Entwicklung eines optoakustischen Verfahrens zur Bestimmung der optischen Eigenschaften von menschlicher Haut in vivo mittels eines probabilistischen Ansatzes nach Bayes
Die Entwicklung einer zuverlässigen Methode zur Bestimmung der optischen Eigenschaften von menschlicher Haut in vivo im ultravioletten Wellenlängenbereich ist Thema dieser Arbeit. Diese neue Methode ermöglicht es, die Lichtverteilung von UV-Strahlung in menschlicher Haut genauer zu charakterisieren und damit einen besseren Zugang zu den in ihr stattfindenden UV-Reaktionsmechanismen zu erlangen.
Mit der Optoakustik ist es möglich, mit sehr geringen Anregungsenergien wellenlängen- und tiefenaufgelöste optische Eigenschaften in vivo zu bestimmen. Dafür wird ein kurzer Laserpuls auf die Haut appliziert, der dort ein Druckprofil induziert, das die Lichtverteilung im bestrahlten Volumen widerspiegelt und als Ultraschalltransiente an der Hautoberfläche detektiert werden kann. Die Optoakustik ermöglicht somit nicht-invasive Messungen mit einer deutlich reduzierter UV-Belastung für die Probanden im Vergleich zu konventionellen, rein optischen Methoden.
Es wird ein Messsystem präsentiert, das den experimentellen Anforderungen für wellenlängenaufgelöste Studien in vivo gerecht wird. Es erlaubt dabei die Induzierung und Detektion von optoakustischen Transienten mit minimalen UV-Dosen. Die mit dem entwickelten System aufgenommenen, hochdynamischen Messsignale haben aufgrund der geringen Anregungsenergie ein sehr kleines Signal-zu-Rausch-Verhältnis und sind zudem mit Störungen überlagert, sodass deren Auswertung mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Aus diesem Grund wird die Bestimmung der Absorptionskoeffizienten durch einen neuen Ansatz über einen Vergleich von simulierten Transienten mit Messungen durchgeführt. Zudem ist es für die zuverlässige Bestimmung der Absorptionskoeffizienten notwendig, die gerade genannten Unsicherheiten explizit zu modellieren. Im neuen Analyseverfahren ist dies erstmalig durch einen probabilistischen Ansatz realisiert. Für die Auswertung der Messsignale wird eine Simulation optoakustischer Transienten aufgestellt, die deren Induzierung, Ausbreitung und Umwandlung am Detektor in einem realitätsnahen experimentellen Umfeld berechnet. Die Umwandlung der Druckwelle am Detektor wird daher analog zur Leitungstheorie mit einer Übertragungsfunktion modelliert, welche die simulierte Druckwelle auf die tatsächlich gemessene elektrische Spannung am Ultraschallwandler abbildet und den hier gewählten neuen Ansatz erst ermöglicht.
Die robuste Arbeitsweise der entwickelten Methode bestätigt sich in der Analyse von 5200 Messungen an Gewebephantomen mit bekannten Absorptionskoeffizienten. Darüber hinaus zeigen exemplarische Messungen in vivo bei verschiedenen Hautarealen der Probanden signifikante, wellenlängenabhängige Absorptionskoeffizientenunterschiede und individuelle Unterschiede der Probanden untereinander auf. Auch andere biologische Gewebe sind erfolgreich untersucht worden und bestätigen die Flexibilität dieser neuen Methode. Zum ersten Mal können bei der Bestimmung der Absorptionseigenschaften der Haut mit dem probabilistischen Ansatz Unsicherheiten, wie sie bei Studien in vivo vorliegen, aus dem Messsystem explizit modelliert und aufgefangen werden. Dies ermöglicht erstmals die direkte Bestimmung von wellenlängenabhängigen Absorptionseigenschaften der Haut in vivo mit hinreichender Genauigkeit. Es eröffnet damit die Möglichkeit, weitere Untersuchungen an menschlicher Haut durchzuführen, um deren Reaktionen auf UV-Licht besser zu verstehen.
Kaufen Sie hier:
Horizontale Tabs
Weitere E-Books zum Thema: Physik - Biophysik - Bionik
Dieses Übungsbuch ist aus langjähriger Lehrtätigkeit entstanden. Über 85 Aufgaben und Beispiele zur Thermodynamik sollen Ingenieurstudenten praxisnah die Grundlagen der im…
Dieses Übungsbuch ist aus langjähriger Lehrtätigkeit entstanden. Über 85 Aufgaben und Beispiele zur Thermodynamik sollen Ingenieurstudenten praxisnah die Grundlagen der im…
Lärm gehört zu den gravierendsten Umweltbelastungen. Vermeidung von Lärm und Lärmschutz gehören deshalb zu den wichtigsten Aufgaben bei der Konstruktion von Maschinen, Land-, Luft- und…
Lärm gehört zu den gravierendsten Umweltbelastungen. Vermeidung von Lärm und Lärmschutz gehören deshalb zu den wichtigsten Aufgaben bei der Konstruktion von Maschinen, Land-, Luft- und…
Die Überarbeitung für die 10. deutschsprachige Auflage von Hermann Schlichtings Standardwerk wurde wiederum von Klaus Gersten geleitet, der schon die umfassende Neuformulierung der 9. Auflage…
Die Überarbeitung für die 10. deutschsprachige Auflage von Hermann Schlichtings Standardwerk wurde wiederum von Klaus Gersten geleitet, der schon die umfassende Neuformulierung der 9. Auflage…
Die Überarbeitung für die 10. deutschsprachige Auflage von Hermann Schlichtings Standardwerk wurde wiederum von Klaus Gersten geleitet, der schon die umfassende Neuformulierung der 9. Auflage…
Die Überarbeitung für die 10. deutschsprachige Auflage von Hermann Schlichtings Standardwerk wurde wiederum von Klaus Gersten geleitet, der schon die umfassende Neuformulierung der 9. Auflage…
Das Buch bietet einen komprimierten Überblick über die etablierten Strömungsmesstechniken einschließlich der neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der bildgebenden Messverfahren. Im Vordergrund stehen…
Das Buch bietet einen komprimierten Überblick über die etablierten Strömungsmesstechniken einschließlich der neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der bildgebenden Messverfahren. Im Vordergrund stehen…
MENSCHEN. das magazin informiert über Themen, die das Zusammenleben von Menschen in der Gesellschaft bestimmen -und dies konsequent aus Perspektive der Betroffenen. Die Menschen, um die es geht, ...
Card-Forum ist das marktführende Magazin im Themenbereich der kartengestützten Systeme für Zahlung und Identifikation, Telekommunikation und Kundenbindung sowie der damit verwandten und ...
La Revista de Bayer CropScience para la Agricultura ModernaPflanzenschutzmagazin für den Landwirt, landwirtschaftlichen Berater, Händler und am Thema Interessierten mit umfassender ...
Die Zeitschrift für Blas- und Spielleutemusik in NRW
- Informationen aus dem Volksmusikerbund NRW - Berichte aus 23 Kreisverbänden mit über 1000 Blasorchestern, Spielmanns- und Fanfarenzügen - ...
Lesen Sie aktuelle Reportagen und Hintergrundberichte über das weltweite Engagement von Christinnen und Christen. Erhalten Sie kompakte Informationen zu den Themen Mission, Kirchen und Christen in ...
"Der Hessische Obst- und Gartenbau" ist die Monatszeitschrift des Landesverbandes Hessen für Obstbau, Garten und Landschaftspflege e.V.. Probeexemplare werden nur nach Hessen versendet. Es wird ...
Prüfungs- und Praxiswissen für Ihre Ausbildung.
Mehr Erfolg in der Ausbildung, sicher in alle Prüfungen gehen, im Beruf jeden Tag überzeugen: „Die Kaufleute für Büromanagement“ ist die ...
VideoMarkt – besser unterhalten. VideoMarkt deckt die gesamte Videobranche ab: Videoverkauf, Videoverleih und digitale Distribution. Das komplette Serviceangebot von VideoMarkt unterstützt die ...
Deutschlands aktuelleste Finanz-Wochenzeitung
Jede Woche neu bietet €uro am Sonntag Antworten auf die wichtigsten Fragen zu den Themen Geldanlage und Vermögensaufbau. Auch komplexe Sachverhalte ...
Über »Evangelische Theologie«
In interdisziplinären Themenheften gibt die Evangelische Theologie entscheidende Impulse, die komplexe Einheit der Theologie wahrzunehmen. Neben den Themenheften ...