Einf. MedTech
Modul Einführung in die Medizintechnik Lübeck WS15/16 MIW
Modul Einführung in die Medizintechnik Lübeck WS15/16 MIW
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Cartes-fiches
Was wird im EEG Aufgezeichnet?
Bioelektrische Potentialschwankungen an der Kopfoberfläche
-> Messung der kollektiven elektrischen Aktivität des aus ca. 1,5*10^10 Neuronen bestehenden Netzwerks des Gehirns
Worüber gibt ein EEG Auskunft?
über den Aktivitätszustand der Nervennetze
- Sensorischen, motorischen, kognitiven und emotionalen Prozessen und ihrer neuronalen Grundlagen
- Krankhafte Veränderung der Hirnaktivität
Die Quellen des EEG Signals sind...
.. Potentialschwankungen von Pyramidenzellen in der Großhirnrinde.
Dabei handelt es sich nicht um Aktionspotentiale, sondern um postsynaptische Potentiale.
Was ist eine "Alles-oder-nichts-Antwort"?
Die Zellantwort auf die Erregung läuft ohne Rücksicht darauf ab, wie groß der auslösende Reiz war.
Wird ein Aktionspotential in marklosen oder markhaltigen Nervenfasern schneller weitergeleitet?
Wie schnell wird ein Aktionspotential in marklosen Nervenfasern weitergeleitet?
Wie schnell wird ein Aktionspotential in markhaltigen Nervenfasern weitergeleitet?
Wo findet man im Körper Synapsen?
Verbindungsstelle zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen Nervenzelle und einer anderen Zelle (z.B. Muskelzelle) --> Ort der Erregungsübertragung
In welche Richtung wird die Erregung in einer Synapse übertragen?
Nur in eine Richtung, vom präsynaptischen (PS) zum postsynaptischen (PP) Neuron.
Was passiert wenn das Aktionspotential im präsynaptischen Neuron das Axonterminal (Endköpfchen) erreicht hat?
ein Neurotransmitter (Überträgersubstanz) wird freigesetzt. Das zuvor Elektrische Signal wird nun über eine Strecke von 20-50nm chemisch übertragen.
Was bewirkt ein Erregender Neurotransmitter?
Die Synaptische Übertragung wird gefördert
- Meistens Pyramidenzellen
- Transmitter: z.B. Aminosäure Glutamat, Acetylcholine...
Erhöhung der Leitfähigkeit der Na+-Ionen --> Depolarisierung des postsynaptischen Neurons
--> Exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP)
Was bewirkt ein Hemmender Neurotransmitter?
Die synaptische Übertragung wird gehemmt
- meist Sternzellen
- Transmitter: z.B. y-Aminobuttersäure (GABA)
Erhöhung der Leitfähigkeit der Cl-Ionen --> Hyperpolarisation des postsynaptischen Neuron
Innibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP)
Wie groß ist die Spannung die ein Exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) verursacht?
ca. 5mV (max. 20mV)
Welche Zeiten Charakterisiert ein Exzitatorisches postsynaptisches Potential? (EPSP)
EPSP beginnt ca. 0,5ms nach eintreffen des AP am PS Endknopf
Anstiegzeit: mehrere ms
Abfallzeit ca. 10-30ms
Kann ein einzelnes Exzitatorisches postsynaptisches Potential ein Aktionspotential auslösen?
Nein, aber es erhöht die Erregbarkeit eines postsynaptischen Neurons.
Mehrere EPSP könen aber die Zelle bis zum Schwellenpotential (20-30mV) depolarisieren, da sich die Potentiale aufsummieren. Dann wird das Aktionspotential fortgeleitet.
Sind EPSP und IPSP "Alles-oder-nichts-Antworten"?
Wie können EPSP und IPSP aufsummiert werden?
Sowohl zeitlich (durch nacheinander stehende Potentiale) als auch räumlich ( durch synchron an benachbarten Synapsen entstehende Potentiale)
Was genau wird als EEG-Signal Detektiert?
Die Summation der Postsynaptischen Potentialein (=Dipole) von gleichzeitig aktiven Synapsen.
Was ist das Kortikale Feldpotential?
Da zwischen Hirn und Kopfoberfläche einige Membranstrukturen mit sehr hohen Gleichstromwiderständen liegen werden nur die Summendipole mit ausreichend starken Potentialfeldern erfasst. Diese von den Summendipolen ausgehenden Felpotentiale werden Kortikales Feldpotential genannt.
Wo entsteht das EEG-Signal?
in den Oberflächennahen Nervenzellen des zerebralen Kortex. ca. 3mm dick, 6 Schichten
Wovon hängt der Beitrag einzelner Dipole zum EEG-Signal ab?
1. Entfernung zur Kopfhaut
2. Orientierung
--> Wichtigstes Signal: Dipole mit senkrechter Orientierung in der Hirnrinde, den Hauptbeitrag liefern die Pyramidenzellen
Wodurch wird die Frequenz des EEG-Signals beeinflusst?
- Teilweise durch den Thalamus bestimmt
- Korrdination zwischen Kortex-Neuronen in einem bestimmten Kortexareal
Wovon hängt die Amplitude des EEG-Signals ab?
vom Synchronisierungsgrad der postsynaptischen Potentiale.
Was bedeutet eine hohe Frequenz und eine kleine Amplitude im EEG-Signal?
Warnzustand, Traumen
- Prozessieren von internen und externen Informationen
- Neuronensind sehr aktiv, aber nicht Synchronisiert
- Jedes Neuron oder keinere Gruppen von Neuronen sind in einem anderen Aspekt einer komplexen kognitiven Aufgabe involviert.
Was bedeutet eine niedrige Frequenz und eine große Amplitude im EEG-Signal?
Tiefschlaf, schläfrig
- keine oder kaum Prozessieren neuer Informationen
- Große Zahl von Neuronen lassen sich gleichzeitig erregen.
Wann treten Alpha-Wellen auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese? (EEG)
wach, Augen zu
8-13-Hz
30-50 uV
Wann treten Beta-Wellen auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese? (EEG)
wach, Augen auf, beim Rechnen
>13Hz
~20 uV
Wann treten Theta-Wellen auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese? (EEG)
Leichtschlaf
4-7Hz
bis zu 500 uV
Wann treten Delta-Wellen auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese? (EEG)
Tiefschlaf
0,5-3,5Hz
viele 100 uV - 1 - 5 mV
Wann treten steile Wellen (sharp waves) auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese? (EEG)
normal und abnorm
>80ms <-- Frequenz?
variable Amplitude
Wann treten Spitzen (spikes) auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese? (EEG)
meist abnorm
<80ms
variable Amplitude
Wann treten Folgen von Spitzen auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese?
z.B. bei Epileptischen Anfällen
5-10mal mit <80ms
>50uV, oft sehr große Amplitude
Wann treten spike-wave-Komplexe auf und welche Wellenfrequenz und Amplitude haben diese?
immer Abnorm
3/s
10-100uV
Benenne und lokalisiere die 4 Referenzpunkte zur Standarisierung der Elektrodenplatzierung für ein EEG.
Nasion: Nasenwurzel(tiefster Punkt zwischen Nase und Stirn in der Mitte zwischen den Augen)
Inion: unterer Knochenhöcker in der Mitte des Hinterkoopfes am Ansatz der Nackenmuskulatur
Die beiden präaurikulären Punkte: Vertiefung vor dem äußeren Gehörgang direkt unterhalb des Jochbeins und oberhalb des Unterkiefergelenkes
Was ist der/die/das Vertex?
Der Punkt an dem sich die Verbindungslinien zwischen Nasion und Inion sowie zwischen den präaurikuläten Punkten schneiden. (EEG-Elektrodenplatzierung)
Was ist das Internationale 10-20 System?
Ein Systemzur Reproduzierbaren platzierung von Elektroden für ein EEG
Die 4 Referenzpunkte werden verbunden. die Verbindungslinien werden in 10 bzw. 20% abschnitte eingeteilt.
In den Schnittpunkten der sich ergebenden Längs- und Querreihen werden die Elektroden platziert.
Welche 4 Hauptkomponenten hat ein Elektroenzephalograph?
- Elektroden
- A/D Wandler
- Verstärker
- PC
Welche 4 Ableitarten gibt es bei der erstellung eines EEG?
1. Bipolare Ableitung
2. Unipolare Ableitung
3. Ableitung gegen eine Durchschnittsreferenz
4. Quellenableitung
Wie funktioniert eine Bipolare Ableitung (EEG)
- zwei gleichartige Elektroden werden auf bioelektrisch aktives Gebiet platziert
- Differenzverstärker
- Bildung von Elektrodenreihen --> Ausgangsspannungen entsprechen dann jeweils der Differenz zwischen der vorangehenden und der nachfolgenden Elektrode
Wie funktioniert die Unipolare Ableitung (EEG)
- Potentialdifferenzen zwischen einer Referenzelektrode und einer aktiven (oder mehreren) Elektrode(n)
- Referenzelektrode --> auf ein möglichst elektrisch inaktives Gebiet platziert
- Differente Elektrode --> auf ein bioelektrisch aktives Gebiet platziert
