Laser-Doppler Fluxmetrie
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 3. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Die Laser-Doppler Fluxmetrie ist ein diagnostisches Verfahren, das Aussagen über die Mikrozirkulation der Haut zulässt und auf dem Doppler-Effekt beruht. Ein Helium-Neon-Laser sendet Licht aus, das von den bewegten Erythrozyten im Blut reflektiert wird. Durch die Frequenzverschiebung des reflektierten Lichts können Aussagen über die Strömungsgeschwindigkeit getroffen werden.
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Was ist die Laser-Doppler Fluxmetrie?
Die sogenannte Strömungsmesstechnik umgreift verschiedene Verfahren zur Bestimmung der physikalischen Größen von Fluidströmungen. Ein strömungsmesstechnisches Verfahren der Medizin ist die Laser-Doppler Fluxmetrie. Dabei handelt es sich um eine nicht-invasive Methode, die den Dopplereffekt zur Basis hat und die Mikrozirkulation der Haut erfasst.
Ein Helium-Neon Laser ist das Herzstück des Verfahrens. Der Laser sendet Licht aus, das von bewegten Strukturen wie den Erythrozyten reflektiert wird. Auf diese Weise bestimmt der Arzt den Laser Doppler Flux als relatives Maß für den Blutfluss innerhalb der kleinsten Gefäße und Endstrombahnen. Die Größen werden in arbiträren Einheiten angegeben. Das Laser-Doppler-System eignet sich beispielsweise bei Verdacht auf Verschlusskrankheiten innerhalb der Phlebologie. Weitere Einsatzmöglichkeiten bieten sich für den Hautarzt, der durch das Verfahren Informationen über bösartige Veränderungen der Haut sammeln kann.
Dysplastische Nävi oder maligne Melanome besitzen bestimmte auflichtmikroskopische Kriterien und sind mit morphologischen und funktionellen Veränderungen innerhalb der Gefäßarchitektur assoziiert. Aus diesem Grund kann die Messung der Strömungseigenschaften mittels Laser-Doppler Fluxmetrie in diesem Zusammenhang Informationen zur Einschätzung der Bösartigkeit etwaiger Hautveränderungen liefern. Die Methode wird zuweilen auch als Laser-Doppler-Anemometrie oder Laser-Doppler-Flowmetrie bezeichnet.
Funktion, Wirkung & Ziele
Im Kreuzungsbereich entsteht so ein Interferenzstreifenmuster. Partikel wie Erythrozyten generieren bei der Bewegung durch das Streifenmuster ein Streulichtsignal im Photodetektor. Die Laser-Doppler-Technik hat damit die Bestimmung der Dopplerverschiebung von Streulicht bewegter und laserbeleuchteter Objekte zur Basis. Die Frequenz von Licht kann nicht direkt gemessen werden und wird aus diesem Grund durch die Überlagerung mit Referenzstrahlen im Bereich einiger Megahertz bestimmt. Unterschiedliche Modellvorstellungen stehen in diesem Zusammenhang zur Verfügung. Das Interferenzstreifenmodell ist extrem anschaulich und gerade für kleine Partikel wie die Erythrozyten günstig.
Allerdings beschreibt das Dopplermodell die Signalentstehung umfassender und beinhaltet gleichzeitig das Interferenzstreifenmodell. Bei der Laser-Doppler Fluxmetrie kommen Helium-Neon-Laser oder Laserdioden zum Einsatz. Das Licht wird gestreut und teilweise durch das untersuchte Gewebe absorbiert. Sobald das Licht auf bewegte Blutzellen trifft, verändert sich seine Wellenlänge, was als Dopplerverschiebung bekannt ist. Das Licht an statischen Objekten bleibt in seiner Wellenlänge unverändert. Die Größe der Veränderungen in der Wellenlänge steht somit mit der Geschwindigkeit von Blutzellen in direktem Zusammenhang.
Diese Informationen werden umgewandelt und als elektronisches Signal vom Messgerät analysiert und aufgenommen. Die Messtiefe hängt von den Gewebeeigenschaften wie zum Beispiel der Struktur und Dichte im Kapillarbett, der Pigmentierung oder der Oxygenierung ab. Das Messgerät ist mit einer sendenden und einer empfangenden Lichtleitfaser ausgestattet, wobei auch die Entfernung zwischen den Sende- und Empfangselementen innerhalb der Laser-Doppler-Sonde einen Einfluss auf die Messtiefe hat. Zur Bestimmung der Mikrozirkulation in normaler Haut wird in der Regel eine Sonde mit der Standard-Entfernung 0,25 mm und Laserwellenlängen von rund 780 nm benutzt. Bei der Untersuchung von blutreichen Organen wie der Niere oder Leber ist die Messtiefe in der Regel wesentlich geringer als ein Millimeter. Die Messung erfolgt in Perfusions-Units.
Mittlerweile werden Abwandlungen der Fluxmetrie auch bei Patienten mit Osteoporose angewandt, um die Durchblutung des Knochens zu beurteilen. Ebenso häufig kommt die Laser-Doppler Fluxmetrie in der heutigen Zeit zur Verlaufskontrolle innerhalb von Therapien der Phlebologie zum Einsatz, so vor allem für medikamentöse Therapien. Ein weiteres Einsatzgebiet des Verfahrens ist der augenärztliche Bereich, wo die Fluxmetrie zum Beispiel der Beurteilung von Glaukomschäden dient.
Geschichte & Entwicklung
Der physikalische Kern des Verfahrens ist weit älter als seine medizinische Anwendung. Der österreichische Mathematiker Christian Doppler trug 1842 in Prag den Gedanken vor, dass sich die gemessene Frequenz einer Welle ändert, wenn sich Sender und Empfänger relativ zueinander bewegen. Damit war die Grundlage beschrieben, aus der sich später sämtliche Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung mit Wellen entwickelten.
Für Strömungen nutzbar wurde dieser Zusammenhang erst mit dem Laser. 1964 zeigten Y. Yeh und H. Z. Cummins, dass sich mit einem Helium-Neon-Laser die Geschwindigkeit einer Flüssigkeitsströmung an einem eng umgrenzten Punkt bestimmen lässt. Auf lebendes Gewebe übertragen wurde das Prinzip 1975, als M. D. Stern in der Zeitschrift Nature eine Arbeit über die Beurteilung der Mikrozirkulation mit gebündeltem Licht veröffentlichte; sie gilt als Ausgangspunkt der Anwendung an der menschlichen Haut.
In den folgenden Jahrzehnten traten zur punktförmig messenden Sonde Geräte hinzu, die eine ganze Fläche abtasten. Für die Beurteilung von Verbrennungen ist ein solches Gerät in Großbritannien einer förmlichen Technologiebewertung unterzogen und zur Unterstützung der Behandlungsentscheidung bei Wunden unklarer Tiefe empfohlen worden - ausdrücklich als Ergänzung der ärztlichen Beurteilung und nicht als deren Ersatz. Parallel dazu entstand mit der Auswertung von Lichtfleckenmustern ein verwandtes optisches Verfahren, das ebenfalls flächig misst. Welches der beiden Verfahren zuverlässigere Werte liefert, hängt vom Messort und von der Fragestellung ab; eine allgemeine Überlegenheit des einen über das andere lässt sich nicht feststellen.
Durchführung & Ablauf
Für den Untersuchten verläuft eine Laser-Doppler Fluxmetrie unspektakulär. Er spürt weder das Laserlicht noch einen Einstich, und es wird kein Kontrastmittel gegeben. Der Aufwand liegt weniger im Eingriff als in den Bedingungen, unter denen gemessen wird - denn die Hautdurchblutung reagiert auf nahezu jeden äußeren Einfluss.
Der Untersuchungsraum wird deshalb gleichmäßig temperiert gehalten. Kühle Luft stellt die kleinen Hautgefäße eng, Wärme weitet sie, und beides verschiebt das Ergebnis in eine Richtung, die nichts mit der Erkrankung zu tun hat. Vor der eigentlichen Messung ruht der Untersuchte eine Weile im Raum, damit sich die Hautdurchblutung auf die Umgebung einstellt. Das zu messende Körperteil wird dabei ruhig und möglichst auf Herzhöhe gelagert, weil die Höhe gegenüber dem Herzen den Druck in den kleinen Gefäßen verändert. Erfragt wird außerdem, ob kurz zuvor geraucht oder Koffein aufgenommen wurde und ob Medikamente eingenommen werden, die auf die Gefäße wirken; Cremes und Salben am Messort werden vorher entfernt.
Die Sonde wird mit einem Klebering oder einer Halterung auf der Haut befestigt. Sie darf nicht angedrückt werden, denn schon geringer Druck presst die feinen Gefäße zusammen und senkt den Messwert. Anschließend wird über einen zusammenhängenden Zeitraum aufgezeichnet, während der Untersuchte still liegt oder sitzt und möglichst nicht spricht - Bewegungen und auch Aufregung schlagen sich unmittelbar im Signal nieder.
In vielen Fällen bleibt es nicht bei der Aufzeichnung des Ruhewerts. Aussagekräftiger ist, wie die Gefäße auf einen gesetzten Reiz antworten. Verbreitet ist dafür das kurzzeitige Unterbinden der Blutzufuhr mit einer Blutdruckmanschette: Nach dem Öffnen der Manschette schießt die Durchblutung über den Ausgangswert hinaus, ehe sie sich wieder einpendelt. Wie stark diese Antwort ausfällt und wie schnell sie eintritt, sagt über die Regulationsfähigkeit der Gefäße mehr aus als der Ruhewert allein. Ein zweiter gebräuchlicher Reiz ist die örtlich begrenzte Erwärmung der Haut unter der Sonde. Darüber hinaus lassen sich gefäßwirksame Substanzen mittels Iontophorese durch die Haut einbringen, um zu unterscheiden, ob eine gestörte Gefäßerweiterung von der Innenauskleidung der Gefäße - dem Endothel - ausgeht oder von der Gefäßmuskulatur; dieses Vorgehen ist vor allem in der Forschung gebräuchlich.
Neben der punktförmig messenden Sonde gibt es Geräte, die einen ganzen Hautbezirk abtasten und das Ergebnis als Farbkarte darstellen. Der Vorteil liegt darin, dass sich ungleichmäßig durchblutete Flächen als Ganzes beurteilen lassen, ohne die Haut zu berühren. Genutzt wird das unter anderem bei Verbrennungen, wo die Durchblutung des Wundgrundes einen Anhaltspunkt dafür gibt, ob eine Wunde von selbst zuheilen kann oder eine Hauttransplantation benötigt, sowie bei der Überwachung verpflanzter, durchbluteter Gewebeteile nach plastisch-chirurgischen Operationen, bei denen eine nachlassende Durchblutung früh erkannt werden muss.
Was die Messwerte aussagen
Der bei der Fluxmetrie ermittelte Wert ist kein Durchblutungswert im gewohnten Sinn. Er entsteht aus zwei Größen zugleich - aus der Zahl der bewegten Blutzellen im erfassten Gewebevolumen und aus deren Geschwindigkeit - und wird als deren Produkt dargestellt. Aus ihm lässt sich deshalb nicht ablesen, welche Blutmenge in einer bestimmten Zeit durch das Gewebe strömt. Dass die Angabe in willkürlich festgelegten Einheiten erfolgt, hat genau hierin seinen Grund. Ein einzelner Zahlenwert ist damit für sich genommen wenig aussagekräftig, und Werte, die mit Geräten verschiedener Hersteller oder mit unterschiedlichen Sonden gewonnen wurden, lassen sich nicht ohne Weiteres nebeneinanderstellen.
Aussagekraft entsteht erst durch den Vergleich: der Vergleich einer Körperseite mit der Gegenseite, die Beobachtung derselben Stelle im Verlauf einer Behandlung und vor allem die Frage, wie sich der Wert verändert, wenn ein Reiz gesetzt wird.
Eine Besonderheit des Verfahrens ist der sogenannte biologische Nullwert. Auch wenn die Blutzufuhr zu einem Hautbezirk vollständig unterbunden ist, zeigt das Gerät nicht null an, denn auch andere Bestandteile des Gewebes bewegen sich und streuen Licht. Dieser Sockelbetrag gehört in die Auswertung; wer ihn für eine verbliebene Restdurchblutung hält, überschätzt die gemessene Perfusion.
Hinzu kommt eine ausgeprägte Ungleichmäßigkeit in Raum und Zeit. Weil die kleinsten Gefäße in der Haut nicht gleichmäßig verteilt sind, können zwei Messpunkte, die nur wenige Millimeter auseinanderliegen, deutlich verschiedene Werte liefern. Bei Verlaufskontrollen wird der Messort daher möglichst genau wiedergefunden und markiert. Zugleich verengen und erweitern sich die kleinen Gefäße rhythmisch von selbst - ein als Vasomotion bezeichnetes Verhalten -, sodass ein einzelner Ruhewert je nach Zeitpunkt der Messung anders ausfällt. Aus diesem Grund wird über einen längeren Abschnitt aufgezeichnet und gemittelt, statt einen Augenblickswert abzulesen.
Für die Beurteilung folgt daraus zweierlei. Ein unauffälliger Ruhewert belegt nicht, dass die Mikrozirkulation gesund ist; eine Störung zeigt sich häufig erst darin, dass die erwartete Reaktion auf eine Belastung schwächer ausfällt oder verzögert eintritt. Und ein auffälliger Wert ist für sich genommen noch keine Diagnose, sondern ein Befund, der zusammen mit der Krankengeschichte, der körperlichen Untersuchung und weiteren Verfahren eingeordnet werden muss.
Abgrenzung zu anderen Verfahren
Die Laser-Doppler Fluxmetrie beantwortet eine andere Frage als die gängigen Untersuchungen der Gefäße. Wer eine Verengung einer Schlagader sucht, greift zur Ultraschalluntersuchung mit Farbdarstellung des Blutflusses. Diese Ultraschalluntersuchung zeigt die größeren Arterien und Venen und erkennt, wo der Strom behindert wird. Über die Endstrombahn - jene feinsten Gefäße, in denen der Austausch zwischen Blut und Gewebe stattfindet - sagt sie wenig aus. Genau dort setzt die Fluxmetrie an: Sie fragt nicht, ob ein großes Gefäß offen ist, sondern ob das Blut im Gewebe ankommt und wie beweglich die Regulation dort noch ist.
Verbreitet ist außerdem die Messung des Verschlussdrucks an Knöchel und Arm. Sie ist einfach und aussagekräftig, hat aber eine bekannte Schwäche: Sind die Unterschenkelarterien verkalkt und dadurch kaum noch zusammendrückbar, fallen die Werte falsch normal oder sogar zu hoch aus. Gerade bei langjährigem Diabetes mellitus kann dieser Effekt eine schwere Durchblutungsstörung verdecken. Verfahren, die unmittelbar am Gewebe messen, sind in solchen Fällen die sinnvollere Ergänzung. Dazu zählt neben der Fluxmetrie die Bestimmung des Sauerstoffdrucks durch die Haut hindurch, die stärker die Frage beantwortet, ob das Gewebe noch genug Sauerstoff für eine Heilung erhält.
Nahe verwandt und häufig gemeinsam eingesetzt ist die mikroskopische Betrachtung der Kapillarschlingen am Nagelfalz. Sie bildet die Form und Anordnung der kleinsten Gefäße ab, während die Fluxmetrie deren Bewegung erfasst; beide Blickwinkel ergänzen einander etwa beim Raynaud-Syndrom und bei der Sklerodermie, wo sowohl der Bau als auch die Reaktionsfähigkeit der Gefäße verändert sein können. Die Röntgendarstellung der Gefäße mit Kontrastmittel wiederum zeigt die Anatomie besonders genau, ist dafür aber eingreifender und macht über die Funktion der Endstrombahn keine Aussage.
Aus dieser Einordnung ergibt sich, wo die Fluxmetrie ihren Platz hat. Sie wird herangezogen, wenn die Frage lautet, wie es um die Durchblutung eines umschriebenen Hautbezirks bestellt ist und wie sie sich unter Behandlung verändert - etwa bei Durchblutungsstörungen der Beine, bei schlecht heilenden Wunden, beim diabetischen Fußsyndrom, bei Druckgeschwüren (Dekubitus) und bei der Beurteilung der Wundheilung. Sie ersetzt dabei keines der genannten Verfahren, sondern liefert eine Größe, die die anderen nicht erfassen.
Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren
Zur Abklärung des ersten Verdachts muss der Patient dank der Fluxmetrie nicht zwingend ein invasives Verfahren über sich ergehen lassen. Da bösartige Hautveränderungen die Flussgeschwindigkeit und Gefäßarchitektur verändern, kann die nicht-invasive Fluxmetrie ergänzende Informationen in diesem Zusammenhang liefern. Bei begründetem Verdacht auf ein Melanom ersetzt sie die feingewebliche Untersuchung jedoch nicht: Maßgeblich bleibt die Beurteilung des herausgeschnittenen Gewebes. Die Laser-Doppler Fluxmetrie kann ambulant stattfinden; da die Sonde lediglich auf die Haut aufgesetzt wird und weder eine Hautdurchtrennung noch ein Kontrastmittel nötig ist, ist die Untersuchung für den Patienten wenig belastend.
Ob die Laserbestrahlung einer bösartigen Hautveränderung deren Streuung begünstigen kann, wird für therapeutische Laser hoher Leistung erörtert; aus diesem Grund werden melanomverdächtige Pigmentmale nicht gelasert, sondern herausgeschnitten. Die Fluxmetrie arbeitet demgegenüber mit einer so geringen Lichtleistung, dass das Gewebe dabei weder erwärmt noch verletzt wird. Auch dem Arzt bieten sich durch die Laser-Doppler Fluxmetrie verschiedene Vorteile. Zum einen ist das Verfahren verglichen mit anderen Diagnostik-Verfahren vergleichsweise kostengünstig und zum anderen ist auch der zeitliche Aufwand als eher gering einzuschätzen. Mit der Verwendung des nicht-invasiven Verfahrens sinkt dementsprechend sowohl die Belastung des Patienten, als auch des Arztes. Nach der Fluxmetrie können bei entsprechenden Befunden allerdings minimal-invasive oder invasive Verfahren erforderlich werden. Die Grenzen des Verfahrens liegen weniger in einer körperlichen Gefährdung als in der Aussagekraft der Messwerte: Die Fluxmetrie liefert keine absoluten Durchblutungswerte, sondern relative Größen, die von Hautbeschaffenheit, Pigmentierung, Raumtemperatur und Ruhe des Untersuchten abhängen. Bewegungen während der Messung verfälschen das Ergebnis, und die geringe Eindringtiefe erfasst nur oberflächennahe Hautschichten. Ein unauffälliger Messwert schließt eine Erkrankung deshalb nicht aus.
Quellen
- Plewig, G., Ruzicka, T., Kaufmann, R., Hertl, M. (Hrsg.): Braun-Falco's Dermatologie, Venerologie und Allergologie.
ISBN: 9783662495445
- Moll, I., Jung, E. G., Bahmer, F. A.: Dermatologie.
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- Dissemond, J., Kröger, K. (Hrsg.): Chronische Wunden.
ISBN: 9783437256424
- Arastéh, K., Baenkler, H.-W., Bieber, C., et al.: Innere Medizin.
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- Herold, G.: Innere Medizin 2026.
ISBN: 9783982116655