Modellbasiertes impedanzmessendes Assistenzsystem bei der Diagnose und Therapie von Mangelernährung:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
2009
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| adam_text | Titel: Modellbasiertes impedanzmessendes Assistenzsystem bei der Diagnose und Therapie von Mangelernährung
Autor: Wieskotten, Sebastian
Jahr: 2009
V
Inhaltsverzeichnis
Symbole und Abkürzungen VII
1 Einleitung 1
2 Medizinische Grundlagen 4
2.1 Körperzusammensetzung 4
2.1.1 Modelle der Körperzusammensetzung 4
2.1.2 Referenzverfahren zur Bestimmung der Körperzusammensetzung .... 7
2.2 Ernährungsmedizin 10
2.2.1 Stoffwechsel 10
2.2.2 Fehlernährung und Protein-Energie-Mangelemährung 12
2.2.3 Stand der Technik bei der Bestimmung des Emährungsstatus 13
2.2.4 Ruheenergiebedarf 14
2.3 Zusammenfassung 18
3 Bioimpedanz 20
3.1 Bioelektrizität 20
3.2 Bestimmung der Körperzusammensetzung mittels Bioimpedanzspektroskopie . . 21
3.2.1 Messung der Ganzkörper-Bioimpedanz 22
3.2.2 Elektrisches Ersatzschaltbild für biologisches Gewebe nach Cole 24
3.2.3 Modifiziertes Hanai-Modell 26
3.2.4 Modell der Gewebehydratation 29
3.3 Bestimmung der Körperzusammensetzung mittels Bioimpedanzanalyse 31
3.4 Dispersionsbereiche 32
3.4.1 Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von biologischem Gewebe . 34
3.4.2 Dispersion in ausgewählten Gewebearten 38
3.4.3 Zusammenfassung 42
3.5 Untersuchungen der Bioimpedanz mit der Finite-Elemente-Methode 43
3.6 Bestimmung der Körperzusammensetzung bei Patienten mit Amputationen ... 47
3.7 Zusammenfassung 53
4 Erkennung von Messfehlern bei der Bioimpedanzspektroskopie 54
4.1 Fehlererkennung und -diagnose 54
4.2 Typische Fehler bei Bioimpedanz-Messungen 56
4.2.1 Zeitabhängig auftretende Fehler 57
4.2.2 Permanent auftretende Fehler 59
4.2.3 Durchgeführte BIS-Messungen 60
4.3 Erkennung von zeitabhängig auftretenden Fehlem bei BIS-Messungen 61
4.3.1 Kramers-Kronig-Beziehungen 62
4.3.2 Logarithmische Hubert-Transformation 65
Vl Inhaltsverzeichnis
4.3.3 Residuen und Symptome zur Erkennung zeitabhängig auftretender Fehler 67
4.4 Erkennung von permanent auftretenden Fehlern bei BIS-Messungen 71
4.4.1 Normalbereiche für die Cole-Parameter 71
4.4.2 Residuen und Symptome zur Erkennung permanent auftretender Fehler . 75
4.4.3 Anwendung der Verfahren zur Erkennung permanent auftretender Fehler 75
4.5 Zusammenfassung 76
5 Modellbasierte Erkennung von Protein-Energie-Mangelernährung 78
5.1 Vergleich technische und medizinische Diagnose 78
5.2 Erkennung von Abweichungen in der Körperzusammensetzung 81
5.2.1 Populationsdaten 81
5.2.2 Merkmale zur Beschreibung der Körperzusammensetzung 83
5.2.3 Normalbereiche für die Merkmale der Körperzusammensetzung 84
5.2.4 Residuen und Symptome 88
5.3 Erkennung von Protein-Energie-Mangelernährung 88
5.3.1 Erkennung von Mangelernährung mittels Fuzzy-Logik 89
5.3.2 Erkennung von Mangelernährung mit LOLICLASS 95
5.3.3 Ergebnisse und Vergleich 98
5.4 Diskussion 100
5.5 Zusammenfassung 102
6 Bestimmung des Ruheenergiebedarfs X04
6.1 Messdaten 104
6.2 Klinische Verfahren zur Bestimmung des Ruheenergiebedarfs 108
6.3 Bestimmung des Ruheenergiebedarfs mittels Bioimpedanzspektroskopie 111
6.3.1 Regressorenauswahl durch Ridge Regression Hl
6.3.2 Regressorenauswahl durch schrittweise Regression 114
6.4 Vergleich der Verfahren zur Bestimmung des Ruheenergiebedarfs 117
6.5 Zusammenfassung jjg
7 Zusammenfassung 120
A Anhang 124
A.l Herleitung des Gewebehydratationsmodells ^24
A.2 Bestimmung der Leitfähigkeit und relativen Permittivität von biologischen Gewe¬
beproben 12g
A.3 Hilbert-Transformation |2?
A.4 Polynomkoeffizienten zur Berechnung der Normalbereiche der Körperzusammen¬
setzung 129
A.5 Vergleich zwischen Inferenz-Systemen und SGA mittels Konfusionsmatrizen 132
Literaturverzeichnis
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