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Vertiefung

Vertiefung

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L. L.
Study
L. L.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über medizinische und technische Aspekte der Gesundheitswissenschaften auf Universitätsniveau. Sie behandeln die Struktur und Funktion des menschlichen Körpers, insbesondere des Nervensystems, des Herz-Kreislaufsystems und des Bewegungsapparats. Die Karteikarten beleuchten auch Krankheiten wie Krebs, Diabetes und Adipositas, sowie deren Ursachen, Symptome und Therapien. Zudem gehen sie auf molekularbiologische Methoden wie Proteomics und Genomik ein. Diese Lernkarten sind ideal für Medizinstudenten und Fachleute im Gesundheitsbereich, die ihr Wissen in Medizin, Biologie und Medizintechnik vertiefen möchten.
Flashcards
145
Students
2
Language
German
Category
Technology
Level
University
Created / Updated
05.03.2016 / 06.05.2020
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Flashcards

6 Bereiche der Bewegungswissenschaft?

  1. Funktionelle Anatomie
  2. Leistungsphysiologie
  3. Biomechanik
  4. Bewegungskontrolle
  5. Psychomotorisches Verhalten (Psycho-Motor Behaviour
  6. Bewegungssoziologie (Soziology of Movement)

Funktionelle Anatomie (functional anatomy):

 

  • Aufbau der Strukturen des Bewegungsapparates (Knochen, Gelenke, Bänder, Sehnen, Muskeln)

  • Funktion der Strukturen des Bewegungsapparates bei Bewegungen

  • Veränderung der Strukturen des Bewegungsapparates durch Entwicklung (Kindheit → Alter) bzw. Gebrauch (Belastung – Nichtbelastung(bsp.: im All) 

passive Strukturen des Bewegungsapparates

Knochen, Gelenke, Bänder, Sehnen

aktive Strukturen des Bewegungsapparates

Muskeln

Leistungsphysiologie (Exercise Physiology):

  • Gesetzmässigkeiten der Beschaffung von Energie für körperliche Arbeit (Aufnahme von Sauerstoff und dessen Transport und Verarbeitung). --> wie kommen wir zu Energie? wie verbrennen/verbrauchen wir sie?

  • Aufbau, Struktur und Arbeitsweise von Lunge, Herz- Kreislauf-System und Muskeln.

  • Veränderungen bei unterschiedlichen Bedingungen (Sauerstoffpartialdruck, Temperatur, etc.).

  • Veränderung des Organismus und der Anpassungs- mechanismen durch Reifung und Altern. 

Biomechanik (Biomechanics)

Wechselwirkungen zwischen den biologischen Strukturen und den mechanischen Belastungen, die bei Bewegungen auf sie einwirken. 

  • Bewegungsanalysen (Bewegung, Kraft, Muskelaktivität)
  • Bsp. auf Blatt mit Belastung des Hüftgelenkes
  • Belastungsgrenzen/Gewebeeigenschaften
  • Trauma-Biomechanik (Unfalltest mit Dummies!)

Bewegungskontrolle (Motor Control)

  • Analyse der Bewegungskontrolle zur ökonomischen und/oder schnellen Durchführung einer Bewegung (Motor Control).

  • Analyse und Optimierung von Lernprozessen im Bereich der Motorik (Motor Learning), u.a. auch bezüglich Altersabhängigkeit.

  • Entwicklung und Überprüfung von Lehrprozessen. 

Beispiel:  Bewegungslernen (typische 3 Lernphasen:Grobform, Feinform, situatuiv variable Verfügbarkeit), Blicksteuerung, 

Psychomotorisches Verhalten (psycho-motor Behavior)

  • Untersuchung der Rückmeldung (Form, Zeitpunkt) auf die folgende Bewegungsausführung und besonders auf den Lernverlauf.

  • Einfluss des individuellen psychisch-emotionalen Zustands der sich bewegenden Person auf die Bewegung. 

wie äussern sich Emotionen auf eine Bewegung/Mimik aus?

Bewegungssoziologie (Sociology of Movement)

  • Einflüsse der sozialen Umgebung auf die Bewegung eines Menschen (z.B. alleine oder in Gruppe, bekannte oder unbekannte Personen, mit oder ohne Zuschauer).

  • Einfluss von Kulturen und Traditionen auf das Bewegungsverhalten und die Bewegungsausführung. Beispiel Fussballfans!

Bewegungswissenschaftliche Betrachtungsweisen (5)

  1. Biomechanische Betrachtungsweise
  2. Morphologische Betrachtungsweise
  3. Fähigkeitsorientierte Betrachtungsweise
  4. Prozessorientierte Betrachtungsweise
  5. Funktionale Betrachtungsweise

biomechanische Betrachtungsweise

  • Vor allem Aussensicht

  • Empirisch-analytischer Ansatz

  • Zerlegung in quantitative Einzelmerkmale

  • Messung auch nicht direkt wahrnehmbarer Merkmale (bsp.Muskelaktivität)

biomechanische Betrachtungsweise, grundgesetze der Bewegung (newton)

• Trägheitsprinzip
ohne Kraft keine Bewegungsänderung

• Aktionsprinzip
Bewegungsänderung durch Kraft: F = m x a

• Reaktionsprinzip
gleichgrosse Gegenkraft (Actio = Reactio) 

biomechanische Betrachtungsweise, Translation & Rotation

Bewegungen sind meist Überlagerungen von Translationen und Rotationen 

biomechanische Betrachungsweise, Kraft und Muskelkraft

 

  • Muskelkraft erzeugt im Körper meist Drehmomente

  • Translatorische Kräfte durch Kombination von Rotationen

  • Muskelkraft meist grösser als Kraft, da kleinerer Hebelarm der Muskulatur

biomechanische Betrachtungsweise, Belastung/Beanspruchung

• Belastung
Kraft [N] oder Moment [Nm] auf die biologische Struktur

• Beanspruchung
Spannung [N/m2], also Kraft pro Querschnittsfläche (Zug oder Druck) 

morphologische Betrachtungsweise, Prinzipien

  • Aussensicht

  • Teildisziplin der Bewegungslehre, die sich zentral mit einer ganzheitlich-qualitativen Analyse menschlicher Bewegungsformen befasst.

  • Sehr pädagogische Betrachtungsweise; primär Aussenaspekte, Bewegung, Produkt. Oft erste oder einzige Stufe der Analyse einer Bewegung (Leistungssport, Vereinssport, Schulsport, Physiotherapie).

  • Differenzierte Bewegungsbeschreibung, ohne auf quantitative Angaben zurückzugreifen, mit Hinweisen auf mögliche Fehler. 

morphologische Betrachtungsweise, Bewegungsmerkmale

• Bewegungsstruktur • Bewegungsrhythmus • Bewegungskopplung • Bewegungsfluss
• Bewegungspräzision • Bewegungskonstanz • Bewegungsstärke
• Bewegungstempo
• Bewegungsumfang 

Fähigkeitsorientierte Betrachtungsweise, Prinzipien

  • Innensicht

  • Teildisziplin der Bewegungslehre, in der das motorische Leistungsvermögen der Sportler mit Hilfe von (nicht direkt beobachtbaren) Fähigkeiten und Fertigkeiten erfasst und charakterisiert wird (Innenaspekt).

  • Empirisch-analytisch (sportmotorische Tests).

  • Fähigkeiten:
    - Konditionelle Substanz (Physis & Energie)

    - Koordinative Kompetenz Physis & Steuerung)

  • - Emotionale Substanz (Energie & Psyche)

  • - Mental-taktische Kompetenz ( Steuerung & Psyche)

Prozessorientierte Betrachtungsweise, Prinzipien

  • Teildisziplin der Bewegungslehre, die sich zentral mit dem Problem befasst, „wie menschliche Bewegungen intern gesteuert und geregelt werden“ (Innenaspekt).

  • Primär Innenaspekte, Sensomotorik, Prozessbereich.

  • Wahrnehmung, Gegensatzerfahrung; Informationsaufnahme, -verarbeitung, -ausführung.

  • Verschiedene Arten der Bewegungssteuerung und - regelung wie zum Beispiel open-loop oder closed-loop Rückkopplung. 

Prozessorientierte Betrachtungsweise, motorische Programme

• Impuls-Timing-Modell

• Masse-Feder-Modell

• Hierarchische Sequenzierungsmodelle 

Funktionale Betrachtungsweise, Prinzipien

  • Teildisziplin der Bewegungslehre, in der sportliche Bewegungen als zielgerichtete Problemlösungs- handlungen betrachtet und analysiert werden. Dem Ziel wird gegenüber der Ausführung das Primat zugeschrieben (Innen-/Aussenaspekt).

  • V.a. methodisch/didaktischer Ansatz. 

Funktionale Betrachtungsweise, Funktionsphasen

  • Funktionale Analyse = Funktions(phasen)analyse, „Aufgaben-Analyse“

  • Den Aktionen Funktionen zuweisen

  • Die Funktionen gliedern in:
    - Hauptfunktionsphasen („Kernelemente“, „Struktur“), d.h.

    Bewegungsabschnitt mit unmittelbarer Funktion (unabhängige

    Phase)
    - Hilfsfunktionsphasen („Form“), d.h. funktional abhängiger

    Bewegungsabschnitt, da zur Beschreibung der Funktion andere Phasen berücksichtigt werden 

  • Beispiel Sprungwurf auf Folien!

erstes brauchbares EKG(1903)

Fuss und Arm in Becken(Wasser und Salz)= damals Elektrode

Definition der Medizintechnik

Verständnis der Funktionsweise von lebenden Systemen mittels analytischer und experimen- teller Techniken der Ingenieurswissenschaften

Entwicklung von neuen Geräten, Algorithmen, Prozessen und Systemen im Bereich Medizin und Gesundheit 

Ingenieurswissenschaftliche Prinzipien angewendet auf biologische Systeme(Phänomene wie Mensch, etc...), um diese zu verstehen, zu verändern oder zu regeln. 

Verstehen, Medizintechnik, Analyse EKG Kind

ca. 1960, independent component analysis

--> Herz des Kindes abhören, musste man den Herzschlag des KIndes und der Mutter auseinander halten können! (verschiedene Picks!)

Verändern, Metech, Ersatzherz oder Transplantation verschiedener Gewebe:

2004, AbioCor Implantable, Replacement Heart, BAtterie aufladbar ohne Kabelverbindung, bis 18 M. einsatzfähig!

--> warum? zu wenig Spenderorgane! und falls eins vorhanden ist, nicht unbedingt das passende! deshalb
Ersatzherz zur Überbrückung der Wartezeit für ideales Spenderherz!

Hautransplantationen werden immer häufiger, wegen Hautverbrennungen!

Medtech, Knieprothesen:

passiv

dissipativ (energieaufnehmend!)

aktiv 

Ingineur versucht Produkt (künstliches Organ) herzustellen, welches sich anpassen und agieren/reagieren kann!

Bereiche, Medtech:

Biomechanics, Medical & Biological Analysis, Biosensors, Cinical Engineering, Medical & Bioinformatics, Rehabilitation Engineering, Physiological Modelling, Bionanotechnolgy, Biomedical Instrumentation, Neural Engineering, Tissue Engineering, Biotechnology, Biomaterials, Mediacl Imaging, Prothetic Devices & Artifical Organs

Geschichte, Medtech: 

  • junge Wissenschaft

  • Anfang 20. Jh.: Technikentwicklung in der Medizin zur Messung und Überwachung von Körperfunktionen
    -> Überlappung Medizin und Ingenieurswissenschaften

  • Ca. 1950: Gründung Gruppe Engineering in Medicine and Biology; Einführung von Studiengängen

  • zuerst Biosensors und Bioimaging; später Biomechanik und Biomaterialien; noch später Tissue Engineering 

  • Tissue Engenineering= körpereigene Strukutren ersetzen!

Biomechanik , sowohl Teil von Bewegungswissenschaften und Medizintechnik

  • Analyse von Belastungen und Materialeigenschaften des aktiven und passiven Bewegungsapparates

  • Analyse von Strömungen im Körper (z.B. Herz-Kreislauf- System, Atmungssystem)

  • Mechanismen des Wärme- und Stofftransports 

  • bsp. Welche Kräfte müssen Blutgefässe oder Blutbahnen aushalten, etc…?
    Funktionen für Thermoregulation, Eigenschaften anwenden auf Textilproduktion!

  • wie sich Kräfte auf Strukturen (Muskeln, Bänder, Sehnen, Knochen, Kropel, etc..) auswirken: --> Finite Element-Methode (FEM) = numerische Lösung von partielle Differentialgleichungen! (--> FArbliches Schema der Kräfteverteilung!)

Biomaterialen, Medtech, bsp: Hüftprothese und Stent:

• Eigenschaften von synthetischen Materialien für Implantate:
- funktionale Ähnlichkeit
- biologische Verträglichkeit («Biokompatibilität»; z.B. Toxizität, Kanzerogenität, chemische Stabilität, immunologische Reaktionen, ...)

- mechanische Stabilität 

hält das Produkt die Umgebenden Körperflüssigkeiten aus?
wird es abgestossen? bsp. Abkapseln oder Transport  Hautoberfläche an!

Hüftprothesen z.B aus Titan oder Keramik: muss lange halten! bsp.: dürfen durch Abreibung keine Titan oder Keramik Partikel ins Gelenk gelangen! würde Entzündung auslösen!

Stent (Gefässstütze)--> Drahtgitter das zusammegefaltet in Blutbahn gegeben wird, dann wird der Ballon aufgeblassen und das Gitter dehnt sich aus, dann Ballon wieder raus und Gitter bleibt so!!, muss stabil sein, jedoch nicht zu steif, sonst Beschädigung der Gefässwand!

Gewebekonstruktion, Tissue Engineering: Graphiken wichtig auf Folien!

  • künstliche Herstellung biologischer Gewebe durch die gerichtete Kultivierung von Zellen, um damit kranke Gewebe bei einem Patienten zu ersetzen oder zu regenerieren.

  • Zellentnahme am Patienten zur Züchtung des gewünschten Organs mit Hilfe von:
    - strukturellem Gerüst (optional, oft Scaffold genannt) - lebenden Zellen oder Gewebe
    - Wachstumsfaktoren
    - Kulturmedium (Nährlösung) bzw. Organismus 

  • auch Bioprinting mit Biotinte möglich, bsp: Nase!

Medizinische Bildgebung: 

  • Techniken und Prozesse, welche das Körperinnere (nicht- invasiv) visuell darstellen können.
    -> klinische Analyse (Diagnose)
    -> medizinische Intervention (Therapie)

  • Etablierung von Datenbanken der normalen Anatomie und Physiologie zur Erkennung von Anomalien. 

  • Bsp: Röntgen, Coputed Tomography (CT), Ultraschall (Radiologen können wirklich das Richtige und Alles aus einem Röngtenbild hinauslesen! hohe Kunst!), Magnetic Resonance Imaging (MRI/fMRI) --> Prinzip:
    Fourier-Transformation, d.h. Signaltransformation Zeitdomäne -> Frequenzdomäne 

     

Biosensoren, Medtech: 

  • Messfühler mit biologischen Komponenten: - Antikörper
    - Enzyme
    -...

  • Messung der chemischen / physikalischen Veränderung (z.B. Ladung, Lichtabsorption, etc.) 

  • Bsp: Glukosespiegel oder Verunreinigung von Lebensmittel (z.B Milch)

Rehabilitationstechnik, Medtech: 

  • Bereitstellung von Hilfsmitteln, die eine gesundheitliche Einschränkung abmildern und so die Lebensqualität erhöhen.

  • Nicht nur spezielle Hilfsmittel, sondern auch Unterstützungstechnologie (Anpassung/Zugänglichkeit herkömmlicher Produkte). 

  • Bsp: Zeh-Prothese (600v. Chr.), Rollstuhl, Brille, Armprothese, etc.. heute bereits Pothesen mit Signalübertragung!Steuerung der Prothese durch Gehrin! 

Rehabilitationstechnik, Prinzip, Graphiken auf Folien sehr wichtig!: 

 

Modalitäten verstärken, unterstützen

Sensorisch: Hörgerät, Brille

Motorisch: Krücken, Beinorthese

Modalitäten ersetzen

Sensorisch: Cochlear Implantat (Hörprothese)

Motorisch: Fussprothese, Armprothese

Modalitäten substituieren

Sensorisch: Brailledisplay für blinde Patienten

Motorisch: Spracheingabe für gelähmte Patienten 

Orthesen: kein Ersatz, sondern einfach Stütze!! bsp: Kniestütze, Hörgerät mit externem Hörer!

Prothesen: Ersatz: sensorisch bsp. Hörgerät, falls man wirklich fast nichts mehr hört!, motorisch: Beinprothese! 

KnieProthesen, Regelung, Medtech: 

Knieprothese: Belastung der Prothese!, muss diese Funktionen erfüllen!
bsp. Kniebeugung erzeugen, Streckung, etc…

UNzureichende Knieflexion --> führt zu Kompensationsstrategien des Menschen--> nicht gesund, bsp: Hinken!

Keine Bewegungen, die Energieabgabe verlangen--> Aktive Prothesen mit Regelung

kooperative Regelung-->Prothese-->Feedback

--> Graphiken wichtig!

 

Sensorische Substitution; 

Substitution Bild durch Klang, oder "MIt der Zunge sehen!"

Roboter-Einsatz:

Gangtrainer (Orthese), Graphiken auf Folie!

Arm und Hand, --> MIT MAnus, Bi-Manu-Track

Roboterunterstützende Neuroreha

Vorteile durch Robotik

  • Unterstützung der Therapeuten

  • Längeres Training für Patienten

  • Wiederholgenaue und vergleichbare Bewegungen

  • Neue kraftunterstützende Strategien möglich

  • Motivationssteigerung durch audiovisuelles Display für Biofeedback und Spielemodus

  • Quantitative Therapiebeurteilung durch eingebaute Messsensorik

 

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