Charakterisierung und Vermessung von nichtlinearen Hochenergie-Druckpuls-Feldern mit einemoptischen Mehrkanalhydrophon

Produktbeschreibung

Geleitwort:

Die Automatisierungstechnik ist ein komplexes und vielfältiges wissenschaftliches Gebiet. Am Institut für Automatisierungstechnik der Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg wird zum einen die Entwicklung neuer automatisierungstechnischer Methoden vorangetrieben, zum anderen wird die systemtheoretische Analyse komplexer technischer Prozesse betrachtet, einschließlich der darauf aufbauenden Automatisierung. Die erfolgreiche Umsetzung der erzielten theoretischen Ergebnisse, insbesondere im Rahmen der industriellen Wertschöpfung, ist das Ziel des ingenieurwissenschaftlichen Wirkens und zugleich Gradmesser für seinen Erfolg. An der Professur für Prozessdatenverarbeitung und Systemanalyse wurde bereits ein breites Spektrum technischer Prozesse mittels mathematischer Methoden systemtheoretisch identifiziert und modelliert. Die resultierenden quantitativen Modelle stellen eine belastbare Basis für die sich anschließende Regelung respektive Automatisierung der Prozesse dar. Mit der messtechnischen Erfassung nichtlinearer Hochenergie-Ultraschall-Felder hat Herr Dr. Jamshidi Rad ein sehr anspruchsvolles Thema aufgegriffen. Das breite Spektrum an medizinischen Ultraschall-Aktuatoren untermauert die hohe Relevanz des Themas. Dies gilt insbesondere angesichts der eher rudimentären Kenntnisse bezüglich der zugehörigen, ortsaufgelösten Druck-Zeitverläufe. Ausgehend von heute verfügbarer Messtechnik zeigt Herr Dr. Jamshidi Rad zunächst deren Defizite sowie entsprechende Lösungsansätze auf. Höhepunkt seiner Dissertation sind die Entwicklung und die erfolgreiche Umsetzung eines quasi rückwirkungsfreien Mehrkanal Hydrophons. Gegenüber den bis heute üblichen inkanal-Hydrophonen ist damit ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt. Die Arbeit entstand in Zusammenarbeit mit Herrn Prof. Dr.-Ing. Friedrich Ueberle von / der Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg. Die Herausgeber danken dem VDI-Verlag für die Möglichkeit einer breiten Veröffentlichung dieser Ergebnisse.

Prof. Dr.-Ing. Klaus KrügerProf. Dr.-Ing. Alexander Fay

Kurzzusammenfassung:

Der Druckpuls findet in der Medizin eine breite Anwendung. Er wird z.B. in der Schwangerschaftsvorsorge oder auch zur Behandlung von Nierensteinen eingesetzt. Die dabei applizierten Energien können Nierensteine zertrümmern oder Zellen koagulieren. Für die Gewährleistung der Patientensicherheit und des Therapieerfolges muss eine bessere Grundlage für die Therapieplanung und -kontrolle geschaffen werden. Dazu ist es notwendig, die Parameter, die das Druckpulsfeld charakterisieren, zuverlässig zu bestimmen.
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, ein für die Vermessung von Druckpulsfeldern optimiertes optisches Hydrophon nach dem piezooptischen Prinzip zu entwickeln. Der Fokus liegt auf der Verbesserung der Messtechnik und der Erweiterung des Systems auf mehrere simultane Messkanäle. Die Evaluation anhand einer piezoelektrischen, einer ballistischen und einer elektromagnetischen Druckpulsquelle konnte eine verzerrungsfreie Wiedergabe des Druckpulsfeldes bestätigen.

Keywords: Vermessung, nichtlinear, Hochenergie, Druckpulsfeld, Druckpuls-Feld, Mehrkanalhydrophon, Hydrophon, Ultraschalltherapie, Lithotripsie, Hydrophon, Kavitation, optisches Hydrophon, Entfaltung, Vermessung, nichtlinear, Hochenergie, Druckpulsfeld, Druckpuls-Feld, Mehrkanalhydrophon, Hydrophon, Ultraschalltherapie, Lithotripsie, Hydrophon, Kavitation, optisches Hydrophon, Entfaltung