Optimierung von LED-Beleuchtungseinheiten für medizinische Anwendungen unter Berücksichtigung der Reflexionseigenschaften biologischer Gewebe

Die LED-Technologie bietet die Möglichkeit der spektralen Steuerung, was bei der Beleuchtung biologischer Gewebe vorteilhaft sein kann: Die Farbwahrnehmung und die Abgrenzung von Farbunterschieden in den Gewebestrukturen kann durch die Beleuchtung mit geeigneten Spektren verbessert werden. Die Eignung eines Spektrums zur Beleuchtung eines spezifischen Gewebes lässt sich jedoch nur unter der Voraussetzung prüfen, dass die Reflexionseigenschaften des Gewebes bekannt sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die bidirektionalen Reflexionsverteilungsfunktionen (BRDF) biologischer Gewebe systematisch erfasst werden können. Als Grundlage für die BRDF-Messungen dient eine steuerbare Multi-LED-Beleuchtungseinheit, mit der jedes beliebige Spektrum im sichtbaren Bereich generiert werden kann. Anhand der gemessenen BRDF erfolgt eine Optimierung der Farbabstände mit Hilfe eines mathematischen Algorithmus, der die Intensität jeder LED variiert. Die Zielfunktionen dieser mathematischen Optimierung sind die Maximierung des Farbabstands ΔE00 und des allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra.