Lebensdauermanagementsysteme in medizintechnischen Geräten und Systemen
Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2015
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| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | ger |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
2015
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| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis Kurzbeschreibung |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2015 In der vorliegenden Arbeit wird die Erarbeitung von neuen Methoden, mit denen Lebensdauermanagementsysteme zur gezielten Verlängerung der Lebensdauer eines medizinischen Systems oder Subsystems sowie eine Restlebensdauervorhersage angegeben werden können, dargestellt. Ebenso wird die wissenschaftliche Analyse von Lebensdauerfragen, die Modellierung und Simulation von lebensdauerkritischen Komponenten im betrachteten Beobachtungsraum sowie eine prototypische Lösungsrealisierung, detailliert erläutert. Der Schwerpunkt der Arbeit sind medizintechnische Systeme, welche lebensdauerkritische Komponenten, wie z.B. Leistungsquellen und Hochleistungsröhren zur Strahlungserzeugung, verwenden, deren Lebensdauer von einigen Parametern dominiert wird, die notwendigerweise genau analysiert werden müssen. Es wird dargestellt, welche Faktoren die Lebensdauer von medizintechnischen Geräten und Systemen qualitativ und quantitativ beeinflussen. Dabei wurden die Untersuchungen auf eine spezielle Geräte- bzw. Systemgruppe eingeschränkt. Das Ausfallverhalten von Leistungsquellen, wie hochmoderne Halbleiterleistungsmodulatoren für die Strahlen- bzw. Partikeltherapie sowie vor allem deren Lasten zur Strahlungserzeugung wurden untersucht. Als Lasten sind Leistungsröhren mit thermionischen oder feldemissionsgesteuerten Kathoden, sowie im Besonderen Hochleistungsröhren vom Typ Klystron, Magnetron, Thyratron und Linearbeschleuniger mit Elektronenkanonen zu verstehen. Ausgehend von der Untersuchung und Bewertung bereits existierender, oft sehr anwendungsspezifischer Verfahren und Modelle zur Lebensdauerbewertung sowie Simulationsprogramme zur Abbildung des physikalisch-technischen Verhaltens eines medizintechnischen Systems und dessen Subsysteme, wurden allgemeingültige Methoden zur Lebensdauerzustandsbeobachtung und Restlebensdauervorhersage eines medizinischen Systems oder Subsystems entwickelt.Um die innerhalb der medizintechnischen Geräte und Systeme ablaufenden Diagnose- oder Therapieanwendungen als ereignisorientierte diskrete Prozesse zu modellieren und das fortlaufende Alterungsverhalten der Geräte- bzw. Systemgruppe im Problemraum zu untersuchen, wurde eine geeignete echtzeitfähige Simulationsumgebung ausgewählt. Dabei war die Integration sowohl von Teilmodellen für die Hard- und Software des Steuerungssystems als auch der elektronischen Komponenten notwendig. Beispielhaft wurden analytische Modelle von Hochleistungsröhren, welche die dominierenden lebensdauerbestimmenden Parameter abbilden, erstellt und in die Simulation integriert. Die Vor- und Nachteile existierender Dienstsysteme für das Condition-Monitoring solcher medizinischen Systeme oder Subsysteme mit Hochleistungslasten wurden untersucht und zerlegt, um daraus einen innovativen ganzheitlichen Lösungsansatz zu entwickeln, welcher die technischen, wirtschaftlichen und kundenspezifischen Anforderungen zur gezielten Erhöhung der Verfügbarkeit von medizintechnischen Geräten und Systemen berücksichtigt und zur Beantwortung von Lebensdauer- und Restlebensdauerfragen für Leistungsquellen und deren Lasten in medizintechnischen Geräten und Systemen beiträgt. An konkreten Anwendungsbeispielen werden die einzelnen Komponenten des messwertbasierten Lebensdauermanagementsystems dargestellt. Anhand von Lifetime-Simulationen wird der Einfluss der entwickelten Methoden in Abhängigkeit zu kundenspezifischen, individuellen Belastungsprofilen sowie die daraus resultierenden Vorteile aufgezeigt. Ergänzend kann gezeigt werden, dass die entwickelten Methoden auf alle Geräteklassen mit Leistungsquellen und Lasten zur Strahlungserzeugung anwendbar ist. |
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| Beschreibung: | 243 S. Ill., graph. Darst. |