Systemsimulation zur
pulmonalen Funktionsdiagnostik

Abstract

Im Rahmen des Forschungsverbundes Mikrosystemtechnik II (ForMikroSys) wurde am  Frauenhofer Institut ein Gerät zur pulmonalen Funktionsdiagnostik entwickelt, das unter anderem im Hauptstromverfahren das von einem Menschen ausgeatmete Gasvolumen analysiert. Die Aufgabe dieser Arbeit war es, eine Systemsimulation mit Hilfe des Softwarepaketes LabVIEW 5.0 zu entwerfen, die den optischen Meßvorgang der Gaskonzentrationsanalyse nachbildet. Hierzu wurde zunächst eine Lungensimulation angefertigt, die an ihrem Ausgang die Kurven zu den wichtigsten Atemformen unter Berücksichtigung der drei häufigsten Lungenkrankheiten bereithält. Mit diesen Daten als Eingangswerte für die anschließende Sensorsimulation konnten sowohl der optische Detektor, als auch die nachgeschaltete systemtheoretische Signalverarbeitung simuliert werden. Dabei wurde die Simulation so entwickelt, daß sämtliche Sensoreigenschaften sowie systemtheoretische Parameter vom Benutzer frei gewählt werden können. Als Ergebnis bietet die Sensorsimulation die maximale Abweichung zwischen den aus der Lungensimulation gewonnenen Werten und denen, die während der Sensorsimulation errechnet wurden. Über eine tabellarische oder auch graphische Ausgabe kann die Einhaltung der innerhalb des Projektes vorgegebenen Spezifikationen überprüft werden.