Untersuchung von Augengefährdungen durch scannende Lasersysteme zur Unterstützung von Entwurfsprozessen / Nico Heussner.

Format:

Book

Author/Creator:

Heussner, Nico, author.

Language:

German

Subjects (All):

Optical scanners.

Scanning systems.

Lasers.

Physical Description:

1 online resource (152 pages)

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Berlin : Logos Verlag Berlin GmbH, [2015]

Summary:

Long description: In dieser Arbeit wird erstmalig ein Modell vorgestellt, welches es ermöglicht, bereits in der Entwicklungsphase von Lasersystemen deren potentielle Augengefährdung zu bestimmen. Dazu wird ein selbst entwickeltes thermodynamisches Modell des menschlichen Auges mit einem optischen Modell kombiniert. Hierdurch entsteht eine Toolchain, mit der es möglich ist, die entstehenden Temperaturen und Schäden innerhalb des Auges in Abhängigkeit der Systemparameter präzise zu bestimmen. Als Basis der Berechnungen dient dabei ein Design des Lasersystems im Industriestandard Zemax. Die Funktionalität wird beispielhaft am Vergleich der Augengefährdungen, welche durch einen Flying-Spot-Projektor bzw. einen Digital-Light-Processing-Projektor entstehen, gezeigt. Zudem ermöglicht das vorgestellte Modell die Bestimmung idealer Behandlungsparameter für gezielte Schädigungen bei medizinischen Behandlungen des Auges. So wird beispielsweise gezeigt, wie die Netzhauttemperaturen während einer Laserkoagulation am Menschen korrekt vorhergesagt werden können. Diese Arbeit bietet so das Potential, Innovationshemmnisse bei der Entwicklung von Lasersystemen abzubauen. Die Erweiterung des Modells mit einem Sicherheitsfaktor, wie er im Laserschutzstandard verwendet wird, und die rechtliche Gleichstellung des Modells mit dem Standard könnten dazu führen, dass die Berücksichtigung des Laserschutzes im Entwicklungsprozess erleichtert wird.

Contents:

Intro

1 Motivation

2 Technische Grundlagen

2.1 Wärmetransportmechanismen

2.1.1 Wärmeleitung

2.1.2 Konvektion

2.1.3 Wärmestrahlung

2.2 Wärmetransport in Gewebe

2.3 Numerische Berechnung des Wärmetransports in Gewebe

2.3.1 Finite-Differenzen-Methode

2.3.2 Finite-Volumen-Methode

2.3.3 Erzeugung des Gitternetzes

2.3.4 Randbedingungen

2.3.5 Courant-Friedrichs-Levi Kriterium

2.4 Messmethoden

2.4.1 Infrarotmessung der Temperatur

2.4.2 Faseroptische Temperatursensoren

2.5 Raytracing

3 Medizinische Grundlagen

3.1 Das menschliche Auge

3.1.1 Sklera

3.1.2 Ziliarkörper

3.1.3 Iris

3.1.4 Chorioidea

3.1.5 Retina

3.1.6 Kornea

3.1.7 Linse

3.1.8 Augenkammern

3.1.9 Glaskörper

3.2 Laser-Gewebe Wechselwirkung / Gewebeschäden

3.2.1 Schadenstypen

3.2.2 Zusammenhang Temperatur - Schaden

3.2.3 Einfluss des Blutflusses

4 Grundlagen scannender Lasersysteme

4.1 Flying-Spot-Projektor

4.2 Scannendes Light Detection and Ranging

5 Stand der Technik

5.1 Augenmodelle

5.2 Kritik am Stand der Technik

6 Modellbildung

6.1 Modul A - Optisches Augenmodell

6.2 Modul B - Thermodynamisches Augenmodell

6.2.1 Geometrie und Gewebeeigenschaften

6.2.2 Randbedingungen an Kornea und Sklera

6.2.3 Erzeugen des Gitternetzes

6.2.4 Positionierung und Implementierung des Blutflusses

6.2.5 Temperaturberechnung

6.2.6 Schadensberechnung

7 Modellvalidierung

7.1 Validierung gegen Literatur

7.1.1 Steady-State-Validierung

7.1.2 Transiente Validierung - Temperatur

7.1.3 Transiente Validierung - Schaden

7.2 Validierung gegen Messungen an Luft

7.2.1 Vorgehen

7.2.2 Aufbau

7.2.3 Ergebnisse

7.3 Valdierung gegen Messungen unter Wasser

7.3.1 Vorgehen

7.3.2 Aufbau

7.3.3 Ergebnisse

7.3.4 Einfluss des Messsystems auf die Messung.

8 Evaluierung scannender Lasersysteme

8.1 Netzhautscanning

8.2 Vergleich DLP und FSP

9 Zusammenfassung

10 Ausblick.

Notes:

PublicationDate: 20150806

Description based on print version record.

ISBN:

3-8325-9467-1

9783832594671