05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Messsysteme zur Untersuchung einer möglichen Beeinflussung des Menschen durch elektromagnetische Felder(2003) Waldmann, Jan; Landstorfer, Friedrich (Prof. Dr.-Ing. habil.)Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Charakterisierung von Mess-systemen zur Bestimmung einer möglichen Beeinflussung des menschlichen Körpers durch elektromagnetische Felder. Exemplarisch werden anhand von drei Beispielen Messsysteme vorgestellt, mit deren Hilfe diese mögliche Beeinflussung untersucht werden kann. Dabei werden neben thermischen Wirkungen elektromagnetischer Wellen, also der Erwärmung des Gewebes auf Grund absorbierter Feldenergie, auch nicht-thermische Wirkungen, d.h. direkte Wirkungen elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Organismus, und Wirkungen auf medizinische Hilfsgeräte (z.B. implantierte Herzschrittmacher) untersucht. Nach einer Einführung in Kapitel 1 wird im Kapitel 2 eine grundsätzliche Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen entwickelt, aus der die für diese Arbeit relevanten Eigenschaften elektromagnetischer Felder abgeleitet werden. Es werden die Zusammenhänge zwischen Nah- und Fernfeldern dargestellt sowie die Beschreibungen dieser Felder für messtechnische Zwecke. Mit dieser für Messungen geeigneten Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen im Hochfrequenzbereich (in dieser Arbeit werden nur Frequenzen oberhalb von 1 MHz betrachtet) werden in Kapitel 3 nationale und internationale Vorschriften und Normen zusammengefasst, die für die weitere Betrachtung von Wirkungen elektromagnetischer Wellen auf den Menschen von Bedeutung sind. Ebenso wird die Methode der Ersatzfeldstärken erläutert und im Zusammenhang mit normativen Vorgaben diskutiert. Ausgehend von der grundsätzlichen Beschreibung elektromagnetische Felder und Wellen und den Forderungen, die sich aus den entsprechenden Normen und Vorschriften ergeben, werden in den sich anschliessenden Kapiteln Messsysteme und Messungen vorgestellt, mit denen eine mögliche Beeinflussung des Menschen durch elektromagnetische Felder bestimmt werden sollen. Gemäß der Unterteilung möglicher Wirkungen in thermische und nicht-thermische sowie Wirkungen auf Medizingeräte, die wiederum direkt den Menschen beeinflussen, wird in den Kapiteln 4 und 5 ein Messsystem entwickelt, mit dessen Hilfe einfach und genau elektrische und magnetische Feldstärken gemessen werden können. Mit diesem Messsystem können genaue Informationen über die Art und v.a. die Stärke der möglicherweise gefährdenden elektromagnetischen Felder gewonnen werden und damit die thermische Wirkungen auf den Menschen ermittelt und gegebenenfalls vermieden werden. Besonderes Augenmerk wird neben der technischen Realisierung eines normgemäßen Messvorgangs auch auf eine mögliche Beeinflussung des Messvorgangs und des Messergebnisses durch den Anwender und das zu messende Signal selbst gelegt. Als Beispiel eines Messsystems zur Bestimmung des Einflusses elektromagnetischer Felder auf Medizingeräte wird in Kapitel 6 ein im Menschen implantierter Herzschrittmacher untersucht. Dabei steht der Vorgang der Störeinkopplung eines äußeren Feldes in den im Menschen implantierten Herzschrittmacher im Vordergrund. Die tatsächliche Störbeeinflussung der Herzschrittmacher-Steuerung und die daraus resultierende mögliche Beeinflussung oder gar die Gefährdung des Herzschrittmacherpatienten muss jedoch auch von medizinischer Seite bewertet werden und wird in dieser Arbeit nicht untersucht. Abschliessend wird in Kapitel 7 ein Messsystem bzw. ein Messaufbau vorgestellt, mit dem versucht wird, nicht-thermische Wirkungen von höchstfrequenten Signalen (77 GHz) auf den Menschen und speziell das vegetative Nervensystem zu untersuchen. Neben den eingesetzten Messsystemen werden auch die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen präsentiert und diskutiert.