Diagnostik und Verlaufskontrolle von Lungenerkrankungen anhand exhalierter Aerosole (Untersuchung des Aerosoltransports)

Eine gezieltere Diagnostik für krankhaft veränderte Lungen aufbauend auf deren Exhalatverteilung erfordert eine weitergehende Untersuchung des Partikeltransmits und Partikeldeposition in obstruktiven und gesunden Lungen.在第一个解释中，在对由重力引起的Lungen的分析中，第一个分叉处的三维Strömungsfeld在韦尔登引起的静止分叉中具有重要意义。在数值模拟中，三维Strömungsfeld在一个真实的Lungengeometrie中显示了一个Webel边界的Verzweigungsstruktur。Die Gegenüberstellung der experimentellen and numerischen Ergebnisse zeigte eine überzeugende Überestimmung。通过对铁路路基的模拟，得出了铁路路基沉降的基本规律。Weiterhin zeigte sich mit einem vereinfachten eindimensionalen Modell，dass etwa beim Auftreten von Pendelluft hochfrequente Strömungszustände auftreten.在第二次悲剧中，他在前花园中的障碍性冲刺。几何修正的影响是在Strömungsfeld中由Wirbelstrukturen产生的，它通过脉动的Strömung Einfluss作用于Partikel的Koaleszenz，并在韦尔登中产生。首先，韦尔登进行数值分析和三维结构的数值模拟。因此，我们可以将这一部分模型作为Koaleszenz的运行机制。本文介绍了分流原理实验的韦尔登的主要内容，即分流的机理和在呼出气中的沉积。该实验对多平面粒子图像测速技术进行了分析，并对三维空间的流场进行了测量。通过数值和实验研究了肺阻塞的发生和时间，并对肺阻塞对呼气的影响进行了研究。

Eine gezieltere Diagnostik für krankhaft veränderte Lungen aufbauend auf deren Exhalatverteilung erfordert eine weitergehende Untersuchung des Partikeltransports und Partikeldeposition in obstruktiven und gesunden Lungen. In der ersten Antragsphase, in der Analysen für gesunde Lungen durchgeführt wurden, konnten bereits grundlegende Erkenntnisse über das dreidimensionale Strömungsfeld in der ersten Bifurkation bei stationärer Durchströmung gewonnen werden. In den numerischen Simulationen wurde das dreidimensionale Strömungsfeld in einer realen Lungengeometrie sowie einer Verzweigungsstruktur nach Weibel berechnet. Die Gegenüberstellung der experimentellen und numerischen Ergebnisse zeigte eine überzeugende Übereinstimmung. Die Simulation der Partikelbahnen ergab, dass aufgrund der geringen Partikelmassen nahezu keine Sedimentation stattfindet. Weiterhin zeigte sich mit einem vereinfachten eindimensionalen Modell, dass etwa beim Auftreten von Pendelluft hochfrequente Strömungszustände auftreten. In der zweiten Antragsphase steht die obstruktive Lunge im Vordergrund. Infolge der geometrischen Modifikation ist von veränderten Wirbelstrukturen im Strömungsfeld auszugehen, die in Wechselwirkung mit der pulsatilen Strömung Einfluss auf die Koaleszenz der Partikel und somit auf die Exhalatverteilung haben werden. Dementsprechend werden die numerischen Analysen auf instationäre Simulationen des dreidimensionalen Strömungsfeldes in den oberen Verzweigungskanälen der Lunge ausgedehnt. Darüber hinaus wird das Partikelmodell bezüglich des Mechanismus der Koaleszenz erweitert. Durch Prinzipexperimente an Bifurkationselementen werden weitere Informationen über die Mechanismen der Partikelkoaleszenz und -deposition bezüglich Partikeldichte und Größe bei der Exhalation gewonnen. Die weiteren experimentellen Analysen bauen auf der Multiplane Particle-Image Velocimetry auf, um das dreidimensionale Strömungsfeld der oberen Atemwege für oszillierende Strömungen zu vermessen. Insgesamt erfolgen die numerischen und experimentellen Untersuchungen an gesunden und chronisch obstruktiven Lungen, um durch Vergleich der Daten den Einfluss des Zustands der Lunge auf die Exhalatverteilung zu zeigen.