Abstract:

Die Arbeit gibt eine systematische Übersicht über die elektrophysikalischen und physiologischen Grundlagen der Wirkungen von Strömen unterschiedlicher Frequenz, ausgehend vom Gleichstrom über den niederfrequenten und mittelfreguenten Strom bis zum Hochfrequenzstrom.

Abstract:

Als Folge der Erregung der einzelnen Herzmuskelzellen bildet sich im Körper ein elektrisches Potential- und Strömungsfeld aus, das auf der Körperoberfläche als Elektrokardiogramm gemessen werden kann. Der räumlich-zeitliche Verlauf der Erregung im Herzmuskel wird auf der Körperoberfläche abgebildet. Die Abbildungsfunktion zu finden, ist Gegenstand vieler Untersuchungen in der Vergangenheit gewesen. Aus theoretischen Erwägungen, die von Helmholtz (7) abgeleitet wurden, geht hervor, daß keine Eindeutigkeit zwischen der Potentialverteilung in einem quellfreien Medium und einer Quellanordnung im lnnern derselben besteht, mit anderen Worten, die Potentialverteilung auf der Körperoberfläche kann durch eine unendliche Vielzahl verschiedener Quellanordnungen im Thorax erzeugt werden. Aus diesem Grund könnte man annehmen, daß eine Ekg-Diagnostik völlig unmöglich sei. Nur durch zusätzliche Annahmen, über die zeitlich-räumliche Verteilung der Quellen im Herzmuskel wird die Vieldeutigkeit eingeschränkt. Eine Eindeutigkeit läßt sich jedoch nicht herstellen; deshalb muß eine Diagnose sich weitgehend auf den Vergleich von zeitlichen Spannungsänderungen, die unter vorgegebenen Meßbedingungen gewonnen werden, beschränken. DieVieldeutigkeit weiterhin einzuschränken, ist Ziel der Untersuchungen.

Abstract:

Knowledge of the distribution of electrical fields in the human body is of importance for scientists, engineers and physicians. This paper shows one way to achieve this knowledge by numerical calculation based on macroscopic models of the human body. An anatomical model is created by preprocessing, segmentation and classification of the digital images within the Visible Man data set. Conductivity models are derived, which describe the distribution of electrical conductivity in the human body. A conductivity model is applied to solve an exemplary forward problem in electrophysiology, which consist of the calculation of the electrical field distribution arising from cardiac sources. The cardiac sources are obtained by a model of the excitation process within the heart. The calculation of electrical fields is carried out numerically by employing the finite difference method.

Abstract:

This paper is the extension of a detailed anatomical model (Sachse et al., 1996a) (Sachse et al., 1996b) with the three-dimensional orientation of skeletal muscle fibres (Figure 1). The orientation is interpolated basing on two sets with restrictions of different types. The first set consists of points for which the orientation is known. The second set consists of points with an assigned normal of orientation. These sets are created by detection with manual or automatic methods using techniques of digital image processing. The interpolation works iteratively employing the averaging orientations in the 6-neighbourhood. The average of neighbouring orientations is calculated by determination of their principal axis.

Abstract:

Wir präsentieren einen Algorithmus zur Erstellung von Finite Elemente Modellen des menschlichen Körpers. Ein von uns entwickelter Netzgenerator zerlegt ein durch Voxeldaten vorgegebenes Volumen in ein unstrukturiertes Tetraedergitter, welches das Delaunay Kriterium erfüllt. Sind die Ausgangsdaten gewebeklassifiziert, so erfolgt die Modellerzeugung basierend auf einem Teile und Herrsche Algorithmus automatisch, bei unklassifizierten Voxeldaten können unterstützend Grenzflächen mit Aktiven Konturen oder Marching Cubes erzeugt werden.

Abstract:

This study deals with the forward problem in electrocardiography, which consists of computing the electrical potential distribution in the human body due to cardiac sources. Thereby, an important task is the selection of appropriate models, because their properties determine the quality and costs of the solution of the forward problem. Subject of this study is an examination, which regions of the body should be included in impedance models. Therefore, different impedance models, varying in position and size, are examined. They were derived from a realistically shaped, highly detailed anatomical model. The model originates from tomographies of the Visible Man dataset, National Library of Medicine, Bethesda, Maryland (USA), using techniques of digital image processing. The examination is carried out by analysis and comparison of computed body surface potential maps, which are numerically calculated based on a set of different models using the finite difference method

Abstract:

Numerical methods like finite difference methods (FD), finite integration techniques (FIT), the boundary element method (BEM) or the finite element method (FE) have been proven to be powerful tools for the calculation of electric, magnetic, electromagnetic and thermal fields.