Numerische Modellierung elektronischer Implantate und Berechnung der Störspannung am Implantateingang:
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bremerhaven
Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss.
2003
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin
Forschung ; 988 : Arbeitsmedizin |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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Seite
Kurzreferat 6
Abstract 7
Resume 8
1 Einleitung und Problemdarstellung 9
2 Berechnung elektromagnetischer Felder 11
2.1 Vergleich verschiedener numerischer Verfahren 11
2.2 Grundlagen der Methode der Finiten Differenzen im Zeitbereich 11
2.2.1 Der verwendete FDTD Simulator 11
2.3 Metallische Strukturen und dielektrische Materialien 11
2.4 Erzeugung homogener elektrischer und magnetischer Felder 13
2.5 Niederfrequenzalgorithmus für elektrische Felder im menschlichen Körper 14
2.6 Anschauliche Darstellung des Verfahrens 15
3 Untersuchung verschiedener Modellierungen des Herzschrittmachers 18
3.1 Ziel der Untersuchung 18
3.2 Technische Beschreibung des untersuchten Herzschrittmachers 18
3.3 Lage des Herzschrittmachermodells im homogenen Block 20
3.4 Blockmodell des Körpers 22
3.5 Einfluss der Elektrodenmodellierung auf die Störspannung 22
3.5.1 Beschreibung der untersuchten Modelle 22
3.5.2 Frontales magnetisches Feld 25
3.5.3 Senkrechtes elektrisches Feld 26
3.6 Variation der Abmessungen und Elektrodenführung 26
3.6.1 Beschreibung der untersuchten Modelle 26
3.6.2 Frontales magnetisches Feld 29
3.6.3 Senkrechtes elektrisches Feld 29
3.7 Einfluss der Form des Körpermodells 30
3.7.1 Frontales magnetisches Feld 30
3.8 Diskussion der Simulationsergebnisse 32
3.8.1 Frontales magnetisches Feld 32
3.8.2 Senkrechtes elektrisches Feld rr
3.8.3 Zusammenfassung
4 Herzschrittmacher im Körpermodell
36
4.1 Implantationstechniken
4.2 Herzschrittmacher im Simulationsmodell des menschlichen Körpers 37
4.2.1 Rechtspektorale Implantation „g
4.2.2 Linkspektorale Implantation ^
4.2.3 Abdominale Implantationsweise ^
4.2.4 Aufgespannte Projektionsflächen
43
4.3 Variation der Lage des Herzschrittmachers 43
4.3.1 Frontales magnetisches Feld ^
4.3.2 Senkrechtes elektrisches Feld
4.4 Homogenes Körpermodell vs. inhomogenes Körpermodell ^
4.4.1 Frontales magnetisches Feld ^
4.4.2 Senkrechtes elektrisches Feld
4.5 Veränderung der Leitfähigkeit des Herzschrittmachergehäuses *
4.5.1 Frontales magnetisches Feld
4.6 Geerdetes vs. nicht geerdetes Körpermodell 4g
4.6.1 Frontales magnetisches Feld ,.0
4.6.2 Senkrechtes elektrisches Feld
51
4.7 Teilkörper vs. Ganzkörpermodell ^
4.7.1 Frontales magnetisches Feld
4.8 Veränderung der Lage des Herzschrittmachergehäuses j~
4.8.1 Senkrechtes elektrisches Feld
53
4.9 Untersuchung bei verschiedenen Frequenzen ^
4.9.1 Frontales magnetisches Feld r :
4.9.2 Senkrechtes elektrisches Feld
4.10 Diskussion der Simulationsergebnisse ~!
4.10.1 Frontales magnetisches Feld 5^
4.10.2 Senkrechtes elektrisches Feld 57
4.11 Vergleich der Ergebnisse mit der Literatur 6^
4.11.1 Frontales magnetisches Feld
4.11.2 Senkrechtes elektrisches Feld 61
4.11.3 Zusammenfassung 63
5 Messtechnische Untersuchungen 64
5.1 Ziel der Messungen 6*
5.2 Schaltung zur Messung der Störspannung *
i
5.2.1 Schaltungsentwurf 64
5.2.1.1 Elektro optischer Wandler 65
5.2.1.2 Opto elektrischer Wandler 65
5.3 Kalibrierung der Übertragungsstrecke 66
5.4 Messung in einem Modell des menschlichen Körpers 69
5.4.1 Ganzkörperphantom und gewebesimulierende Flüssigkeit 69
5.4.2 Versuchsaufbau 70
5.4.3 Messergebnisse 72
5.4.4 Vergleich mit Simulationen und Literaturwerten 73
6 Praxisbeispiel 75
6.1 Modell der Schweißzange 75
6.2 Körpermodell mit Schweißzange 76
6.2.1 Körpernahe Position der Schweißzange 76
6.2.2 Körperferne Position der Schweißzange 79
6.3 Ergebnisse des magnetischen Feldes 80
6.3.1 Körpernahe Position der Schweißzange 80
6.3.2 Körperferne Position der Schweißzange 81
6.4 Ergebnisse der induzierten Spannung 81
6.5 Diskussion 82
7 Zusammenfassung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 83
8 Literaturverzeichnis 85
9 Liste häufig verwendeter Formelzeichen 87
Anhang 1: Dielektrische Gewebeeigenschaften 88
Anhang 2: Aufstellung aller Simulationsmodelle 93
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