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Markus Grafen

• In der vorliegenden Arbeit wird eine neuartige Methodik und Software zur Faktoranalyse mehrkanaliger Daten aufgestellt und exemplarisch für die Entwicklung von drei verschiedenen, auf Schwingungsspektroskopie basierenden Messgeräten genutzt. Im Zentrum der Methodik stehen paarweise Rotationen der Basisvektoren, die den Raum der Messdaten aufspannen. Unter einer gleichzeitigen Visualisierung der rotierten und über frei vom Nutzer definierbaren Filterketten weiterverarbeiteten Daten entsteht eine direkte Interaktion, die eine händische sowie computergestützte Exploration, Extraktion und Isolation der beteiligten Faktoren ermöglicht. Die entwickelten Instrumente ermöglichen die robuste quantitative Messung der angestrebten Messgrößen: die zeitaufgelöste Messung von Ruß in der Atemluft, die zeitaufgelöste Messung von Glucose und weiteren Stoffwechselparametern an kritisch kranken Patienten sowie die Bestimmung des Absolutdrucks in versiegelten Lebensmittelbehältern.
• VIn this thesis a novel methodology and software for factor analysis of multichannel data is presented which is applied to the development of three different instruments based on vibrational spectroscopy. Central to the methodology are pairwise rotations of the basis vectors which span the space of the measurement data. When continuously visualizing the rotated and in custom filterchains further processed data, a direct interaction emerges which enables manual and computer driven exploration, extraction and isolation of contributing factors. The developed portable demonstrators enable the reliable quantitative determination of the target parameters: the time resolved measurement of elemental carbon in ambient air, the time resolved measurement of glucose and other metabolic substances in critically ill patients and the measurement of pressure in sealed beverage containers.