Grundlagen Biomedizinischer Technik
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Scharfetter
Trajanoski
Prüfungen
Prüfung 28. 01. 2005
1. Wie funktioniert der Austausch von Substanzen über Epithelien hinweg? Über sekundär aktiven Transport: Der Natriumkonzentrationsunterschied ist die Energiequelle. Epithelzellen nutzen diesen um Wasser, Ionen und Nährstoffe aufzunehmen/transportieren. Der sekundär aktive Transport befördert ein Ion passiv entlang seines Konzentrationsgradienten und nutzt dabei die potentielle Energie dieses Gradienten aus, um ein zweites Substrat gegen dessen Konzentrationsgradienten in gleicher Richtung (Symport, z.B. Natrium-Glukose-Symport im Dünndarm) bzw. in entgegen gesetzter Richtung (Antiport, z.B. Kalzium-Natrium-Antiport) zu transportieren
2. Wie kann man das Herzzeitvolumen messen (min 2 Verfahren)
siehe Kurzfassung
3. Beziehung Reizzeit - Reizdauer bei rechteckförmiger Elektrostimulation einer Nervenfaser. Rheobase?
Stromflussdauer:
Der Reizerfolg ist von der Einwirkungsdauer des Stromes abhängig: ein Strom bestimmter Stärke I muß eine gewisse Zeit t fließen, um die notwendige Depolarisation der Membran zu bewirken. Entscheidend für den Reizeffekt ist die Ladungsverschiebung an der Membran, die sich aus Q=I · t ergibt. Die Auslösung erfolgt also, wenn Q einen Mindestwert überschreitet. Dies bedeutet, daß bei großer Stromstärke nur eine kurze Fluß-dauer, bei kleiner Stromstärke dagegen eine lange Flußdauer erforderlich ist, um die entsprechenden Fasern zu erregen. Dieser Zusammenhang ist auch in der sogenannten Reizzeit-Stromstärke-Kurve (I-t-Kurve) dargestellt. Als Parameter dieser Kurve lassen sich die Chronaxie und die Rheobase bestimmen (Bild nerve_cell_modeling Folie 78)
4. Was ist das Elektromyogram, Welche Signalamplituden sind bei der Oberflächenableitung zu erwarten, und wie wird das EMG gemessen?
Die Elektromyografie (oder -graphie) (EMG) ist eine Methode der medizinischen Elektrodiagnostik, bei der man mit Hilfe von Oberflächenelektroden die Potenzialdifferenzen in großen Muskelfasergruppen misst, die sich als Summe der Aktionspotenziale der einzelnen Muskelzellen ergeben. Mit bipolaren Nadelelektroden hingegen lassen sich auch einzelne Fasern erfassen. Dabei lassen sich Amplituden von einigen Mikrovolt bis zu wenigen Millivolt und Frequenzen von bis zu 30 kHz messen. Zur Ableitung der elektrischen Signale verwendet man bipolare Oberflächen- oder Nadelelektroden. Die Positionierung der Elektroden entscheidet darüber, von wie vielen Muskelzellen und von welchen Muskelgruppen ein Signal gemessen wird. Die genaue Bestimmung der Muskelgruppe, die man untersuchen will, ist für eine medizinische Auswertung von besonderer Bedeutung, um Krankheiten genau lokalisieren zu können. Andernfalls würden EMG-Werte von anderen Muskeln das Ergebnis verfälschen. Entsteht innerhalb einer Muskelzelle ein positives Aktionspotenzial, wird die extrazelluläre Flüssigkeit negativ. Dieses Potenzial breitet sich unter Abschwächung entlang der Muskelfaser bis zur Hautoberfläche aus. Die Potenzialdifferenz verändert sich relativ zu den bipolaren Oberflächenelektroden, die ein biphasisches Signal registrieren. Geht man von einer Ausbreitungsgeschwindigkeit des Aktionspotenzials von 12 m/s aus und einem Elektrodenabstand von 5 cm, ergibt sich mit t=s/v eine Frequenz von f=240 Hz.
5. Gradienten Echo bei MRT. Physikalischer Effekt
siehe Kurzfassung
6. Adaptive Filter - Idee, Unterschiede
siehe Kurzfassung
7. Anforderungen an Schrittmacherelektrode + konstruktiv
Um die Spannung an den Zelle möglichst gezielt aufzubauen und optimale Ladungspakete ins Myokard zu leiten muss die Elektrodenkapazität möglichst hoch sein. Vorraussetung ist, dass die Kapazität nur gering aufgeladen wird, und dass sie zwischen den Impulsen entladen werden kann. (durch Autoshorting). (zwei Ziele: optimale Ladungsübertragung und maximale Spannung) Die Oberfläche muss daher möglichst groß sein (für Kapazität), die Abmessungen der Elektrode sollten jedoch möglichst klein sein (zum einpflanzen). Mit Fraktalelektrode
[HSM – Folie 17]
- Stimulation mit möglichst geringem energetischen Aufwand
- Vernachlässigbares Nachpotential, um Detektion von Reizant-worten unmittelbar nach dem Stimulus zu ermöglichen
- Die Reizschwelle verringert sich, je kleiner der Elektrodenkopf (d.h. je kleiner dessen geometrische Abmessungen)
- Der Energieaufwand für die Stimulation sinkt, je kleiner die Impedanz der Phasengrenzfläche ist-> Große Phasengrenzkapazität gefordert
8. Quadrupol Filter
[nicht im Soff, oder?]
9. ELISA
siehe hier
10. DNA Sequenzierung siehe Kurzfassung
11.Wie ist ein Compartmentmodell definiert? Welche Annahmen werden getroffen? keine Ahnung
12. Wie wird DNA amplifiziert siehe Kurzfassung
13. Wie funktioniert FACS siehe Kurzfassung
Prüfung x. y. 2004
1. Voltage Clamp Verfahren (15)
2. Elektrodiffusion --> Nernst-Gleichung: was beschreibt sie und unter welchen Bedingungen ist sie gültig (15)
3. 3 Arten der Blutdruckmessung (10)
4. EKG - Ableitung zeichnen (Einthoven I): welche physiologischen Phasen werden durch die verschiedenen Kurvenabschnitte beschrieben (10)
5. digitale Filter: wie macht man 50/60Hz Unterdrückung (15)
6. Pressure Controled Ventilation vs Volume CV (10)
7. Hämodialyse: wie wird der Wasserentzug gesteuert + modernes Dialysesystem beschreiben(10)
8. Spin-Echo / Gradienten-Echo: auf welchen physikalischen Effekten beruht dieses Echo (15)
9. Gas-Chromatograph (10)
10. Glykose-Sensor nach enzymatischer Methode (15)
11. ELISA (15)
12. Unterschied zw. theoretischer und praktischer Identifizierbarkeit eines Compartmentmodells (wird wahrscheinlich nicht mehr gefragt)
13. Prinzip der konfokalen Mikroskopie (15)
14. Gel-Elektrophorese (10)
15. DNA-Sequenziermethode nach Senger (20)
Prüfung x. y. 2003
1.) Zwei durch für H20, K+ und Cl- permeable Membran getrennte Kompartments. In einem Kompartment K+ und Cl+ und Lösungsmittel, im anderen Albumin und Lösungsmittel. Welche Austauschströme finden statt, welcher Steady State?
2.) Carrier Transport erklären. Welcher Unterschied zur „normalen“ Diffusion. 2 Beispiele wo Carrier Transport verwendet wird.
3.) Inneres einer Zelle: Wenig K+ im Vergleich zu außen, Zellmembran permeabel für K+ und Cl-. Stellt sich Membranpotential ein, wenn ja wie gerichtet, was braucht man um es aufrecht zu halten?
4.) Wie kommt Potentialänderung beim EKG an Extremitäten zustande, welche Parameter beeinflussen Morphologie des EKG.
5.) Wie funktionieren adaptive Filter, wo werden sie bevorzugt eingesetzt.
6.) Wie hängt die Viskosität des Blutes vom Durchmesser des durchströmten Gefäßes ab, welche Effekte sind dafür verantwortlich.
7.) Welche Effekte sind für die Abschwächung von Röntgenstrahlung durch Gewebe verantwortlich, welche davon sind für Bildgebende Diagnoseverfahren bedeutend.
8.) Wie kommt T2 Zerfall beim MRI zustande. Wie kann man ein schon völlig T2 zerfallenes MRI Signal wieder rekonstruieren.
9.) VVI Schrittmacher beschreiben. Welche Vor und Nachteile?
10.) Wie kommt der Transmembrandruck bei der Dialyse zustande? Mit welchen Parametern kann man ihn einstellen und welche wichtige diagnoistische Größe hängt davon ab.
11.) Erklärung von PCR.
12.) Funktionsweise von FACS.
13.) Blockschaltbild eines Massenspektrographen. Wie funktioniert ein Quadrupol Ion Filter?
14.) Was ist ein Kompartment Modell?
15.) Wie funktioniert Konfokale Mikroskopie?
16.) Aus welchen Bestandteilen besteht ein Biosensor?
17.) Erklärung der DNA Sequenzierungsmethode nach Sanger.
