Die Mammographie als Anwendungsbeispiel der elektrischen Impedanztomographie

Die medizinische Forschung hat gezeigt, daß die frühzeitigeErkennung des Brustkrebses die Heilungschancen entscheidendverbessert. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit demVersuch, dieses Vorhaben durch die elektrischeImpedanztomographie zu realisieren. Dazu werden an der BrustElektroden angebracht, über die Strom in die Brust fließt.Zu verschiedenen Stromkonfigurationen werden die jeweilsresultierenden Potentialverteilungen gemessen, wasRückschlüsse auf die Leitfähigkeitsverteilung zuläßt. Tumorelassen sich somit aufgrund ihrer im Vergleich zu normalemGewebe anderen elektrischen Eigenschaften lokalisieren. Diese Dissertation beschreibt verschiedene in der Praxisdenkbare Vorgehensweisen. Das Problem wird in zwei und indrei Dimensionen mit ein oder mehreren Stromkonfigurationen untersucht. Im zweidimensionalen Fall werden Schnittbildervon Objekten in einem Versuchstank mit realistischenMeßdaten berechnet. Alle Untersuchungen in drei Dimensionenbeziehen sich auf künstlich generierte Daten. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Bestimmungdes Stromflusses durch Elektroden in drei Dimensionen. DieKenntnis dieser Stromdichten ist für eine präzise Behandlungdes Vorwärtsproblems von großer Bedeutung.

Medical research has shown, that early recognition of breastcancer improves crucially the healing chances. The presentwork deals with the attempt to develop a mammograph with animpedance imaging system. For that purpose differentelectrical currents are applied through a finite number ofelectrodes placed on the breast. The measurements of thecorresponding electrical potentials enables thereconstruction of the electrical conductivity distribution.Thus a tumor with electrical properties different fromnormal breast tissue can be detected. This Phd thesis describes various approaches for possiblesystems in practical use. The problem is discussed in twoand three dimensions with one or more current distributions.In the two dimensional case images of different objects in atank are obtained from realistic data. The analysis in three dimensions is based on generated data. Another major component of the work is the study of thecurrent flow through the electrodes in three dimensions. Theknowledge of these current densities is of prime importancefor a precise solution of the forward problem.