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Frequenz-differentielle elektrische Impedanztomographie zur thorakalen Gewebedifferenzierung
2023
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2023
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak06
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2023-01-19
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2023-01248
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/942815/files/942815.pdf
Einrichtungen
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Gauss-Newton (frei) ; Gravitationskräfte (frei) ; Impedanzmessgerät (frei) ; Leitfähigkeitsdifferenzen (frei) ; Lungenmonitoring (frei) ; Mulit-frequenz (frei) ; Rekonstruktion (frei) ; Zentrifuge (frei) ; elektrische Impedanztomographie (frei) ; orthogonale Basisbandverschiebung (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3
Kurzfassung
Die elektrische Impedanztomographie (EIT) ermöglicht eine Überwachung der Lungenfunktion. So lassen sich auch die Einflüsse von hohen Gravitationskräften, wie sie in der Raumfahrt auftreten, untersuchen. Sozialökonomisch interessanter ist das Lungenmonitoring bei Patienten sowie eine Differentialdiagnose verschiedener Lungenerkrankungen. Im Rahmen einer Studie wurde die Atmung von Probanden mithilfe der EIT in einer Langarmzentrifuge zur Simulation hoher G-Belastungen untersucht. Außerdem wurde zur Differenzierung spezifischer Lungenpathologien der Ansatz der multi-frequenz EIT (mfEIT) im Gerät AixTOM umgesetzt. Zur Messung wird, neben dem seriellen Betrieb, erstmalig das Prinzip der orthogonalen Basisbandverschiebung für die EIT angewendet. Dadurch bleibt trotz einer parallelen Kanalabtastung die serielle Gerätearchitektur erhalten. Der entwickelte Mixed-Min Rekonstruktionsalgorithmus ermöglicht die Darstellung regionaler Leitfähigkeitsdifferenzen. Der neuartige Ansatz kombiniert eine gewichtete Frequenzdifferenz und eine absolute Rekonstruktion bei zwei Messfrequenzen. Die Probandenstudie zeigt eine Verschiebung der Atmungsaktivität in Lungenregionen mit geringerer G-Belastung. Außerdem kam es zu eingeschlossener Luft in der Lunge, die nicht am Gasaustausch teilnahm. Die Ergebnisse zeigen, dass erhöhte G-Kräfte zu einem eingeschränkten Gasaustausch und in der Folge zu einer Hypoxämie führen. Ein valides Lungenmonitoring war in einem Tierversuch mit dem AixTOM möglich. Der Mixed-Min Algorithmus kann regionale Leitfähigkeitsdifferenzen, wie sie bei bestimmten Lungenpathologien vermutet werden, in silico rekonstruieren. Das AixTOM und der Mixed-Min Algorithmus schaffen die Voraussetzungen, die Erkennung von Lungenpathologien mittels mfEIT in klinischen Studien zu untersuchen.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT021727786
Interne Identnummern
RWTH-2023-01248
Datensatz-ID: 942815
Beteiligte Länder
Germany
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