1. Burgdorfer Innopreis für Andreas Waldmann

Elektrodenarray für die elektrische Impedanztomographie

Seit einigen Jahren wird am Inselspital in Bern an der elektrischen Impedanztomographie als neues bildgebendes Verfahren geforscht. Mit diesem Verfahren können Schnittbilder des Thoraxes mit geringer Auflösung erzeugt werden. Die Aufgabe dieser Bachelorarbeit besteht auf der einen Seite aus dem Konstruieren eines Elektrodengürtels und auf der anderen Seite wird untersucht, weshalb nur 16 oder 32 und nicht 64, 128 oder sogar 1024 Elektroden eingesetzt werden, um die Auflösung zu verbessern.

EIT-Messprinzip

In der elektrischen Impedanztomographie werden die elektrischen Eigenschaften des Gewebes untersucht. Zurzeit wird dieses Verfahren vorwiegend in der Lungenüberwachung eingesetzt. Dazu werden üblicherweise 16 Elektroden um den Thorax angebracht, über zwei benachbarte Elektroden ein kleiner Wechselstrom eingespeist und mit den anderen 14 Elektroden das elektrisches Potential an der Körperoberfläche abgegriffen. Anhand eines Rückprojektionsalgorithmus wird aus den gemessenen Spannungen ein Schnittbild berechnet.

Umsetzung

In dieser Bachelorarbeit wurde ein Testaufbau konstruiert, um verschiedene Elektroden testen und charakterisieren zu können. Simulationen mit Comsol Multiphysics wurden mit den Messergebnissen am Testaufbau verglichen. Weiter zeigen die Simulationen den Verlauf von Äquipotential- und Stromlinien. In Zusammenarbeit mit Bischoff Textil AG wurde ein Elektrodengürtel aus eingestrickten, leitenden Garnen hergestellt. Dieser ermöglicht ein einfacheres Handling für den Arzt. Anhand eines bestehenden elektrischen Impedanztomographie-Gerätes wurden erste Messungen mit dem Gürtel durchgeführt.

Ausblick

Die Bachelorarbeit verschafft einen Überblick über die elektrische Impedanztomographie, ein Messverfahren, welches in Zukunft vor allem in der Lungenüberwachung von beatmeten Patienten als Ergänzung zu herkömmlichen bildgebenden Verfahren, wie Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT), eingesetzt werden könnte. Da das EIT ein kostengünstiges Verfahren ist, könnte dieses den Entwicklungsländern den Zugang zu Schnittbildern des Körperinneren ermöglichen. Der entstandene Elektrodengürtel- Prototyp muss noch weiter entwickelt werden, um eine Anwendung im klinischen Alltag zu finden.

Medizinaltechnik / Prof. Dr. Jörn Justiz, Prof. Dr. Volker Koch, Prof. Dr. Andreas Stahel
Experte: Dr. Thomas Riedel, Inselspital Bern