Vorlesung Lasermedizin
Klausurfragen
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Kartei Details
| Karten | 97 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 08.07.2013 / 21.07.2018 |
| Weblink |
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Welchen Vorteil bietet eine PDT im Vergleich zu einer Zytostatikerbehandlung und einem chirurgischen Eingriff?
PDT gegenüber der Zytostatikerbehandlung: Lokale Wirkung
gegenüber einem chirurgischen Eingriff: Die Turmorgrenzen werden automatisch erkannt und müssen nicht pathologisch überprüft werden
Beschreiben Sie das Prinzip der Chromophor-assistierten Lichtinaktivierung.
gezielte Proteininaktivierung
am Antikörper: Fluoreszensfarbstoff; Anregung durch Lichteinstrahlung
Bildung freier Radikale; Veränderung anderer Moleküle; photochemische Aktivierung
Wie werden bei der Chromophor-assistierten Lichtinaktivierung (CALI) die Farbstoffe an das Zielprotein gebracht?
Bindung der Farbstoffe an die zu den Proteinen passenden Antikörper
Gegen welche Krankheit richtet sich die PUVA Therapie und wie funktioniert sie?
Schuppenflechte
Psoralen bindet in die DNA an Thymin --> Unter UVA Bestrahlung --> Bildung von Einzelstrangaddukten und Quervernetzungen zwischen den DNA Strängen --> Verhinderung der Zellteilung
Benennen Sie die Hauptkriterien bei der Auswahl von Laserparametern für eine möglichst präzise Gewebsabtragung mit wenig Schäden im verbleibenden Gewebe.
Laserpulse kürzer als thermische Diffusionszeit
genaue Pulslänge: t2=(tpuls/tdiffusion)<1
wellenlängenspezifische Absorption nutzen --> selektive Zerstörung von absorbierenden Strukturen --> gute Absorption bei gewählter Wellenlänge
Energien in der Nähe der Ablationsschwelle
Erläutern Sie die Bedingung für "thermischen Einschluss" der deponierten Laserenergie. Geben Sie die Beziehung zwischen der Dauer der Lichteinstralung t und der linearen Ausdehnung der Absorptionsstruktur bzw. der Ausdehnung der Wärmeausbreitung d an.
Laserpulsdauer t(p)<thermische Diffusionszeit --> sonst kann die deponierte Energie über den bestrahlten Bereich hinaus "diffundieren" und damit wären die thermischen Schäden deutlich größer
Thermische Diffusionszeit: t(d)=d²/k [k(kappa)....thermische Diffusion]
d=1/my(a) [my(a)....optischer Absorptionskoeffizient]
Warum ist die Erfüllung dieser Bedingung wichtig für präzise Ablation? Wie ändert sich diese Bedingung, wenn die optische Eindringtiefe verringert wird?
deponierte Wärme kann sonst über den bestrahlten Bereich hinaus diffundieren und so thermische Schäden im gesunden Gewebe verursachen
optische Eindringtiefe wird verringert --> t(d)~d²-->t(d) sinkt und da Laserpulsdauer kleiner sein muss als thermische Diffusionszeit, sinkt Laserpulsdauer auch
damit die Abtragstiefe präzise bleibt
Benennen Sie einige Anwendungen der Gewebeabtragung ("Ablation") mit Pulslasern und die dabei erforderliche Präzision.
Refraktive Hornhautchirurgie: ~ 1/3 mikrometer
Organschnitte: nano- bis mikrometer
Kosmetische Chirurgie: ~10mikrometer
Wie muss man Laserparameter wählen, um Blutstillung ("Hämostase") zu erzielen?
innen muss Ablation erfolgen; außen Koagulation und Denaturierung
z.B. lamda= 1,9mikrometer, 0,365mm Faser und 20Watt
Welche Art von Phasenübergängen (Flüssigkeit-->Dampf) unterscheidet man im Hinblick auf Ablationsprozesse?
Phasenexplosion
Dampfexplosion
Oberflächenverdampfung
Kochen
Welche Art von Phasenübergängen bewirken einen besonders effizienten Materialabtrag?
Phasenexplosion ist besonders wichtig
sehr präzise!
durch Druckwelle guter Materialabtrag in kurzer Zeit möglich, umliegendes Gewebe wird nicht so sehr beschädigt
Erläutern Sie die Bedingung für Druckeinschluss.
thermische Ausdehnung maximal mi Schallgeschwindigkeit
Laserpulsdauer < Relaxationszeit
keine thermischen Schäden bei gütegeschalteten Pulsen --> arbeiten mit Druckeinschluss
Erläutern Sie warum Ablation unter Druckeinschlussbedingungen zu verringerten thermischen Nebenwirkungen führt.
Ablation ist unter Druckeinschluss viel effizienter
Was versteht man unter "sekundärem Materialauswurf" und wie kommt er zustande?
-Abtragung von Material durch Rückstoß der Druckwelle vom primären Materialauswurf
Warum kommt es bei Ablation in Flüssigkeitsumgebung leichter zu mechanischen Zerreißungen als bei Ablation in Gasumgebung?
Ablation in Flüssigkeit: Dampf ist in Flüssigkeitsblase eingeschlossen --> muss Flüssigkeitsblase bei Ablation verdrängen --> schneller mechanische Zerreißungen der Ablationsblase duch Schockwellen möglich
Ablation in Gas: schwächer als in Flüssigkeit, nur Phasenexplosion
Was versteht man unter Koagulation in der Biochemie?
Gerinnung von Eiweißen
Denaturierung: strukturelle Veränderung von Biomolekülen wie zum Beispiel Eiweiße oder der DNA
Mit welchem Gesetz kann man die Kinetik der Denaturierung beschreiben?
Modell nach Arrhenius: Omega(t):=-ln(c{a}(t)/c{0})=Integral (von 0 bis t) q(T(t'))dt'
[c{a}...Konzentration Edukt, t....Zeit, q....Reaktionsrate, T....absolute Temperatur]
Welcher Parameter ist der Empfindlichste und wie geht er in die Denaturierung ein?
Temperatur --> exponentiell
Wie ist der Zusammenhang zischen konstanter Temperatur T und Zeit t für einen gegebenen thermischen Effekt (Arrheniusplot)?
log(t)~1/T
Welche Effekte treten auf, wenn Kollagen denaturiert?
Fibrillen lösen sich in ihrer Struktur auf --> schrumpfen (Wasserstoffbrückenbindungen werden gelöst) --> (bei weiterer Denaturierung) kovalente Bindungen gehen auf (Moleküle zersetzen sich) wieder leichte vergrößerung des Volumens
optisch: Streuung vermehrt
Nennen Sie Beispiele für Therapien in der Medizin, die über Koagulation wirken.
Glaukombehandlung
Tumorkoagulation
Verhinderung der Netzhautablösung
Laserthermokeratoplastik
Beschreiben Sie die wichtigsten Prozesse bei der Plasmabildung durch "optischen Druchbruch".
Multiphotonionisation oder Tunneleffekt erzeugen quasifreie Elektronen --> Elektron wird beschleunigt und nimmt kinetische Energie auf --> Gewinn von kinetischer Energie durch inverse Bremsstrahlung --> Stoßionisation mit anderen Elektronen --> Anregung und Bildung weiterer freier Elektronen --> Ionisationslawine --> Plasmabildung im Fokus
Welche Abfolge physikalischer Ereignisse wird durch den optischen Durchbruch initiiert?
Plasmabildung --> explosiver Temperaturanstieg --> explosiver Druckanstieg --> Stoßwelle --> Kavitationsblasenbildung --> Schockwellenausbreitung --> umliegende Flüssigkeit bildet sich weiter aus --> Hohlraum entsteht
Wie groß ist (ungefähr) der durch optischen Durchbruch mit Nanosekundenpulsen erzeugte Druck, und wie kann man ihn messen?
Druck wird anhand der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Blase bestimmt
Druck: 10-100kbar --> >500m/s für 30-50ns
Wie kann man thermomechanische Nebenwirkungen der plasmavermittelten Chirurgie minimieren?
Vergrößerung des Fokuswinkels bildet einen besseren Fokuspunkt --> Verkleinerung des Fokusdruchmessers
möglichst kompakte Plasmen
kurze Pulsdauer
Lasermode: Einzelmode --> Laserstrahl fokussiert besser
Benennen Sie einige Anwendungen der plasmavermittelten Chirurgie mit Pulslasern.
Hornhautchirurgie
Iridotomy
LASIK
Capsulotomy
Worauf beruht die Laserlithotripsie? Wann wird sie angewendet, was sind Alternativverfahren?
bei Nieren- & Harnleitersteinen
Laserfokus im Körper
Bildung eines lokalen Plasmas auf dem Stein --> Stoßwelle --> Zertrümmerung
Alternativ: Ultraschallzerstörung, Stein herausholen
Nennen Sie drei Anwendungen der Fluoreszenz in der klinischen Diagnostik.
PDD
Fluoreszenzangiograpophie
Fluoreszenz körpereigener Stoffe
Fluoreszenzmikroskopie
Welche Wechselwirkungen von Licht mit Gewebe erzeugt den Kontrast bei der optischen Kohärenztomographie (OCT)?
Streuung
Welche zwei technische Vefahren werden bei der optischen Kohärenztomographie (OCT) unterschieden?
Zeitdomaine und Fourierdomaine
Nennen Sie drei natürlich im Körper vorkommende Farbstoffe, die flureszieren.
NADH
Kollagen, Elastin
Lipopigmente
Porphyrine
Tryptophan
Welche Vorteile hat die 2-Photonenmikroskopie im Vergleich zur konfokalenn Fluoreszenzmikroskopie?
Bleichung und Photoschädigung nur im Fokuspunkt
es können längere Wellenlängen mit höheren Eindringtiefen genutzt werden
keine Lochblende --> leichterer Aufbau & Abstimmung des Geräts
Welche Hautveränderungen sollten nicht gelasert werden?
Zur Epilation können nicht empfohlen werden
Vor der Lasertherapie ist wichtig
Wonach sucht man den Laser für eine bestimme Behandlungsindikation aus:
Die Lasertherapie von Hauterkrankung
Welcher Laser kann für eine Enukleation der Prostata und zur Behandlung von Harnleitersteinen eingesetzt werden?
Welche Vorteile hat der Laser bei der Behandlung der BPH?
Was sind die Vorteile der intracorporalen Steinbehandlung im Gegensatz zu ESWL?
