Entwicklung und Anwendung einer neuen Feldberechnungsmethode in der biomedizinischen Technik

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Bojana Petkovic
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271533044

Wir schlagen die Entwicklung und Anwendung einer neuen numerischen Feldberechnungsmethode für Anwendungen in der Biomedizintechnik vor. Diese neuartige Hybrid-Randelementmethode (HREM), welche auf dem äquivalenten Elektrodenverfahren basiert, erfordert keine numerische Integration. Darüber hinaus werden nur geringe Rechenzeiten und wenig Speiderkapazität benötigt. HREM kann auch für anisotrope Materialeigenschaften angewendet werden (z.B. anisotrope Leitfähigkeit). HREM wird zur Berechnung von elektrischer und magnetischer Aktivität neuronaler Quellen in Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetenzephalographie (MEG) eingesetzt werden. Außerdem wird sie zur Modellierung der elektrischen und magnetischen Aktivität des menschlichen Herzens in Elektrokardiographie (EKG) und Magnetokardiographie (MKG) dienen. Ferner wird das Verfahren zur Lösung eines allgemeinen magnetostatischen Problems in der Transkranielle Magnetstimulation (TMS) angewendet werden. Zur Verifizierung der Vorwärtslösung werden die Ergebnisse mit bekannten analytischen Lösungen für einfache Kopf- und Rumpf-Modelle und etablierten numerischen Lösungen für realistisch geformte Modelle der entsprechenden menschlichen Körperteile verglichen. Die HREM wird in eine vorhandene Software zur Quellenrekonstruktion eingebunden.Das Ergebnis dieses Projektes wird ein neues Verfahren zur Vorwärtslösung von EEG, MEG, EKG, MKG und TMS sein, welches in einer Open-Source-Bibliothek zur Verfügung stehen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Mitverantwortliche: Professor Dr.-Ing. Jens Haueisen; Professor Dr. Luca di Rienzo