ISBN 978-3-8439-4692-6

978-3-8439-4692-6, Reihe Elektrotechnik

Daniel Oppelt
Präklinische Evaluation von radarbasierter Mikrowellenbildgebung für die Verbrennungsdiagnostik

192 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2020), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Evaluation von radargestützten bildgebenden Methoden für die Verbrennungsdiagnostik im Mikrowellenbereich. Erstmalig wird die Verwertbarkeit von Informationen im Radarbild für diagnostische Zwecke anhand präklinischer Messungen und theoretischer Betrachtungen geprüft. Dabei steht die Messbarkeit von Hautfeuchtigkeitsänderungen und deren Vergleich zu Materialien aus der Wundbehandlung, sowie zu Materialien für den Bau von Phantomen im Vordergrund.

Artefakte, die aufgrund des Zusammenspiels der Beschaffenheit menschlicher Haut und der Bornschen Näherung entstehen, werden aufgezeigt. Der Einfluss dieser Artefakte auf die diagnostische Interpretation von Radarbildern wird anhand theoretischer Betrachtungen veranschaulicht und durch Messungen belegt. Berechnungen der frequenzabhängigen Reflexionskoeffizienten relevanter Materialien werden genutzt, um eine Leistungsbetrachtung des Signals durchführen und um die Darstellung menschlicher Haut im Radarbild quantifizieren zu können. Quantitative Vergleiche identisch geformter Körperregionen, sowie quantitative Vorher-Nachher-Vergleiche sind demnach möglich.

In-vivo Langzeitbeobachtungen über 24 Stunden unterstreichen die Tauglichkeit von bildgebenden Radarsystemen für die berührungslose Überwachung von Lokaltherapeutika. Demnach kann das Timing eines Verbandswechsels während der prä- und postoperativen Pflege durch den Einsatz von Radarverfahren optimiert werden.

Der analytischen Modellierung liegen Messungen der relativen Permittivität mit der offenen Koaxialsonde zugrunde. Daraus geht hervor, dass sich die Gleichung nach Silberstein zur Skalierung des Wassergehalts im Gewebe eignet. Diese Gleichung impliziert die Superposition der dielektrischen Relaxationsprozesse und der ionischen Leitfähigkeit in menschlicher Haut.