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Mechanische Modellbildung der Lunge

Werelius, Kristian (1999):
Mechanische Modellbildung der Lunge.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit wurde die Lunge bezüglich ihrer akustischen Eigenschaften modelliert. Dieses Modell soll innerhalb eines Forschungsprojektes zur Entwicklung eines Verfahrens der akustische Lungentomografie, die akustische Transmission durch die Lunge modellieren. In einer parallel zu dieser Arbeit laufenden Untersuchung wird die Brustwand modelliert, so daß nach Beendigung der Arbeiten ein Modell bezüglich der eindimensionalen Schalltransmission vorliegt, welches unterschiedliche Atemzustände berücksichtigt. Dies bildet die Basis für die Entwicklung der akustischen Lungentomografie.

Zunächst wurde die Lunge in ihrem Aufbau untersucht und daraus Ansätze für eine Modellierung entwickelt. Unter der Annahme der Homogenität der Lunge und wurden für den Hörschallbereich f=10..1000Hz zwei theoretische Modelle aufgestellt.

Das anatomische Modell basiert auf den mechanischen Eigenschaften der menschlichen Lunge als ein Gemisch aus Luft und Gewebe. Die Betrachtung beschränkt sich hier auf eine eindimensionale Schallausbreitung. Damit kann ein Dehnstab als Modell angenommen werden. Die Veränderung des Luftvolumens in der Lunge hat einen großen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften. So sagt das Modell für das Übertragungsverhalten ein PDT2-Verhalten mit Resonanzfrequenz im Bereich von f=540 bis 790Hz vorher.

Das physikalische Modell nutzt die Ähnlichkeit des Lungenparenchyms zum Wasser um die Lunge als ein Flüssigkeits/Gasgemisch zu betrachten. Frühere Untersuchungen über Gasblasen in Wasser bilden die Basis des Modells. Sowohl das physikalische als auch das anatomische Modell zeigt eine deutliche Abhängigkeit zwischen dem Luftvolumen in der Lunge und der Dämpfung einer eindimensionalen Schalltransmission. Als dritter Ansatz dient das experimentelle Ermitteln des Frequenzgangs einer Lunge. Das Übertragungsverhalten des Modells wird durch eine Systemidentifikation gewonnen.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 1999
Creators: Werelius, Kristian
Title: Mechanische Modellbildung der Lunge
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit wurde die Lunge bezüglich ihrer akustischen Eigenschaften modelliert. Dieses Modell soll innerhalb eines Forschungsprojektes zur Entwicklung eines Verfahrens der akustische Lungentomografie, die akustische Transmission durch die Lunge modellieren. In einer parallel zu dieser Arbeit laufenden Untersuchung wird die Brustwand modelliert, so daß nach Beendigung der Arbeiten ein Modell bezüglich der eindimensionalen Schalltransmission vorliegt, welches unterschiedliche Atemzustände berücksichtigt. Dies bildet die Basis für die Entwicklung der akustischen Lungentomografie.

Zunächst wurde die Lunge in ihrem Aufbau untersucht und daraus Ansätze für eine Modellierung entwickelt. Unter der Annahme der Homogenität der Lunge und wurden für den Hörschallbereich f=10..1000Hz zwei theoretische Modelle aufgestellt.

Das anatomische Modell basiert auf den mechanischen Eigenschaften der menschlichen Lunge als ein Gemisch aus Luft und Gewebe. Die Betrachtung beschränkt sich hier auf eine eindimensionale Schallausbreitung. Damit kann ein Dehnstab als Modell angenommen werden. Die Veränderung des Luftvolumens in der Lunge hat einen großen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften. So sagt das Modell für das Übertragungsverhalten ein PDT2-Verhalten mit Resonanzfrequenz im Bereich von f=540 bis 790Hz vorher.

Das physikalische Modell nutzt die Ähnlichkeit des Lungenparenchyms zum Wasser um die Lunge als ein Flüssigkeits/Gasgemisch zu betrachten. Frühere Untersuchungen über Gasblasen in Wasser bilden die Basis des Modells. Sowohl das physikalische als auch das anatomische Modell zeigt eine deutliche Abhängigkeit zwischen dem Luftvolumen in der Lunge und der Dämpfung einer eindimensionalen Schalltransmission. Als dritter Ansatz dient das experimentelle Ermitteln des Frequenzgangs einer Lunge. Das Übertragungsverhalten des Modells wird durch eine Systemidentifikation gewonnen.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Ersatzschaltbild akustisch, Klopfschalluntersuchung, Lungendiagnostik, Schall in Wasser-Luft-Gemisch, Schallleitung, Schallmessplatz
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 09 Sep 2011 14:23
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1439

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 19-10-1998

Ende Datum: 07-06-1999

Querverweis: 17/24 EMKS 629

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 1439
Referees: Blechschmidt-Trapp, Dr. med. D Ronald and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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