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Entwicklung eines Messverfahrens zur Ermittlung der Leistung von Phakoemulsifikatoren

Tarara, Arne (2011):
Entwicklung eines Messverfahrens zur Ermittlung der Leistung von Phakoemulsifikatoren.
Technische Universität Darmstadt, [Bachelor Thesis]

Abstract

Zusammenfassung:

Das Verfahren der Phakoemulsifikation wird in der Medizin eingesetzt um einem Patienten, welcher an grauem Star leidet, die Linse möglichst schonend aus dem Auge zu entfernen. Um das Verfahren zu trainieren, üben Chirurgen zumeist an Schweinelinsen, da diese eine ähnliche Anatomie aufweisen. Ziel der Arbeit ist es dabei ein Messverfahren für die Leistung dieser Emulsifikation zu erstellen und ebenfalls ein Ersatzmaterial für das verwendete biologische Material zu finden. Dabei wurde die Linse über die Materialkennwerte der Shore-A Härte und ihrer Dichte charakterisiert, um mithilfe dieser Daten ein geeignetes Ersatzmaterial zu finden. Damit die Schweinelinsen ein ähnliches Verhalten aufweisen wie ein humaner Katarakt, wurden sie in einer Lösung aus Alkohol, Formalin und 2-Propanol homogen verhärtet. Für die verhärteten Linsen wurde der Wert der mechanischen Impedanz gemessen und dieser über ein Netzwerkmodell für viskoelastische Materialien in die Shore-A Härte überführt. Die zwei ausgewählten Materialien, ein Silikon-Kautschuk und ein Polyurethan-Kautschuk, wurden daraufhin ebenfalls in ihrer Impedanz vermessen und zeigten vergleichbare Ergebnisse auf.

Die Leistung für eine Phakoemulsifikation wurde dabei als die benötigte Zeit für eine Emulsifikation bei konstanter Kraft definiert. Der gewählte Weg, den die Nadel dabei zurücklegen muss wurde auf 4 mm begrenzt. Daraus ergibt sich eine invers proportionale Beziehung der Leistung zur benötigten Zeit. Parameter wie die Ultraschallenergie, oder der Spülfluss können hierbei konstant gehalten werden und differenziert betrachtet werden.

Nach Berechnung der Leistung zeigt sich, dass die Zeit für eine Emulsifikation bei geregelter Kraft ein geeignetes Leistungskriterium darstellt. Die ausgewählten Ersatzmaterialien, ein Polyurethan-Kautschuk und ein Silikon-Kautschuk, weisen ein anderes Verhalten bei der Emulsifikation auf, als die ebenfalls emulsifizierten Schweinelinsen mit induziertem Katarakt.

Abschliessend wird ein kritischer Ausblick auf die Arbeit gegeben, und sowohl auf die Optimierungen bei der Auswahl und Herstellung des Ersatzmaterials als auch auf die Optimierung des Messstandes eingegangen.

Item Type: Bachelor Thesis
Erschienen: 2011
Creators: Tarara, Arne
Title: Entwicklung eines Messverfahrens zur Ermittlung der Leistung von Phakoemulsifikatoren
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Das Verfahren der Phakoemulsifikation wird in der Medizin eingesetzt um einem Patienten, welcher an grauem Star leidet, die Linse möglichst schonend aus dem Auge zu entfernen. Um das Verfahren zu trainieren, üben Chirurgen zumeist an Schweinelinsen, da diese eine ähnliche Anatomie aufweisen. Ziel der Arbeit ist es dabei ein Messverfahren für die Leistung dieser Emulsifikation zu erstellen und ebenfalls ein Ersatzmaterial für das verwendete biologische Material zu finden. Dabei wurde die Linse über die Materialkennwerte der Shore-A Härte und ihrer Dichte charakterisiert, um mithilfe dieser Daten ein geeignetes Ersatzmaterial zu finden. Damit die Schweinelinsen ein ähnliches Verhalten aufweisen wie ein humaner Katarakt, wurden sie in einer Lösung aus Alkohol, Formalin und 2-Propanol homogen verhärtet. Für die verhärteten Linsen wurde der Wert der mechanischen Impedanz gemessen und dieser über ein Netzwerkmodell für viskoelastische Materialien in die Shore-A Härte überführt. Die zwei ausgewählten Materialien, ein Silikon-Kautschuk und ein Polyurethan-Kautschuk, wurden daraufhin ebenfalls in ihrer Impedanz vermessen und zeigten vergleichbare Ergebnisse auf.

Die Leistung für eine Phakoemulsifikation wurde dabei als die benötigte Zeit für eine Emulsifikation bei konstanter Kraft definiert. Der gewählte Weg, den die Nadel dabei zurücklegen muss wurde auf 4 mm begrenzt. Daraus ergibt sich eine invers proportionale Beziehung der Leistung zur benötigten Zeit. Parameter wie die Ultraschallenergie, oder der Spülfluss können hierbei konstant gehalten werden und differenziert betrachtet werden.

Nach Berechnung der Leistung zeigt sich, dass die Zeit für eine Emulsifikation bei geregelter Kraft ein geeignetes Leistungskriterium darstellt. Die ausgewählten Ersatzmaterialien, ein Polyurethan-Kautschuk und ein Silikon-Kautschuk, weisen ein anderes Verhalten bei der Emulsifikation auf, als die ebenfalls emulsifizierten Schweinelinsen mit induziertem Katarakt.

Abschliessend wird ein kritischer Ausblick auf die Arbeit gegeben, und sowohl auf die Optimierungen bei der Auswahl und Herstellung des Ersatzmaterials als auch auf die Optimierung des Messstandes eingegangen.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Augenlinsenphantom, Mechanische Impedanz Augenlinse, Netzwerkbeschreibung biologisches Material, Phakoemulsifikation, Shore-A-Härte
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 > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:24
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKB 1762

Art der Arbeit: Bachelorarbeit

Beginn Datum: 01-11-2010

Ende Datum: 31-03-2011

Querverweis: 17/24 EMKS 1023

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Automatisierungstechnik (AUT)

Abschluss: Master of Science (MSc)

Identification Number: 17/24 EMKB 1762
Referees: Pott, Dr. rer. n Peter and Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
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