Seitenbereiche:



Menü des aktuellen Bereichs:

Zusatzinformationen:

Innovation Messtechnik 2017

Hier den Alternativtext zum Bild eingeben!

Where to find us

Hier den Alternativtext zum Bild eingeben!

HF-Gebäude, Nordtrakt, Erdgeschoß ...  mehr zu Where to find us (Titel)


Positionsanzeige:

Inhalt:

Optische Tomografie

Dipl.-Ing. Dr. Edgar Scherleitner

Dipl.-Ing. Dr. Edgar Scherleitner
   

Betreuer und 1. Begutachter:

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar

2. Begutachter:

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Andreas Springer

Rigorosum:

24. November 2005

In dieser Arbeit wird ein Verfahren der optischen Tomografie vorgestellt, welches es mit Licht ermöglicht diffuse Objekte, wie zum Beispiel weiches, menschliches Gewebe, zu untersuchen um Inhomogenitäten zu detektieren, die sich optisch im Absorptions- oder im Streukoeffizienten vom umgebenden Gebiet unterscheiden.

Amplituden- und Phasenänderung von intensitätsmoduliertem Licht in diffusen Medien. Die Quelle sendet ein sinusförmig moduliertes Signal in das nach rechts infinite Medium aus (oben). Das empfangene Signal des Detektors ist gedämpft und zeitlich verzögert (unten).

Abbildung 1: Amplituden- und Phasenänderung von intensitätsmoduliertem Licht in diffusen Medien. Die Quelle sendet ein sinusförmig moduliertes Signal in das nach rechts infinite Medium aus (oben). Das empfangene Signal des Detektors ist gedämpft und zeitlich verzögert (unten).

Die Amplitudenabschwächungen und Phasenverzögerungen zu den an anderen Stellen ausgekoppelten Signalen beinhalten Informationen über die optische Struktur des Inneren der Probe. Zur schnellen und unkomplizierten Aufnahme eines Datensatzes, der aus mehreren Einzelmessungen von Amplitudenabschwächungen und Phasenverzögerungen besteht, wurde ein Scan-Kopf entwickelt, der mit Quelle und Detektor versehen über die Probe geführt wird. Die Anzahl und die geometrische Verteilung der Messstellen wurden für den entworfenen Messaufbau und die untersuchten Proben optimiert. Schließlich musste ein mathematisches Verfahren weiterentwickelt werden, um mit vertretbarem Aufwand aus dem gewonnenen Datensatz für bestimmte Geometrien und optische Eigenschaften eines Messobjekts Schnittbilder zur Lokalisierung von Einschlüssen berechnen zu können.

Diese Abbildung zeigt vier Schnittbilder des untersuchten Bereichs am Unterarm eines Patienten mit einem Lipom (gutartiger Tumor im Fettgewebe). Die tatsächliche Lage und die Ausdehnung des detektierten Lipoms wurden ertastet und sind markiert.

Abbildung 2: Diese Abbildung zeigt vier Schnittbilder des untersuchten Bereichs am Unterarm eines Patienten mit einem Lipom (gutartiger Tumor im Fettgewebe). Die tatsächliche Lage und die Ausdehnung des detektierten Lipoms wurden ertastet und sind markiert.

Im ersten Teil der Arbeit wird die Theorie der Lichtausbreitung in diffusen Medien ausführlich beschrieben und eine Möglichkeit aufgezeigt, die in Amplitudenabschwächungen und Phasenverzögerungen enthaltenen Informationen messtechnisch zu nutzen.

Schließlich werden Finite-Elemente-Simulationen von Proben mit verschiedenen Einschlüssen und Messungen an ähnlichen, realen Proben durchgeführt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Eine Untersuchung der Möglichkeiten zur praktischen Anwendung dieses Systems rundet die Arbeit ab.