Medizinische Elektronik

1 Der Organismus als elektrischer Signal- oder Energieerzeuger.- 1.1 Direkte elektrische Signalerzeugung.- 1.1.1 Entstehungsort und-mechanismus bioelektrischer Signale.- 1.1.1.1 Organisation und Bauelemente des Nervensystems.- 1.1.1.2 Elektrische Vorgänge im Nervensystem.- 1.1.1.3 Elektroden zur Ableitung bioelektrischer Signale.- 1.1.2 Arten bioelektrischer Signale.- 1.1.2.1 Das Elektroencephalogramm (EEG).- 1.1.2.2 Das Elektrokardiogramm (EKG).- 1.1.2.3 Das Elektromyogramm (EMG).- 1.1.2.4 Das Elektroretinogramm (ERG).- 1.1.2.5 Das Elektrookulogramm (EOG).- 1.1.2.6 Weitere bioelektrische Signale.- 1.1.2.7 Biomagnetische Signale.- 1.1.3 Ableitung und Verstärkung bioelektrischer Signale.- 1.2 Indirekte elektrische Signalerzeugung.- 1.2.1 Aufbau und Eigenschaften verschiedener Transducer.- 1.2.1.1 Mechanoelektrische Transducer.- 1.2.1.2 Photoelektrische Transducer.- 1.2.1.3 Thermoelektrische Transducer.- 1.2.1.4 Chemoelektrische Transducer.- 1.2.2 Ableitung von Biosignalen mittels Transducern.- 1.2.2.1 Lungenfunktionsdiagnostik.- 1.2.2.2 Herz-und Kreislaufdiagnostik.- 1.2.2.3 Körpergeräuschanalyse.- 1.2.2.4 Thermische Messungen.- 1.2.2.5 Mechanische Messungen.- 1.3 Biotelemetrie.- 1.3.1 Arten und Eigenschaften von Biotelemetrie-Systemen.- 1.3.2 Oszillatorschaltungen für Telemetriesysteme.- 1.3.2.1 Oszillatoren mit negativer Impedanz.- 1.3.2.2 Oszillatoren mit positiver Rückkopplung.- 1.3.2.3 Beispiele biomedizinischer Telemetriesender.- 2 Der Organismus als Energie- oder Signalempfänger.- 2.1 Der Organismus als elektrisches Widerstandsnetzwerk.- 2.1.1 Verhalten des Organismus bei verschiedenen Stromarten.- 2.1.1.1 Gleichstrom.- 2.1.1.2 Niederfrequenter Wechselstrom.- 2.1.1.3 Hochfrequenter Wechselstrom.- 2.1.2 Wirkungen des elektrischen Stroms auf das Ionenmilieu des Organismus.- 2.2 Der Organismus als Strahlungsabsorber.- 2.2.1 Elektromagnetische Wellen.- 2.2.1.1 Radio-und Mikrowellen.- 2.2.1.2 IR-, Licht-und UV-Strahlung.- 2.2.1.3 Röntgenstrahlung.- 2.2.1.4 ?-Strahlung.- 2.2.2 Teilchenstrahlung.- 2.2.2.1 ?-Strahlung (Elektronenstrahlen).- 2.2.2.2 Neutronenstrahlung.- 2.2.2.3 Positronenstrahlung.- 2.2.2.4 Biologische Strahlenwirkungen.- 2.2.2.5 Radiometrische Größen und Einheiten.- 2.2.3 Ultraschall.- 2.2.3.1 Schallfeldgrößen.- 2.2.3.2 Ultraschallerzeugung.- 2.2.3.3 Ultraschall-Wechselwirkung mit Gewebe.- 2.2.3.4 Ultraschalldiagnostik.- 2.2.3.5 Ultraschalltherapie.- 3 Der Organismus als Energie-oder Signalwandler.- 3.1 Elektrischer Reiz und elektrische Antwort.- 3.2 Elektrischer Reiz und nichtelektrische Antwort.- 3.2.1 Elektrische Reizung des neuromuskulären Systems.- 3.2.1.1 Auslösung von Muskelzuckungen.- 3.2.1.2 Elektrische Herzmuskelreizung mit einem elektronischen Schrittmacher.- 3.2.1.3 Herzmuskelreizung durch Elektroschock.- 3.2.1.4 Reizstromdiagnostik.- 3.2.1.5 Reizstromtherapie.- 3.2.1.6 Schädlichkeitsgrenzen des Wechselstroms.- 3.2.1.7 Sicherheit medizinischer Geräte.- 3.2.2 Elektrische Beeinflussung des Aktivitätsniveaus des neuromuskulären Systems.- 3.2.2.1 Elektroschlaf.- 3.2.2.2 Elektronarkose und Elektroanaesthesie.- 3.2.2.3 Elektrische Schmerzbehandlung.- 3.2.3 Elektrische Anregung von Sinnesorganen.- 3.2.3.1 Anregung von subjektiven Lichterscheinungen (Phosphenen).- 3.2.3.2 Anregung von akustischen Wahrnehmungen.- 3.2.4 Elektrische Beeinflussung von Nichtsinnesorganen. Funktionelle Elektrostimulation.- 3.3 Nichtelektrischer Reiz und elektrische Antwort.- 3.3.1 Visuell evozierte Potentiale (VEP).- 3.3.2 Akustisch evozierte Potentiale (AEP).- 3.3.3 Olfaktorisch (durch Geruchsreize) evozierte Potentiale.- 3.3.4 Mittelwertbildung der Reizantworten (Averaging).- 3.4 Nichtelektrischer Reiz und nichtelektrische Antwort.- 4 Assistsysteme und Organersatz.- 4.1 Assistsysteme.- 4.1.1 Respiratoren.- 4.1.2 Intraaortale Ballonpulsation.- 4.1.3 Hörgeräte.- 4.2 Organersatz.- 4.2.1 Extrakorporaler Organersatz.- 4.2.1.1 Herz-Lungen-Maschine.- 4.2.1.2 Künstliche Niere.- 4.2.2 Intrakorporaler Organersatz.- 4.2.2.1 Künstliches Herz.- 4.2.2.2 Linksherzbypass-Pumpsysteme.- 4.2.2.3 Künstliche Insulin- und Medikamentenspender.- 4.3 Prothetik.- 4.3.1 Künstliche Gliedmaßen.- 4.3.2 Künstliche Gelenke.- 4.3.3 Künstliche Herzklappen.- 4.4 Biomaterialien.- 4.4.1 Werkstoffe für direkten Blutkontakt.- 4.4.2 Werkstoffe für den Gelenk- und Knochenersatz.- 4.4.3 Werkstoffe für andere Implantate.- 5 Klinisch-chemische Laborverfahren.- 5.1 Spektroskope.- 5.1.1 Grundlagen.- 5.1.2 Photometer.- 5.2.3 Spektralphotometer.- 5.2.4 IR-Spektralphotometer.- 5.2 Autoanalyzer.- 5.3 Zytometer.- 5.4 Chromatographen.- 5.5 Elektrophoresegeräte.- 5.6 KMR-ESR-Meßsysteme.- 5.6.1 Kernmagnetische und Elektronenspin-Resonanz.- 5.6.2 Magnetresonanzspektroskopie (MRS).- 5.6.3 Kernspintomographie.- 5.7 Speicherung von Labor- und Bilddaten.- 6 Umweltschutz.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Schutz gegen Luftverschmutzung.- 6.2.1 Luftschadstoffe.- 6.2.2 Messung einzelner Luftschadstoffkomponenten.- 6.2.2.1 Photometrie.- 6.2.2.2 Fluoreszenz- und Chemielumineszenz-Messungen.- 6.2.2.3 Flammen-Ionisation.- 6.2.2.4 Konduktometrie.- 6.2.2.5 Amperometrie.- 6.2.2.6 Coulometrie.- 6.2.2.7 Potentiometrie.- 6.2.2.8 Gas-Chromatographie und Massenspektroskopie.- 6.2.2.9Staubmessung.- 6.2.2.10 Bestimmung der chemischen Staubbestandteile.- 6.2.3 Verfahren der Luftreinigung bzw. -reinhaltung.- 6.2.4 Wirkung der Luftverschmutzung auf das Klima.- 6.3 Strahlenschutz.- 6.3.1 Radioaktive und kosmische Strahlung.- 6.3.2 UV-Strahlung.- 6.3.3 Umweltstrahlung geringer Quantenenergie.- 6.3.3.1 Natürliche atmosphärische Impulsstrahlung (Atmospherics).- 6.3.3.2 Technische elektromagnetische Strahlung (Technics).- 6.4 Lärmschutz.- 6.4.1 Lärmquellen und Lärmwirkung.- 6.4.2 Messung der Lärmbelastung.- 6.4.3 Schutzmaßnahmen.