Effiziente Methoden zur Untersuchung der Wechselwirkung medizinischer Geräte bei Verkopplung über den menschlichen Körper

Die vorliegende Arbeit befasst sich zum einen mit der Entwicklung effizienter Methoden zur Beschleunigung von numerischen Berechnungen elektromagnetischer Felder. Das hierfür in dieser Arbeit entwickelte hybride Berechnungsverfahren kombiniert die Momentenmethode mit der Methode der Finiten Elemente im Frequenzbereich und dient vor allem der Reduktion des Speicherplatzbedarfs bei der Berücksichtigung stark inhomogener Körper. Zur Beschleunigung von Berechnungen über große Frequenzbereiche werden Interpolationsverfahren basierend auf dem Prinzip der model-based parameter estimation (MBPE) beschrieben. Die Erweiterung hin zu adaptiven Methoden basierend auf überlappenden Funktionen, der Romberg-Quadratur, sowie dem Genetischen Algorithmus ermöglicht eine deutliche Verringerung der benötigten Rechenzeit. Zum anderen hat die durchgeführte Untersuchung die Bestimmung der durch ein Koagulationsgerät am Eingang eines Herzschrittmachers verursachten worst-case-Störspannung bei Verkopplung über den menschlichen Körper zum Ziel. Dazu erfolgt eine Charakterisierung der Störquelle und der Störsenke durch die elektrischen Parameter an ihren Klemmen sowie die Entwicklung zweier Körpermodelle nach DIN mit den entsprechenden elektrischen Eigenschaften des menschlichen Körpers. Die Ergebnisse zeigen, dass die auftretenden Spannungsüberhöhungen im oberen Frequenzbereich auf Elektrodenresonanzen auf dem Koagulatorkabel zurückzuführen sind. Die verschiedenen Resultate bei der Variation unterschiedlicher Parameter erhärten diese Aussage. %Rueckentext falls vorhanden auskommentieren