Grundlagen der medizinischen Physik

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WS 2013/14, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Mathias Getzlaff Vorlesung: Grundlagen der med. Physik, inoffizielle Mitschrift by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 PHYSIK DER SINNE • nicht: Lunge → Blut • schnelle Diffusion → leichtes Gas ⇒ Helium Nach Ausatmen Zugabe 10% Helium → nach 2 Minuten vollstäöndige Durchmischung Massebilanz: V spiro · C Beginn He = (V spiro + V r ) · C Ende He Mit Massenspektrometer C He → V r Ganzkörper-Plethysmograph → V r , Abgeschlossene Kabine, Patient atmet Luft von außen durch Ventilsystem Beim Einatmen: Körpervolumen steigt → Druckanstieg Kammervolumen V K , Zugabe Eichvolumen → Druckänderung → V K p k · V K = (p K + ∆p K )(V K − ∆V K ) ⇒ Lungenvolumen V L (= V a , = V m ) V L = −∆V K = − ∆p KV K p K + ∆p K Bestimmung V r : 1. maximales Ausatmen • Komprimierung auf V r • mit Druck p 0 2. vor Beginn des Einatmens: Ventil zu 3. Einatmen • Expandieren der Lunge • ohne Gaszufluß → Unterdruck p L,min • immer p L V L = const. p 0 V r = p L,min (V r + V m ) ⇒ V r = p L,min · V m p 0 − p L,min 4 Physik der Sinne Wahrnehmung: Reiz → Sensor/Rezeptor → Nervenimpuls 3 Gruppe von Rezeptoren 1. Exteroceptoren (an Körperoberfläche) Seite 40
WS 2013/14, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Mathias Getzlaff Vorlesung: Grundlagen der med. Physik, inoffizielle Mitschrift by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 PHYSIK DER SINNE • Geruch (chem.) • Geschmack (chem.) • Hören (eher physik.) • Sehen (eher physik.) • Tasten (eher physik.) 2. Proprioceptoren • im Inneren des Körper • nicht in Organen • Sensoren: – Muskellänge – Gelenkstellung – Blutdruck 3. Enteroceptoren • im Inneren von Organen • Erzeugung von Empfindungen: – Hunger – Durst – Blasendruck Hören und Audiologie, Grundlagen Schall, Schallausbreitung in Luft Schall: Dichte-, Druckwelle in einem deformierbaren Medium → Wellengleichung Herleitung Wellengleichung dV = A dx, Druck → Auslenkung um χ(x) Lagrangebild: dV ′ = A · (dx + ∆χ) = A · (dx + χ(x + dx) − χ(x)) Änderung von dV, p, ρ, nicht aber m ⇒ ρ 0 A} {{ dx} = (ρ 0 + ∆ρ) A · (dx + χ(x + dx) − χ(x)) } {{ } dV dV ′ Taylorentwicklung: χ(x + dx) = χ(x) + ∂χ ∂x dx + . . . ( ⇒ ρ 0 dx = (ρ 0 + ∆ρ) dx + χ(x) + ∂χ ) ∂x dx − χ(x) ( ρ 0 = (ρ 0 + ∆ρ) 1 + ∂χ ) ∂χ = ρ 0 + ∆ρ + ρ 0 ∂x ∂x + ∆ρ∂χ } {{ ∂x} ∂χ
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