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Untersuchung der Schallausbreitung in einem Lungenphantom

Schiebahn, Matthias :
Untersuchung der Schallausbreitung in einem Lungenphantom.
Technische Universität Darmstadt
[Diplom- oder Magisterarbeit], (2000)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zusammenfassung:

Diese Arbeit gliedert sich in das Forschungsprojekt "Akustische Diagnostik der Lunge mit Hörschall" ein. Ziel des Projektes ist es, die akustischen Eigenschaften der Lunge darzustellen und hieraus Erkrankungen wie z.B. Asthma oder eine Lungenentzündung zu diagnostizieren.

In diesem Rahmen sind Sensoren, Aktoren und ein Meßplatz entwickelt worden; außerdem wurden stark vereinfachte Modelle der menschlichen Lunge und des Brustkorbs untersucht und theoretisch beschrieben. Ein betrachtetes Modell war das sogenannte Kundt'sche Rohr, in dem die Schallausbreitung wegen der geometrischen Verhältnisse als eindimensional angenommen werden kann.

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der mehrdimensionalen Schallausbreitung in einem zylindrischen Lungenphantom der Größe eines menschlichen Lungenflügels, indem die Übertragungsfunktion durch Messung der Transmission in mehreren Raumrichtungen bestimmt wird. Dazu wurden ein Lungenphantom, ein Gehäuse sowie Halterungen konstruiert und in einen vorhandenen Meßplatz integriert. Das Lungenphantom selbst besteht - aufbauend auf dem Versuch "Kundt'sches Rohr" - ebenfalls aus Schaumstoff. Die Untersuchung des Lungenphantoms gestaltete sich wie folgt:

An einem definierten Ort ("Krankheitsherd") wurde die lokale Dichte durch Injektionen von Wasser schrittweise verändert und die Übertragungsfunktionen bestimmt. Der Ort der Injektionen und die Meßrichtungen wurden in mehreren Meßzyklen nach einem zuvor erstellten Meßplan variiert. Die Auswertung der so bestimmten Übertragungsfunktionen zeigte einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen Ort und Intensität des simulierten Krankheitsherdes und der Ausprägung von charakteristischen Stellen der Übertragungsfunktion. Es ist somit möglich, anhand der Übertragungsfunktion auf einen Krankheitsherd zu schließen. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit ist damit erreicht worden.

Abschließend wurde ein Vergleich mit dem Versuch "Kundt'sches Rohr" angestellt. Die dort gemessenen Übertragungsfunktionen zeigen ähnliche Verläufe wie die in dieser Arbeit ermittelten. Die charakteristischen Stellen sind in beiden Fällen vorhanden, wenn auch verschieden stark ausgeprägt. Auch bezüglich der theoretischen Beschreibung des Kundt'schen Rohrs läßt sich eine weitgehende Übereinstimmung feststellen. Das dort hergeleitete Modell für die eindimensionale Schallausbreitung kann daher als Grundlage für eine theoretische Beschreibung der mehrdimensionalen Ausbreitung herangezogen werden.

Typ des Eintrags: Diplom- oder Magisterarbeit
Erschienen: 2000
Autor(en): Schiebahn, Matthias
Titel: Untersuchung der Schallausbreitung in einem Lungenphantom
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Zusammenfassung:

Diese Arbeit gliedert sich in das Forschungsprojekt "Akustische Diagnostik der Lunge mit Hörschall" ein. Ziel des Projektes ist es, die akustischen Eigenschaften der Lunge darzustellen und hieraus Erkrankungen wie z.B. Asthma oder eine Lungenentzündung zu diagnostizieren.

In diesem Rahmen sind Sensoren, Aktoren und ein Meßplatz entwickelt worden; außerdem wurden stark vereinfachte Modelle der menschlichen Lunge und des Brustkorbs untersucht und theoretisch beschrieben. Ein betrachtetes Modell war das sogenannte Kundt'sche Rohr, in dem die Schallausbreitung wegen der geometrischen Verhältnisse als eindimensional angenommen werden kann.

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der mehrdimensionalen Schallausbreitung in einem zylindrischen Lungenphantom der Größe eines menschlichen Lungenflügels, indem die Übertragungsfunktion durch Messung der Transmission in mehreren Raumrichtungen bestimmt wird. Dazu wurden ein Lungenphantom, ein Gehäuse sowie Halterungen konstruiert und in einen vorhandenen Meßplatz integriert. Das Lungenphantom selbst besteht - aufbauend auf dem Versuch "Kundt'sches Rohr" - ebenfalls aus Schaumstoff. Die Untersuchung des Lungenphantoms gestaltete sich wie folgt:

An einem definierten Ort ("Krankheitsherd") wurde die lokale Dichte durch Injektionen von Wasser schrittweise verändert und die Übertragungsfunktionen bestimmt. Der Ort der Injektionen und die Meßrichtungen wurden in mehreren Meßzyklen nach einem zuvor erstellten Meßplan variiert. Die Auswertung der so bestimmten Übertragungsfunktionen zeigte einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen Ort und Intensität des simulierten Krankheitsherdes und der Ausprägung von charakteristischen Stellen der Übertragungsfunktion. Es ist somit möglich, anhand der Übertragungsfunktion auf einen Krankheitsherd zu schließen. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit ist damit erreicht worden.

Abschließend wurde ein Vergleich mit dem Versuch "Kundt'sches Rohr" angestellt. Die dort gemessenen Übertragungsfunktionen zeigen ähnliche Verläufe wie die in dieser Arbeit ermittelten. Die charakteristischen Stellen sind in beiden Fällen vorhanden, wenn auch verschieden stark ausgeprägt. Auch bezüglich der theoretischen Beschreibung des Kundt'schen Rohrs läßt sich eine weitgehende Übereinstimmung feststellen. Das dort hergeleitete Modell für die eindimensionale Schallausbreitung kann daher als Grundlage für eine theoretische Beschreibung der mehrdimensionalen Ausbreitung herangezogen werden.

Freie Schlagworte: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Kundtsches Rohr, Lungendiagnostik, Lungenphantom, Schalltransmission
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Mess- und Sensortechnik
Hinterlegungsdatum: 08 Sep 2011 10:16
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1475

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 31-05-2000

Ende Datum: 01-09-2000

Querverweis: 17/24 EMKS 1389, 17/24 EMKS 1438, 17/24 EMKS 1396, 17/24 EMKS 1439, 17/24 EMKD 1445

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

ID-Nummer: 17/24 EMKD 1475
Gutachter / Prüfer: Blechschmidt-Trapp, Dr. med. D Ronald ; Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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