Lungen-Clearance

Physikalische Modelle zu den Reinigungsmechanismen im respiratorischen Trakt

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Der Autor beschäftigt sich in seiner Monographie mit der physikalischen Modellbildung in Verbindung mit Clearance-Prozessen. Diese bewirken die Entfernung von jener Partikelmasse, welche während der Inhalation im Atemtrakt deponiert wird. Anhand verschiedener theoretischer Ansätze (Compartment-Modell, stochastische Näherung) wird der Versuch unternommen, sowohl die beiden Phasen der bronchialen Clearance (schnelle und langsame) als auch den alveolären Reinigungsvorgang mit möglichst hoher Präzision zu erfassen. Die Validierung der Modelle erfolgt größtenteils mithilfe von experimentellen Daten; dabei kann den Approximationen durchweg eine zufriedenstellende Prädiktionsgüte bescheinigt werden. Neben der rein rechnerischen Erfassung der Lungen-Clearance gelangt auch ein graphisches Modell zur Vorstellung, mit dessen Unterstützung dreidimensionale Partikelverteilungen in den Luftwegen und deren Veränderungen im Zuge des Clearance-Prozesses veranschaulicht werden können. Gerade letzterer Modellansatz zeichnet sich durch seine Kompatibilität mit entsprechenden medizinischen Bildgebungsverfahren aus und stellt damit eine für die Zukunft vielversprechende Schnittstelle zwischen Physik und Medizin dar.