalen Blutgefäßen im Auge in Zusammenhang gebracht werden. Diese Tatsache macht die Untersuchung der Parameter des Blutflusses zu einem wichtigen und interessanten Forschungsgebiet. Die Laser Doppler Velocimetry ist eine kontaktlose, schmerzfreie und relativ billige Messmethode, die es zum Ziel hat, die Geschwindigkeit des Blutflusses festzustellen. Mit einem Messsystem, welches nur einen Detektor beinhaltet, kann die relative Blutflussgeschwindigkeit festgestellt werden, mit einem zweiten Detektor kann das Messsystem die absolute Blutflussgeschwindigkeit messen. Der Verlauf und mögliche Behandlungsmethoden von Krankheiten werden oft mit dem Einsatz von Tiermodellen untersucht. Wie die Tierversuchsstatistik zeigt, werden Ratten oft als Versuchstiere für Forschungszwecke verwendet und gerade für Untersuchungen des visuellen Systems herangezogen. Im Laufe der Jahre haben Forscher verschiedene Tiermodelle für Nagetiere entwickelt, um Augenkrankheiten untersuchen zu können. Daher ist es sinnvoll, ein Messsystem aufzubauen, das für Laser Doppler Velocimetry Messungen am Rattenauge geeignet ist. Dabei muss vor allem auf die Unterschiede in der Anatomie zwischen dem Auge des Menschen und dem der Ratte geachtet werden. Für diese Arbeit werden ein Laser Doppler Flowmeter und das dazugehörige Datenerfassungsprogramm, welches vom Institut der Systemtechnik der Hochschule HES-SO Valais-Wallis (Sion, Schweiz) zur Verfügung gestellt wurde, so abgeändert, dass Laser Doppler Velocimetry Messungen möglich werden. Das abgeänderte Messsystem besitzt einen Detektor und soll dazu verwendet werden, herauszufinden, ob sich ein Messsystem mit zwei Detektoren bauen lässt, das auf die Anatomie der Ratte eingeht und die Messung der absoluten Blutflussgeschwindigkeit in retinalen Blutgefäßen des Rattenauges ermöglicht. Das abgeänderte Messsystem und das dazugehörige Datenerfassungsprogramm werden mit in vitro Messungen an einer sich drehenden Scheibe und einer blutdurchflossenen Glaskapillare getestet. Die erhaltenen Messergebnisse beider Versuchsaufbauten stimmen gut mit den theoretisch errechneten Ergebnissen der Laser Doppler Velocimetry überein. Wenn man die Ergebnisse des zweiten Versuchsaufbaus interpretiert, stellt man fest, dass ein Messsystem gebaut werden kann, welches die absolute Geschwindigkeit des Blutflusses in retinalen Blutgefäßen im Rattenauge misst.
description: There are several ocular diseases adduced by the World Health Organisation most responsible for causing loss in the field of vision. Some of them can be linked to the status of the ocular blood flow in retinal blood vessels, which makes parameters defining the blood flow an important and interesting field of research. Laser Doppler Velocimetry is a non-invasive and cheap measurement technique aiming to measure the blood flow velocity either relative, with a single detector system or absolute, with the incorporation of a second detector. The development, progression and possible treatment of diseases are often studied with the use of animal models. Statistics show that rats are often used in animal experiments, especially for the research of the ocular system. Over the years, researchers have developed several different rodent models for ocular diseases. Therefore, it is useful to build a measurement system for the use of Laser Doppler Velocimetry adapted to their anatomical needs. In this thesis, a single detector laser Doppler flowmeter and its data acquisition program, provided by the cooperating Institute of Systems Engineering from the HES-SO Valais-Wallis in Sion, Switzerland, is changed and used for Laser Doppler Velocimetry measurements. The changed single detector system is used to find out, if the anatomy of the rat eye allows the measurement of the absolute velocity of blood flow in retinal blood vessels via a measurement system with two detectors. The measurement system and the changed data acquisition program were evaluated with in vitro measurements on a rotating disc and a glass capillary. The made measurement results of both measurement setups confirm a strong correlation to theoretical Laser Doppler Velocimetry calculations. An interpretation of the measurement results of the glass capillary setup indicates that a measurement system capable of measuring the absolute velocity of blood flow in retinal blood vessels in rat eyes should be realisable.