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Frakturschwellungen – Simulationsmodelle und geregelte Therapiegeräte / Titelei/Inhaltsverzeichnis
Frakturschwellungen – Simulationsmodelle und geregelte Therapiegeräte / Titelei/Inhaltsverzeichnis
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Titelei/Inhaltsverzeichnis
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1–2
1 Einleitung
1–2
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1.1 Problembeschreibung und Motivation
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1.2 Zielstellung der Arbeit
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3–24
2 Medizinische Grundlagen
3–24
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2.1 Frakturen und ihre Behandlung
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2.2 Beeinflussung der Entzündungsreaktion
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2.2.1 Entzündungsreaktion
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2.2.2 Lokale Kältetherapie
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2.3 Beeinflussung der Venen- und Lymphtätigkeit
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2.3.1 Ödembildung
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2.3.2 Transportmechanismen
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2.3.3 Kompressionstherapie
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2.4 Zusammenfassung
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25–39
3 Stand der Technik
25–39
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3.1 Kühlsysteme
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3.2 Kompressionssysteme
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3.3 Kühl-Kompressionssysteme
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3.4 Simulationsmodelle menschlicher Physiologie
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3.5 Zusammenfassung
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40–45
4 Präzisierung der Aufgabenstellung
40–45
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4.1 Konzeptvorstellung
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4.2 Anforderungsliste
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4.3 Arbeitsschritte
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4.4 Zusammenfassung
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46–52
5 Entwicklung eines Lösungsansatzes
46–52
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5.1 Funktionsstruktur
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5.2 Hardwareseitige prinzipielle Wirkstruktur
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5.2.1 Auswahl des Wärmesenke-Prinzips
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5.2.2 Bestandteile des Systems
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5.3 Simulationstechnische Modellebenen
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5.4 Zusammenfassung
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53–104
6 Modelle der Physiologie
53–104
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6.1 Klinische Umgebung
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6.2 Modellerstellung des genormten Körpers
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6.2.1 Festlegung eines genormten Mensch-Extremitäten-Modells
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6.2.2 Modellierung des kardiovaskulären Systems
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6.2.3 Validierung des kardiovaskulären Modells
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6.2.4 Bewertung des Physiologie-Modells des genormten Körpers
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6.3 Schwellungsverlauf an der Sprunggelenkfraktur
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6.4 Thermoregulation und Temperatureinfluss
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6.4.1 Thermomodellierung des gesunden Körpers
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6.4.2 Thermomodellierung der Sprunggelenkfraktur mit Entzündungsherd
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6.4.3 Simulationen mit dem Thermomodell
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6.4.4 Bewertung des Modells von Thermoregulation und Temperatureinfluss
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6.5 Gewebemodellierung und Druckeinfluss
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6.5.1 Gewebemodellierung des gesunden Körpers
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6.5.2 Simulationen mit dem Druckmodell
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6.5.3 Bewertung des Modells von Gewebemodellierung und Druckeinfluss
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6.6 Zusammenfassung
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105–142
7 Kühlung in technischer Realisierung und Modell
105–142
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7.1 Aufbau des hydraulischen Kühlsystems
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7.1.1 Kühladern
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7.1.2 Kühlmedium
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7.1.3 Hydraulische Zuleitungsstrecke
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7.1.4 Elektronikkomponenten zur Steuerung des hydraulischen Kreislaufs
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7.1.5 Temperatursensormatte
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7.2 Aufbau der Wärmesenke aus Peltier-Elementen
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7.2.1 Auswahl eines geeigneten Peltier-Elements
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7.2.2 Ansteuerung der Peltier-Elemente
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7.2.3 Ableitung der Abwärme
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7.3 Einfacher Reglerentwurf für das Kühlsystem
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7.3.1 Festlegung von Regelgrößen des Kühlystems
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7.3.2 Umsetzung des Kühlreglers
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7.3.3 Regelung der Lüfterdrehzahl
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7.4 Messungen und Ergebnisse mit dem Kühlsystem
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7.4.1 Parametervariation
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7.4.2 Einfluss der einfachen Regelung
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7.4.3 Messungen am Menschen
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7.4.4 Messunsicherheit
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7.4.5 Bewertung des entwickelten Kühlsystems
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7.5 Simulation des Kühlsystems
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7.5.1 Modellierung von Peltier-Elementen
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7.5.2 Modellierung des Kühlsystems
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7.5.3 Simulationen mit dem modellierten Kompressionssystem
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7.5.4 Zusammenschluss der Modelle Physiologie und Kühlung
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7.5.5 Bewertung des simulierten Kühlsystems
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7.6 Zusammenfassung
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143–168
8 Kompression in technischer Realisierung und Modell
143–168
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8.1 Aufbau des Kompressionssystems
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8.1.1 Druckkammern
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8.1.2 Druckmedium
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8.1.3 Elektronikkomponenten zur Steuerung des pneumatischen Kreislaufs
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8.1.4 Pneumatische Zuleitungsstrecke
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8.2 Einfacher Reglerentwurf für das Kompressionssystem
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8.2.1 Festlegung von Regelgrößen des Kompressionssystems
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8.2.2 Notwendige Drücke und Druckverläufe
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8.2.3 Umsetzung des Konstantdruckreglers
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8.2.4 Umsetzung der Druckimpulssteuerung
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8.3 Messungen und Ergebnisse mit dem Kompressionssystem
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8.3.1 Parametervariation bei Messungen am Menschen
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8.3.2 Einfluss der einfachen Regelung durch Muskelspannung
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8.3.3 Einfluss verschiedener Anfangsdrücke
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8.3.4 Messunsicherheit
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8.3.5 Bewertung des entwickelten Kompressionssystems
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8.4 Simulation des Kompressionssystems
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8.4.1 Modellierung des Kompressionssystems
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8.4.2 Simulationen mit dem modellierten Kompressionssystem
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8.4.3 Zusammenschluss der Modelle Physiologie und Kompression
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8.4.4 Bewertung des simulierten Kompressionssystems
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8.5 Zusammenfassung
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169–178
9 Bewertung des Kühl-Kompressionssystems
169–178
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9.1 Bewertung des Gesamtsystems
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9.1.1 Zusammenschluss von Kühlsystem und Kompressionssystem
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9.1.2 Betrachtungen zusätzlicher Komponenten
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9.1.3 Systembewertung
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9.2 Bewertung der Simulationsmodelle
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9.2.1 Zusammenschluss beider Therapie-Modelle mit der Physiologie
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9.2.2 Verhinderung oder Abbau des Schwellungsvolumens
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9.2.3 Modellbewertung
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9.2.4 Vorschlag für zu optimierende Systemparameter
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9.3 Vorschlag für Patientenstudien
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9.4 Zusammenfassung
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179–182
10 Richtlinien für den Entwurf von Kühl-Kompressionssystemen an Frakturschwellungen
179–182
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183–189
11 Gesamtzusammenfassung
183–189
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11.1 Wichtigste Ergebnisse der Arbeit und Schlussfolgerungen
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11.2 Weiterführende Aufgaben
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190–195
Glossar
190–195
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196–198
Anhang A Physiologische Parameter
196–198
Details
199–199
Anhang B Protokoll der Auswahl des Peltier-Elements
199–199
Details
200–202
Anhang C Bestimmung der Kenngrößen SM, RM und KM
200–202
Details
203–218
Literaturverzeichnis
203–218
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Frakturschwellungen – Simulationsmodelle und geregelte Therapiegeräte
Titelei/Inhaltsverzeichnis
Autoren
Annekathrin Päßler
DOI
doi.org/10.51202/9783186297174-I
ISBN print: 978-3-18-329717-7
ISBN online: 978-3-18-629717-4
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