6.2.1 Magnetfelder mit verbesserten räumlichen Vorzugsrichtungen für induktive Impedanzmessung
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- 6.2 Impedanzspektrokopie
- Author(s)
- M. Heidary Dastjerdi, D. Rüter, O. Kanoun, J. Himmel - Hochschule Ruhr West, Mülheim an der Ruhr
- Pages
- 621 - 629
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/6.2.1
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Die frequenzabhängigen elektrischen Eigenschaften von biologischem Gewebe eröffnen Möglichkeiten für den Einsatz der Impedanzspektroskopie in Bereichen der Transplantationschirugie über die Ermittlung diagnostisch relevanter Gewebezustände bis hin zu Personenprüfsystemen (z.B. Flughafenkontrolle) und der Tiermedizin. Geeignet für die berührungsfreie Tiefendiagnostik ohne Strahlenschäden sind Messtechniken, die auf der Auswertung hochfrequenter elektromagnetischer Wirbelfelder beruhen. Es gibt viele Messsysteme, die zur Bestimmung der frequenzabhängigen elektrischen Eigenschaften von biologischem Gewebe, elektromagnetische Felder verwenden (MIT– Magnetimpedanztomographie). Die Problematik besteht jedoch größtenteils in der sehr zeitaufwendigen Signalverarbeitung bzw. des Postprocessings. Die Messungen müssen sehr genau erfolgen, denn kleine Messfehler können zu großen Abweichungen und Instabilitäten in der Bild-Rekonstruktion führen.
Weiterhin kann die numerische Auswertung im Rechner – schon bei einer überschaubaren Anzahl von Sende- und Empfängerspulen - sehr rechenintensiv werden und durchaus mehr als einige Minuten für ein Einzelbild betragen. Das Problem ist schlecht gestellt.
Diese Veröffentlichung beschreibt ein Konzept, den Zeitaufwand für die Bildrekonstruktionund die Genauigkeitsanforderungen an die Messtechnik auf die Erzeugung einer geometrisch günstigeren Magnetfeldtopologie zu verlagern. Das Magnetfeld bzw. die Signale werden dabei quantitativ deutlich schwächer, allerdings dabei auch qualitativ - im Sinne einer Lokalisierung und Bildrekonstruktion - besser. Wenn ausreichend Signalreserve vorliegt, kann das herkömmlich schlecht gestellte Problem mit guten Signalquantitäten in ein besser gestelltes Problem mit schlechteren (aber immer noch ausreichenden) Signalquantitäten überführt werden, Das in dieser Veröffentlichung vorgestellte Messsystem wurde sowohl durch analytische Berechnung in Matlab© und durch numerische Berechnungen, basierend auf Finiten Elementen Analysen, in Comsol Multiphysics© als auch qualitativ in Experimenten nachgestellt.