Eine computergestützte Laserbestrahlungs-Apparatur für die Photothermale Therapie (PTT). Aufbau und Erprobung

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung
• 2. Aufgabenstellung und Zielsetzung
• 2.1. Einstellen der Bestrahlungsparamater selektiv
• 2.2. Einstellung der Bestrahlungsparameter gruppiert
• 3. Grundlagen
• 3.1. RS-232
• 3.2. D/A-Wandlung
• 3.3. Schrittmotoren
• 4. Ist-Zustand der Hardware
• 4.1. Aufbau
• 5. Steuerung
• 6. Anforderungen an das LICSY
• 6.1. Anforderung an die Entwicklungsumgebung
• 6.2. Anforderungen an das Anwenderprogramm
• 6.2.1. Struktur
• 6.2.2. Modularität
• 6.2.3. Erweiterbarkeit
• 6.3. Funktionale Anforderungen
• 6.3.1. Vorgabe von Bestrahlungsparametern
• 6.3.2. Referenzfahrt
• 6.3.3. Vorheizen des Lasers
• 6.3.4. Parkposition nach Abarbeitung
• 6.3.5. Anforderung an den Ablauf
• 6.4. Anforderungen an die Sicherheit
• 6.5. Anforderungen an die Benutzeroberfläche
• 7. Realisierung und Implementierung
• 7.1. Steuerung
• 7.1.1. RS-232 Einbinden
• 7.1.2. Tabellenwerte einlesen
• 7.1.3. Tabellenwerte ausgeben
• 7.1.4. Teilen in zwei Bytes
• 7.2. Software-Grundstruktur des LICSYS
• 7.2.1. Event-Struktur
• 7.2.2. Zustandsautomat
• 7.2.3. Producer/Consumer Loop
• 7.2.4. Funktionale globale Variable
• 7.3. Benutzeroberfläche
• 7.3.1. Aufbau
• 7.3.2. Sicherheit
• 7.3.3. Komfort
• 8. Einsatz des Systems
• 8.1. Synthese und Funktionalisierung von Gold-Nanostäbchen
• 8.2. Isolation von Immunzellen
• 8.3. Bestrahlung im Versuchsaufbau
• 8.4. Ergebnisse und Fazit
• 9. Zusammenfassung und Ausblick
• 10. Anhang
• 10.1. Programm
• 10.1.1. Project Explorer
• 10.1.2. Main VI und Producer Consumer Loops
• 10.1.3. Sub VIS
• 10.1.4. Controls
• 11. Literaturverzeichnis
• 12. Abkürzungsverzeichnis
• 13. Abbildungsverzeichnis
• 14. Tabellenverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Aufbau und der Erprobung einer computergestützten Laserbestrahlungs-Apparatur für die Photothermale Therapie (PTT). Die Arbeit zielt darauf ab, eine sichere und benutzerfreundliche Apparatur zu entwickeln, die die gezielte Bestrahlung von Zellen mit Laserlicht ermöglicht. Die Apparatur soll dabei die flexible Einstellung und Steuerung der Bestrahlungsparameter, wie Laserleistung, Bestrahlungsdauer und -position, ermöglichen.

• Entwicklung einer computergestützten Laserbestrahlungs-Apparatur
• Steuerung der Bestrahlungsparameter für die Photothermale Therapie
• Sicherstellung der Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Systems
• Einsatz der Apparatur in der Forschung an der Photothermalen Therapie
• Erprobung und Evaluierung des entwickelten Systems

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Relevanz der Photothermalen Therapie (PTT) als vielversprechende Alternative zur Behandlung von Krebserkrankungen dar. Sie beleuchtet die Herausforderungen konventioneller Therapieformen wie Chemotherapie, Strahlentherapie und chirurgische Resektion und führt die Vorteile der PTT mit Gold-Nanopartikeln aus. Die Einleitung erläutert die Funktionsweise der PTT und die Mechanismen, die zur Schädigung der Krebszellen führen.

Kapitel 2 definiert die Aufgabenstellung und Zielsetzung der Arbeit. Es werden die spezifischen Anforderungen an die computergestützte Laserbestrahlungs-Apparatur, die die Durchführung von PTT ermöglicht, erläutert. Die Kapitel beschreibt die notwendigen Funktionen, die die Apparatur erfüllen muss, um die flexible Einstellung und Steuerung der Bestrahlungsparameter zu ermöglichen.

Kapitel 3 behandelt die technischen Grundlagen der Apparatur. Es werden die Funktionsweisen der verwendeten Komponenten, wie RS-232 Schnittstellen, D/A-Wandler und Schrittmotoren, detailliert erklärt. Dieses Kapitel liefert das technische Fundament für die Entwicklung und Realisierung des Systems.

Kapitel 4 beschreibt den Ist-Zustand der Hardware, auf der die Apparatur aufgebaut ist. Es werden die spezifischen Komponenten und deren Eigenschaften sowie die bestehende Konfiguration des Systems vorgestellt. Dieses Kapitel legt den Grundstein für die Weiterentwicklung und die Implementierung der neuen Apparatur.

Kapitel 5 präsentiert die Steuerung der Apparatur. Dieses Kapitel beschäftigt sich mit der Steuerung der Bestrahlungsparameter und der Kommunikation zwischen den verschiedenen Komponenten des Systems. Es werden die Funktionsweisen der Steuerungslogik und die Datenübertragungsprozesse im Detail erläutert.

Kapitel 6 definiert die Anforderungen an das LICSY, die Software, welche die Apparatur steuert. Es werden die Anforderungen an die Entwicklungsumgebung, das Anwenderprogramm sowie die funktionalen Anforderungen, die Sicherheit und die Benutzeroberfläche des LICSY definiert. Diese Anforderungen dienen als Leitfaden für die Entwicklung und Implementierung der Software.

Kapitel 7 beschreibt die Realisierung und Implementierung der Apparatur. Es werden die einzelnen Schritte der Entwicklung, die verwendeten Programmiersprachen, die eingesetzten Tools und die konkrete Umsetzung der Funktionen erläutert. Dieses Kapitel zeigt die praktische Umsetzung der in den vorherigen Kapiteln definierten Anforderungen.

Kapitel 8 behandelt den Einsatz des entwickelten Systems. Es werden konkrete Anwendungsbeispiele aus der Forschung an der Photothermalen Therapie vorgestellt. Das Kapitel beschreibt die Synthese und Funktionalisierung von Gold-Nanostäbchen, die Isolation von Immunzellen und die Bestrahlung im Versuchsaufbau.

Schlüsselwörter

Photothermale Therapie (PTT), Laserbestrahlung, Gold-Nanopartikel, Krebserkrankungen, Zelltod, Apparatur, Steuerung, Softwareentwicklung, Sicherheit, Benutzeroberfläche, Forschungsanwendungen.