4. nicht-elektrische Größen

• Wann beginnt Bluthochdruck?

  beim Arzt / KH -> 140 / 90 mmHg

  Selbstmessung -> 135 / 85 mmHg

  24- Stunden- Messung -> 125 / 80 mmHg
• Wie kann man die Herzfrequenz ermitteln??


  • automatische Ermittlung aus dem Elektrokardiogramm (R-Zacke)
  • Plethysmographisches Verfahren (Pulsoximetrie)
  • Drucksensoren
  • Blutdruckschwankungen zwischen Systole und Diastole lassen Herzfrequenz ableiten
  • Halsschlagader
  • Handgelenk
• Was ist MAD?

  = Mittlerer Arterieller Druck

  • Berechnung unter der arteriellen Druckkurve
  • grobe Faustformel: MAD = BD(dias) + 1/3 * [BD(syst) -BD(diast)]

  für zentrale Gefäße und bei hohen Herzfrequenzen gilt näherungsweise: MAD = BD(diast) + 1/2 * [BD(syst) - BD (diast)]
• Was ist eine Plethysmographie?

  Verfahren zur fortlaufenden Messung und Aufzeichnung (Plethysmogramm) der Volumenänderung von Gliedmaßen, Körperabschnitten oder Organen.

  • zur Feststellung von Gefäßkrankheiten und -verschlüssen
  • auch als Ganzkörperplythysmographie zur Lungenfunktionsprüfung
• Welche Möglichkeiten gibt es eine Plethymographie zu messen?

  • Verdrängung von Flüssigkeiten oder Gasen bestimmen (mechanisch)
  • Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit ausnutzen (elektrisch)
  • Absorption von Licht im Gewebe bestimmen (optisch)
• Pulsoximetrie?

  • messen der O2- Sättigung mit Hilfe eines Sensors am Finger (durchleuchten mit untersch. Wellenlängen von 640 und 805 - 830 nm)
  • Häm-Moleküle absorbieren Licht mit Wellenlänge zw. 805 - 830 nm (unabhängig ob an O2 gebunden)
  • Oxihämoglobin (O2 - reiches) hat zusätzliche Eigenschaft Licht bei 640 nm zu absorbieren

  --> aus untersch. Intensitäten des austretenden Lichtstahls wird prozentuales Verhältnis zwischen Oxihäm und Gesamthäm berechnet

  • eingreifen wenn unter 92 %
• Messfehler der Pulsoximetrie?

  lackierte Fingernägel

  künstliche Fingernägel

  geringe Kapillardurchblutung (Schock oder Diabetes) -> Ohrensensor

  Kohlenmonoxidvergiftung

  starke externe Infrarotquellen
• Was ist das HMV = Herzminutenvolumen?

  = Cardiac Output

  • Pumpleistung des Herzens in Liter pro Minute (= Herzzeitvolumen HZV nach einer Minute)
  • Produkt aus Schlagvolumen (SV) und Herzfrequenz (HF): HZV= SV * HF
  • Normwert: 5-9 Liter pro Minute
  • Messung von Schlagvolumen mittels bildgebender Verfahren und Herzfrequenz
  • Messung mittlerer Strömungsgeschwindigkeit in der Aorta und des Aortenquerschnitts
• Woher kommt die Spannungsdifferenz/ Ruhemembranpotential?

  Membran für Na+ in Ruhe undurchlässig , Cl- und K+ können diffundieren

  • Cl- diffundiert durch Konzentrationsgefälle nach innen und erzeugt einen negativen Überschuss
  • K+ diffundiert durch Konzentrationsgefälle nach Außen und erzeugt positiven Überschuss
  • -> Spannungsdifferenz von 90 mV messbar

  ACHTUNG: Kalium - Natrium - Pumpe ist nicht verantwortlich für Spannungsdifferenz an der Membran!!
• Was macht die Kalium - Natrium - Pumpe?

  transportiert aktiv Na+ nach außen und K+ nach innen

  • höhere Konzentration positiv geladener Kalium-Ionen im Inneren gegenüber Außen
  • höhere Konzentration positiv geladener Natrium-Ionen Außen gegenüber Innen

  -> bei jedem Transport von Na+ nach außen erfolgt ein K+ Transport nach Innen
• Was ist eine bipolare Ableitung beim EKG?

  es werden die Potentialdifferenzen zwischen 2 Elektroden gemessen, die auf elektrisch aktiven Gebieten angeordnet sind.
• Was ist das Ziel beim Ableiten eines EKGs?

  Messung einer temporären Spannungsdifferenz, die durch die elektrischen Aktivitäten des Herzmuskels verursacht werden.
• Häufigste Gründe für reduzierte Herzfrequenz?

  Herzmuskelschwäche

  Klappendefekte
• Was ist wichtig bei verändertem Blutdruck?

  • geringer werdende Pumpleistung -> Anpassung der Arterien, um Blutdruck aufrecht zu halten
  • vermehrt vasokonstriktorische Hormone produziert, die aber zur Versteifung der Blutgefäße führen
• Methode nach Riva Rocci?

  • Oberarmmanschette wir mit Luftpumpe so lange aufgeblasen, bis Luftdruck über dem arteriellen Blutdruck ist
  • Druck wird langsam abgelassen
  • Überschreiten des Systolischen Drucks -> Übertragen von Schwankungen auf Manschettendruck -> mit Manometer sichtbar
  • wo Druckschwankungen aufhören = diastolischer Druck

  evtl schmerzhaft, kann nicht beliebig oft wiederholt werden
• Methode nach Korotkow?

  • Verwirbelungen des Blutflusses in teilweise zusammengedrückten Arterien -> Geräusche
  • Geräusche zwischen systolischem und diastolischem Druck mit Stethoskop hörbar
  • genauere Detektion mit gleichzeitiger Detektion der Korotkow-Geräusche möglich
• Welche Faktoren beeinflussen den Blutdruck?

  Krankheiten

  Nervensystem, Hormone, Pharmazeutika

  Atmung und Belastung

  Alter

  Lage des Körpers
• automatische Blutdrucksysteme?

  mit oszillometrischem Verfahren

  • Druckschwankungen werden beim ablassen mit Drucksensoren registriert
  • Korotkow-Geräusche evtl mit Mikrofon aufgezeichnet
  • -> auch für Laien möglich
  • -> nicht gleichzeitig mit plethysmographischer Messung anwendbar, sonst falsche Ergebnisse
• Prinzip der Druckmessung?

  • Drucksensoren messen einen aktuellen Druck im Vergleich zu einem Referenzdruck
  • Unterteilung in Absolut-, Relativ- und Differenzdrucksensoren
• Erfassung nicht elektrischer Signale?

  benötigen einen Biosensor mit Signalwandler, um elektrisch weiterleitbare oder verwertbare Signale abzuleiten
• Anforderungen an Biosensor?

  ausreichende Biokompartibilität + geringes Gefährdungspotential

  • Patient, Anwender
  • einfache Reinigung, Desinfektion, Sterilisation

  Reproduzierbare Messergebnisse

  • unabhängig von Schulung
  • unabhängig von Proband
  • konstantes Übertragungsverhalten bei Langzeitmessungen

  niedriger Kalibrierungsaufwand und Langzeitstabilität
• Wie werden primäre Größen in sekundäre elektrische Größen ungewandelt?

  elektrische Signale:

  Spannungsänderung (EKG)

  • Chemische Energie (Zellspannung) wird elektrisches Signal
  • Ionenströme werden Elektronenströme

  mechanische Biosignale:

  Hilfsmittel: Piezokristall, Magnetspule, Dynamo, Wirbelstrombremse

  • Messänderung (Waage) wird als Spannungsänderung dargestellt

  Licht und Strahlung:

  • Fluoreszenz in Widerstandswert (Photowiderstand)
  • Röntgenbild: Strahlung ändert optische Dichte im Röntgenfilm
  • Optische Dichte als Spannungswert (Photodiode)
• Messwertaufnehmer für Schalldruck?

  Schall erzeugt Druckschwankungen -> Änderung des elektr. Kontaktwiderstands
• Kondensatormikrofone?

  überträgt Schallwellen in Spannungsänderungen

  
  

  Abstand gering -> Kapazität gering -> Spannungsanstieg

  Abstand groß -> Kapazität groß -> Spannungsreduktion
• Körpergewicht messen?

  Messzellen nutzen ohmsche Dehnungsmessstreifen (Widerstand) oder Kapazitätsänderungen zur Umwandlung von Gewicht zur elektrischen Größe
• Rhinomanometer?

  computergestützte Messmethode zur Objektivierung der Nasenatmungsbehinderung, die auf den Prinzipien der Rhinomanometrie basiert.

  Messverfahren zur Bestimmung des Luftwiderstands beim Atmen durch die Nase

  mit spezieller Atemmaske wird während Ein- und Ausatmung der Differenzdruck zwischen dem Raum vor dem Nasenloch und der Mundhöhle gemessen
• peripherer Widerstand in Blutgefäßen ?

  Herz -> Blutdruck -> Blutströmung in entfernte Organe und Körperteile

  • Arterien -> Arteriolen -> Kapillaren

  In der Strömung wirken eine Reihe von Reibungs- und Viskositätseffekte

  In Arteriolen und Kapillaren ist Strömungsgeschwindigkeit so gering, dass Stoff- und Flüssigkeitsaustausch möglich wird
• peripherer Widerstand bei CHF?

  • Stabilisierung und Anpassung des Blutdrucks -> steuern des peripheren Widerstands durch sympathische Gefäßinnervation und Ausschüttung vasokonstriktiver/ Vasodilatatorischer Hormone
  • Widerstand R wird analog zum Ohm´schen Gesetz aus non-invasiv ermittelter Blutdruckkurve errechnet
  • Der Blutdruck delta P ist dabei ein Analogon zur elektrischen Spannung U, das Herzzeitvolumen HZV entspricht dem Strom I
• peripherer Widerstand und Analogie zum Ohm´schen Gesetz?

  U = R * I

  Druck = Periphärer Widerstand * HMV

  EF * HF

  Rückfluss * Kontraktionsfähigkeit
• Anwendung von Lichtsensoren in der Medizin?

  Beleuchtungsmessung mit Hilfe von Ohm´schen Widerstand

  • Einsatz als Lichtschranke
  • Dichtemessungen/ Röntgenfilm
  • Füllstandkontrolle