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Medizin (Subject) / Physik KMP2 (Lesson)
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- 3 wesentliche Parameter für medizinische Laser Wellenlänge, Leistungsdichte, Pulsdauer
- CO2-Laser Zielgewebe Wasser
- Argon-Ionen-Laser Zielgewebe Blut (und Melanin)
- Excimer-Laser UV, Zielgewebe Hornhaut
- Neodym-Yag-Laser große Eindringtiefe
- sphärische Aberration unterschiedliche Brennweite für achsennahe und achsenferne Strahlen
- Laserlicht Licht, hoher Kohärenzlänge, spektraler Schärfe und Intensität
- Wechselwirkungszeit Einwirk- bzw. Pulsdauer
- Photochemische Prozesse Licht regt Moleküle an und induziert eine chemische Reaktion z.B.: photosynthese, Katalytische Wirkung von Photosensitizern
- Thermische Prozesse medizinischer Laser GErinnung, Verdampfung, Verkohlung, Schmelzen
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- 5 Bereiche medizinischer Laser Photochemische Prozesse, Thermische Prozesse, Photoablation, plasmainduzierte Ablation, PHotodisruption
- Photoablation Aufbrechen von Molekülbindungen durch die energiereichen UV-Photonen
- Aperturblende bestimmt die Helligkeit
- Gesichtsfeldblende bestimmt die Größe des ausgeleuchteten Bereichs
- Auflösungsvermögen kleinster Abstand zweier kleiner Objekte (Punkte), deren Bilder (Beugungsscheibchen) noch deutlich getrennt werden können
- numerische Apertur anguläre Lichtsammelkapazität - Produkt aus der Brechzahl und dem Sinus des Winkels Alpha
- Hellfeld ohne Obekt, Gesichtsfeld gleichmäßig ausgeleuchtet
- Dunkelfeld das nicht am Objekt gebeugte Licht wird am Objektiv vorbeigeführt; Bereich ohne Objekt: dunkel
- Fluoreszenz-Mikroskopie durch Bestrahlung mit UV / sichtbarem Licht werden bestimmte Stoffe zur Fluoreszenz angeregt
- Lichtmikroskop optische Abbildung mit Licht Auflösung 200 nm Vergrößerung: 10-1000 x Anwendung: Gewebeschnitte, Zellen Nachteil: begrenztes Auflösungsvermögen
- Ultraschall-Mikroskop Optische Abbildung mit Schall Auflösung: 0,5 μm (bei 3 GHz) Anwendung: Materialprüfung Vorteil: Kontrast durch elastische Eigenschaften
- konfokales LSM (Laser-Scanning-Microscope) 3D-Schichtbilder erstellbar Auflösung: 100 nm Anwendung: dicke, transparente Proben Vorteile: Kontrast, nicht invasiv
- SNOM (Scanning-Nearfield-Optical Microscope) - Rasternahfeldmikroskop optisches Nahfeld (gewebeschonend, kombinierte Inforamtion (Ort+ Fluoreszenz), ABER: Artefakte Auflösung: < 100 nm Anwendung: Einzelmoleküle, Lokalisation markierter Antikörper
- TEM - Transmissionselektronen-Mikroskop Durchstrahlung mit Elektronen (hohe Auflösung, aufwendige Gewebepräparation) Auflösung: 0,2 nm Anwendung: 40-150 nm Schnitte, kleine Partikel auf dünnen Membranen,
- REM - Raster-Elektronen-Mikroskop Sekundärelektronen Auflösung: 3-6 nm Anwendung: behandelte Oberflächen Vorteil: hohe Auflösung Nachteile: aufwendige Gewebepräparation, Ultrahochvakuum
- AFM - Atomic Force Microscope Ablenkung einer Rasterspitze Auflösung: 0,1 nm Anwendung: Atomgitter, Moleküle, Zellen, Chromosomen Vorteile: hohe Auflösung, vielseitig
- Plasmamembran der Zelle Doppelschicht aus Phospholipiden
- Aktionspotenzial schnelle Änderung des Ruhepotenzials durch einen elektrischen Reiz oberhalb einer bestimmten Reizschwelle
- Ruhepotential Spannung, die zwischen Zellinnerem und Extrazellulärraum herrscht
- Depolarisation Potenzialdifferenz baut sich ab
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- Repolarisation Ruhepotential wird selbständig wieder aufgebaut
- EKG - Elektrokardiogramm registriert den elektrischen Erregungszustand des Herzens bzw. Aktivität der Herzmuskelfasern (durch Aufzeichnung von Potenzialdifferenzen)
- EKG-Kurve zeitliche Änderung der Potenzialdifferenz als Resultat der Projektion der ‚Ableitungs’richtung auf den momentanen Herzdipol
- P-Welle Erregungseintritt in Vorhof
- QRS-Komplex Erregungseintritt in die Kammer
- T-Welle Erregungsrückbildung in der Kammer
- Einthoven-Dreieck elektrische Potenzialdifferenzen = elektrische Spannungen an Körperoberfläche(!) mittels dreier Elektroden; drei Standardableitungen nach Einthoven: rechter Arm, linker Arm, linkes Bein
- das elektrische Feld ist im Körper abgeschwächt und verzerrt durch die ... relativ hohe Leitfähigkeit und Polarisierbarkeit des Körpers
- Vorhofflimmern Ungeordnete Erregung von Vorhofbezirken - kaum hämodynamische Auswirkungen
- EEG - Elektroenzephalografie elektrische Aktivität des Gehirns: mehrere Elektroden auf Kopfhaut plus Referenzelektrode: misst räumliche Lokalisation und zeitliches Muster der Potenzialdifferenzen
- EEG Anwendungen zur Diagnose neurologischer Erkrankungen zur Steuerung von Prothesen und Kommunikationscomputern
- Elektromyografie (EMG) zeichnet die Potenzialänderungen an Muskeln auf (ein Muskel, mehrere Muskeln, einzelne Muskelfasern)
- Elektrostatisches Feld der Erdoberfläche durchschnittlich 100 – 200 V/m
- Hydrostatik Gleichgewicht der Kräfte in ruhenden Flüssigkeiten
- hydrostatisches Paradoxon der Druck auf den Boden eines Gefäßes der Bodenfläche (A) hängt nur von der Füllhöhe (h) des Gefäßes ab – nicht aber von dessen Form
- Harndichtebestimmung mit Aräometer je größer die Einsinktiefe der Senkspindel, desto geringer die Dichte der Flüssigkeit
- Oberflächenspannung (= spezifische Oberflächenenergie) σ = ΔE / ΔAΔA… Vergrößerung der OberflächeΔE…Oberflächenenergie = Energie die dazu aufgebracht werden muss
- stationäre Strömung keine zeitlichen Durchflussänderungen an einem bestimmten Ort
- Volumenstromstärke (-durchfluss) pro Zeiteinheit durchströmende Flüssigkeitsvolumen Iv = V(olumen) / t = v*An v... Geschwindigkeit An .. durchströmte Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung
- Herzminutenvolumen Schlagvolumen × Herzfrequenz (in der Aorta) in Ruhe:70 cm3 × 70/min ≈ 5 l/min (Spitzen bis zu 20-30 l/min möglich)