Drahtloser Energietransfer durch die Bauchdecke zum Betrieb von implantierten Aktoren und zur Wiederaufladung von implantierten Energiespeichern unter Berücksichtigung der gleichzeitigen ungestörten transkutanen Übertragung von codierten Signalen zur Steuerung verschiedener Funktionen eines Implantats:
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2007
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| Schriftenreihe: | Berichte aus der Medizintechnik
Medizintechnik |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
I.Einleitung 9
1.1. Das Einsatzgebiet und die Häufigkeit von Harnblasen- Ersatz- Verfahren 9
1.2. Die aktuellen Harnblasen- Ersatz- Verfahren 10
1.3. Die derzeitigen Bestrebungen der Forschung 12
1.4. Das Konzept des Künstlichen- Harnableitenden- Systems (KHS) 13
1.5. Die Problemstellungen 15
1.5.1. Die Notwendigkeit der induktiven Energieübertragung 15
1.5.2. Die Aufgabe der Signalübertragung 16
2. Material und Methoden 17
2.1. Die transkutane Energieübertragung 17
2.1.1. Die Eigenschaften des magnetischen Feldes 17
2.1.1.1. Das magnetische Feld eines stromdurchflossenen Leiters 17
2.1.1.2. Die magnetische Feldstärke 18
2.1.2. Das veränderliche Magnetfeld 20
2.1.2.1. Das Induktionsgesetz 20
2.1.2.2. Die Lenz sehe Regel 20
2.1.2.3. Die Selbstinduktion bzw. Induktivität einer Spule 21
2.1.3. Die Komponenten der induktiven Energieübertragung 22
2.1.4. Der Leistungsverlust als Problem der induktiven Energieübertragung 24
2.1.5. Die Dislozierung als primäres Problem der induktiven Energieübertragung 25
2.1.6. Die Ermittlung der geeigneten Spulengröße 26
2.1.7. Die Simulation des magnetischen Feldes von Induktionsspulen 27
2.1.7.1. Die
2.1.7.2. Die Erstellung des
2.1.7.2.1. Der Start der Berechnungsumgebung 28
2.1.7.2.2. Die Definition der benötigten Elementtypen 28
2.1.7.2.3. Die Definition der Materialeigenschaften 29
2.1.7.2.4. Die Erstellung der Konstantensätze 30
2.1.7.2.5. Die Erstellung des 2D- Berechnungsmodells 31
2.1.7.2.6. Die Vernetzung der Flächen 33
2.1.7.2.7. Die Erstellung der elektronischen Schaltung für die
Spulenspeisung und die Sekundärseite 37
2.1.7.2.8. Das Aufbringen der Randbedingungen 40
2.1.7.2.9. Die Kopplung der Freiheitsgrade 40
2.1.7.2.10. Die Berechnung der Lösung 42
2.1.7.2.11. Das
Ergebnisse 44
2.1.7.3. Die Eigenschaften der ausgewählten Elemente 47
2.1.7.3.1. Das Element PLANE53 47
2.1.7.3.2. Das Element INFIN110 49
2.1.7.3.3. Das Element CIRCU124 51
2.1.8. Die Erzeugung der Wechselspannung für die Energieübertragung 54
2.1.8.1. Die Prinzipschaltung der Umrichterelektronik 54
2.1.8.2. Die Erzeugung des Steuersignals 55
2.1.8.3. Die Weiterentwicklung der Umrichterelektronik 56
2.1.9. Der Abgleich der Sekundärschaltung 59
2.1.10. Die Verifikation mittels Versuchsdurchführungen 61
2.2. Die transkutane Signalübertragung zur Bedienung
und Steuerung des Implantats 65
2.2.1. Die grundlegende Betrachtung zur Signalübertragung 65
2.2.2. Die Infrarot- Signalübertragung
2.2.3. Die Funk- Signalübertragung (RF) 69
2.2.4. Die Verifikation mittels Versuchsdurchführungen 70
2.2.4.1. Der Versuch zur Infrarot- Signalübertragung 70
2.2.4.2. Der Versuch zur Funk- Signalübertragung 73
3. Ergebnisse und Sicherheiten 77
3.1. Die übertragbare Leistung in Abhängigkeit der Windungszahlen, des
Durchmessers und des Abstandes der Induktionsspulen zueinander 77
3.1.1. Die Änderung des Spulenabstandes 77
3.1.2. Die Durchmesseränderung der Spulen 78
3.1.3. Das Windungszahlenverhältnis der Spulen 79
3.1.4. Die Dislozierung der Spulen 80
3.1.5. Die Änderung des Lastwiderstandes 81
3.1.6. Der Einfluss von gebogenen Induktionsspulen 82
3.2. Die thermischen Verluste der Energieübertragung 83
3.3. Der Ladegürtel zur Optimierung und Kontrolle der Energieübertragung 84
3.4. Die Absorption der Infrarotstrahlung durch die Haut 87
4. Diskussion 89
4.1. Die induktive Energieübertragung 89
4.1.1. Der Wirkungsgrad bei der induktiven Energieübertragung, abhängig vom 89
4.1.1.1. Abstand der Spulen 89
4.1.1.2. Durchmesser der Spulen 89
4.1.1.3. Überdeckungsgrad der Spulen 90
4.1.1.4. Lastwiderstand 90
4.1.2. Die Erwärmung der Komponenten während der Energieübertragung 90
4.2. Der Signaltransfer durch die Haut 92
4.2.1. Die Störanfälligkeit der Funk- Signalübertragung im Vergleich
zur Infrarot- Signalübertragung 92
4.2.2. Der Umgang mit dem Handbediengerät 93
5. Zusammenfassung 95
6. Literaturverzeichnis 96
7. Anhang 101
7.1. Abbildungsverzeichnis 101
7.1.1. Abbildungen 101
7.1.2. Gleichungen 103
7.1.3. Tabellen 104
7.2. Hinweis zu genannten Markennamen 105
8. Danksagung 106
9. Lebenslauf 107
|
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Inhaltsverzeichnis
I.Einleitung 9
1.1. Das Einsatzgebiet und die Häufigkeit von Harnblasen- Ersatz- Verfahren 9
1.2. Die aktuellen Harnblasen- Ersatz- Verfahren 10
1.3. Die derzeitigen Bestrebungen der Forschung 12
1.4. Das Konzept des Künstlichen- Harnableitenden- Systems (KHS) 13
1.5. Die Problemstellungen 15
1.5.1. Die Notwendigkeit der induktiven Energieübertragung 15
1.5.2. Die Aufgabe der Signalübertragung 16
2. Material und Methoden 17
2.1. Die transkutane Energieübertragung 17
2.1.1. Die Eigenschaften des magnetischen Feldes 17
2.1.1.1. Das magnetische Feld eines stromdurchflossenen Leiters 17
2.1.1.2. Die magnetische Feldstärke 18
2.1.2. Das veränderliche Magnetfeld 20
2.1.2.1. Das Induktionsgesetz 20
2.1.2.2. Die Lenz'sehe Regel 20
2.1.2.3. Die Selbstinduktion bzw. Induktivität einer Spule 21
2.1.3. Die Komponenten der induktiven Energieübertragung 22
2.1.4. Der Leistungsverlust als Problem der induktiven Energieübertragung 24
2.1.5. Die Dislozierung als primäres Problem der induktiven Energieübertragung 25
2.1.6. Die Ermittlung der geeigneten Spulengröße 26
2.1.7. Die Simulation des magnetischen Feldes von Induktionsspulen 27
2.1.7.1. Die
2.1.7.2. Die Erstellung des
2.1.7.2.1. Der Start der Berechnungsumgebung 28
2.1.7.2.2. Die Definition der benötigten Elementtypen 28
2.1.7.2.3. Die Definition der Materialeigenschaften 29
2.1.7.2.4. Die Erstellung der Konstantensätze 30
2.1.7.2.5. Die Erstellung des 2D- Berechnungsmodells 31
2.1.7.2.6. Die Vernetzung der Flächen 33
2.1.7.2.7. Die Erstellung der elektronischen Schaltung für die
Spulenspeisung und die Sekundärseite 37
2.1.7.2.8. Das Aufbringen der Randbedingungen 40
2.1.7.2.9. Die Kopplung der Freiheitsgrade 40
2.1.7.2.10. Die Berechnung der Lösung 42
2.1.7.2.11. Das
Ergebnisse 44
2.1.7.3. Die Eigenschaften der ausgewählten Elemente 47
2.1.7.3.1. Das Element PLANE53 47
2.1.7.3.2. Das Element INFIN110 49
2.1.7.3.3. Das Element CIRCU124 51
2.1.8. Die Erzeugung der Wechselspannung für die Energieübertragung 54
2.1.8.1. Die Prinzipschaltung der Umrichterelektronik 54
2.1.8.2. Die Erzeugung des Steuersignals 55
2.1.8.3. Die Weiterentwicklung der Umrichterelektronik 56
2.1.9. Der Abgleich der Sekundärschaltung 59
2.1.10. Die Verifikation mittels Versuchsdurchführungen 61
2.2. Die transkutane Signalübertragung zur Bedienung
und Steuerung des Implantats 65
2.2.1. Die grundlegende Betrachtung zur Signalübertragung 65
2.2.2. Die Infrarot- Signalübertragung
2.2.3. Die Funk- Signalübertragung (RF) 69
2.2.4. Die Verifikation mittels Versuchsdurchführungen 70
2.2.4.1. Der Versuch zur Infrarot- Signalübertragung 70
2.2.4.2. Der Versuch zur Funk- Signalübertragung 73
3. Ergebnisse und Sicherheiten 77
3.1. Die übertragbare Leistung in Abhängigkeit der Windungszahlen, des
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3.3. Der Ladegürtel zur Optimierung und Kontrolle der Energieübertragung 84
3.4. Die Absorption der Infrarotstrahlung durch die Haut 87
4. Diskussion 89
4.1. Die induktive Energieübertragung 89
4.1.1. Der Wirkungsgrad bei der induktiven Energieübertragung, abhängig vom 89
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4.2. Der Signaltransfer durch die Haut 92
4.2.1. Die Störanfälligkeit der Funk- Signalübertragung im Vergleich
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5. Zusammenfassung 95
6. Literaturverzeichnis 96
7. Anhang 101
7.1. Abbildungsverzeichnis 101
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| spelling | Peter, Stefan 1978- Verfasser (DE-588)132754843 aut Drahtloser Energietransfer durch die Bauchdecke zum Betrieb von implantierten Aktoren und zur Wiederaufladung von implantierten Energiespeichern unter Berücksichtigung der gleichzeitigen ungestörten transkutanen Übertragung von codierten Signalen zur Steuerung verschiedener Funktionen eines Implantats Stefan Peter Aachen Shaker 2007 108 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Berichte aus der Medizintechnik Medizintechnik Zugl.: Lübeck, Univ., Diss., 2007 Fernbedienung (DE-588)4432464-9 gnd rswk-swf Spulensystem (DE-588)4226249-5 gnd rswk-swf Funkübertragung (DE-588)4018941-7 gnd rswk-swf Infrarotübertragung (DE-588)4161707-1 gnd rswk-swf Elektrische Energieübertragung (DE-588)4134708-0 gnd rswk-swf Ersatzblase (DE-588)4212531-5 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Funkübertragung (DE-588)4018941-7 s Ersatzblase (DE-588)4212531-5 s Elektrische Energieübertragung (DE-588)4134708-0 s Spulensystem (DE-588)4226249-5 s Fernbedienung (DE-588)4432464-9 s Infrarotübertragung (DE-588)4161707-1 s DE-604 Digitalisierung UB Regensburg application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=015600822&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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