Modellbaserad biooptik

Det finns en stor klinisk potential i att utvärdera statusen i det mikrocirkulationen, alltså blodflödet i kroppens allra minsta kärl där utbyte av syre mellan blod och celler sker. Genom att ha verktyg som kan göra detta på ett objektivt och detaljerat sätt kan man dels lära sig mer om detta avancerade system som såklart är vitalt för kroppens alla levande celler, dels kan man ställa bättre diagnoser i sjukdomar som påverkar mikrocirkulationen som diabetes och kardiovaskulär sjukdom.

Under flera decennier har man använt ljus och dess interaktion med vävnad för att få information om mikrocirkulationen. Till exempel kan man studera de små frekvensskift, Dopplerskift, som uppstår då ljus sprids av röda blodkroppar i rörelse. Detta gör man i så kallad laser Doppler-teknik, en teknik som till stor del utvecklades vid IMT under 80-talet. Som en avknoppning av den forskningen bildades då företaget Perimed, där jag idag är anställd utöver mitt adjungerande lektorat vid IMT. Den tekniken var revolutionerande och bidrog (och bidrar fortfarande) till en starkt ökad förståelse av mikrocirkulationen. Tekniken ger dock inte tillräckligt detaljerad information av blodflödet för att på ett effektivt sätt användas dagligen på klinik, mer än inom vissa specialområden.

Min forskning fokuserar på att använda datormodeller, simuleringar och optimeringsmetoder för att kunna plocka ut betydligt mer information ur mätsignalerna och på det sättet ge bättre flödesmått. T.ex. kan vi med hjälp av detta angreppssätt ge ett hastighetsupplöst flödesmått i absoluta enheter, vilket är både lättare att tolka för användaren och kan göra att man kan dra slutsatser om flödet i olika kärltyper. Detta är ett tillvägagångssätt som vi förutom inom laser Doppler även använt i diffus reflektansspektroskopi vilket gör det möjligt att även skatta mängd röda blodkroppar och dess syresaturation i mikrocirkulationen. Dessa två tekniker har kombinerats i ett system som nu säljs till forskningskunder via Perimed, PF 6000 EPOS system, där EPOS står för enhanced perfusion and oxygen saturation.

Hittills har jag främst fokuserat på tekniker som kan mäta i en enda punkt med hjälp av optiska fibrer, men nu breddas verksamheten till att även omfatta kamerabaserade tekniker för att få samma information i bilder över större ytor. Samma modellbaserade principer kan användas inom så kallad laser speckle contrast imaging och hyperspektral avbildning.

Undervisning

Examinator i TBMT01

Examina

Civilingenjör, datateknik (D), Linköpings universitet, 2004

Teknisk doktor, biomedicinsk instrumentteknik, Linköpings universitet, 2009

Publikationer

2016

Ingemar Fredriksson, Marcus Larsson

On the equivalence and differencesbetween laser Doppler flowmetry andlaser speckle contrast analysis

Artikel i tidskrift

2015

Hanna Jonasson, Ingemar Fredriksson, Anders Pettersson, Marcus Larsson, Tomas Strömberg

Oxygen saturation, red blood cell tissue fraction and speed resolved perfusion — A new optical method for microcirculatory assessment

Artikel i tidskrift

Hanna Jonasson, Ingemar Fredriksson, Marcus Larsson, Tomas Strömberg

Assessment of the microcirculation using combined model based diffuse reflectance spectroscopy and laser Doppler flowmetry

Konferensbidrag

Medarbetare