Kooperative und autonome Systeme der Medizintechnik: [Funktionswiederherstellung und Organersatz]
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Oldenbourg
2005
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Inhalt
1 Einführung in die Grundlagen autonomer Systeme der Medizintechnik
(J.Werner) 1
1.1 Zielsetzungen und Gegenstände der Biomedizinischen
Technik/Medizintechnik 1
1.2 Kooperative und autonome Systeme in der Medizintechnik 3
1.2.1 Automatisierungstechnik in der Medizin 3
1.2.2 Automatisierungstechnisches Ziel: Funktionswiederherstellung und
Organersatz 4
1.2.3 Analogie Prozessfuhrungssystem/Patienten Arzt Maschine System 5
1.2.4 Rolle der Computersimulation 6
1.3 Prinzipien biologischer Regelungssysteme 8
1.3.1 Physiologische Organisationshierarchien 9
1.3.2 Proportionale Regelung 10
1.3.3 Neuronale Regulation: Das autonome Nervensystem 11
1.3.4 Hormonale Regulation: Das endokrine System 12
1.3.5 Regelabweichungen 13
1.3.6 Sollwertverstellungen 14
1.4 Grundbegriffe der System und Regelungstheorie 15
1.4.1 Dynamische Systeme 15
1.4.2 Mathematische Beschreibung von dynamischen Systemen 20
1.4.3 Kennfunktionen von linearen dynamischen Systemen 25
1.4.4 Eigenschaften von Regelkreisen 31
1.4.5 Erweiterungen des Regelkreises 36
1.4.6 Fuzzy Control und neuronale Netze 37
1.5 Zum Weiterlesen 40
2 Wiederherstellung von Herz Kreislauf Funktionen (J. Werner) 41
2.1 Struktur und Funktion des Herz Kreislauf Systems 41
2.1.1 Elektrik des Herzens 42
2.1.2 Mechanik des Herzens 51
2.1.3 Das Kreislauf System 55
2.1.4 Anpassungsmechanismen des Herzens 60
2.1.5 Regelung des Herz Kreislauf Systems 64
X Inhalt
2.2 Pathophysiologische Störungen und Defekte des Herz Kreislauf Systems 70
2.2.1 Defekte, die durch passive Implantate beseitigt werden können 70
2.2.2 Erkrankungen, die durch aktive technische Systeme beseitigt werden
können 71
2.3 Der Bedarfs Herzschrittmacher 77
2.3.1 Reizschwellenbedingungen 78
2.3.2 Die bisherige Entwicklung 79
2.3.3 Transvenöse Implantation 79
2.3.4 „Pacing " und „Sensing" Funktionen und Schrittmachercode 80
2.3.5 Die Hardware 82
2.3.6 Programmierbare Modi und Parameter 86
2.3.7 Links und biventrikuläre Stimulation 92
2.3.8 Antitachykarde Stimulation 93
2.4 Sensorgesteuerte Herzschrittmacher 93
2.4.1 Der ideale chronotrope Schrittmacher 95
2.4.2 Steuerungen („Open Loop") 97
2.4.3 Nutzung der Kopplung der Herz Kreislauf Regulation mit anderen
Regelkreisen 99
2.4.4 Closed Loop Schrittmacher: Der dromotrope Schrittmacher 105
2.4.5 Closed Loop Schrittmacher: Inotrope Schrittmacher 116
2.4.6 Zusammenfassende Wertung und Ausblick 128
2.5 Herz Kreislauf Modelle für die Kardiotherapie 129
2.5.1 Das große Kreislauf Modell von Guyton 130
2.5.2 Das pulsatile Biomed Modell 133
2.6 Defibrillatoren 144
2.6.1 Schaltungstechnische Grundlagen 146
2.6.2 Automatisierte externe Defibrillatoren (AED) 147
2.6.3 Der automatische implantierbare Kardioverter/Defibrillator (AICD) 149
2.7 Die Herz Lungen Maschine 154
2.7.1 Aufbau und Komponenten der Herz Lungen Maschine 155
2.7.2 Automatisierung der Herz Lungen Maschine 158
2.8 Kreislauf Unterstützungssysteme und das künstliche Herz 166
2.8.1 Intra aortale Ballonpumpe (IABP 167
2.8.2 Nichtpulsatile Systeme: Rotationspumpen 169
2.8.3 Extrakorporale Unterstützungssysteme 169
2.8.4 Intrakorporale Unterstützungssysteme 171
2.8.5 Das künstliche Herz 173
2.8.6 Spezifische Automatisierungsansätze 175
2.9 Präservation von Spenderherzen 181
2.9.1 Kardioplege Lösung oder Blutkardioplegie 181
2.9.2 Regelungstechnische Maßnahmen für das explantierte Herz 182
2.10 Zum Weiterlesen 190
Inhalt XI
3 Wiederherstellung von respiratorischen Funktionen 193
3.1 Physiologische und pathophysiologische Grundlagen der Atmungsfunktion
(K. MUckenhoff) 193
3.1.1 Grundzüge der Atmungsphysiologie 193
3.1.2 Atemmechanik und Lungenvolumina 194
3.1.3 Ventilation und Gasaustausch 199
3.1.4 Gastransport im Blut 203
3.1.5 Atmungsregulation 208
3.1.6 Zum Weiterlesen 211
3.2 Grundlagen der Beatmungstechnik/Automatisierungstechnische Probleme
und Lösungen (F. Dietz) 212
3.2.1 Aufgaben von Beatmungsgeräten und Atemhilfen 212
3.2.2 Umsetzung von Beatmungsformen 213
3.2.3 Technik aktueller Beatmungsgeräte 219
3.2.4 Synchronisation zwischen Atmung und Beatmung 227
3.2.5 Einschränkungen heutiger Beatmungsverfahren 228
3.2.6 Zukünftige Entwicklungen 229
3.2.7 Leckagekompensation für die nicht invasive volumenkonstante
Beatmung als regelungstechnisches Beispiel 231
3.2.8 Zum Weiterlesen 240
3.3 Grundlagen der Narkosetechnik/Automatisierungstechnische Probleme und
Lösungen (O. Simanski) 241
3.3.1 Einleitung 241
3.3.2 Klassifizierung der Inhalationsnarkosesysteme 242
3.3.3 Beatmung unter Narkose 259
3.3.4 Zukünftige Entwicklungen 262
3.3.5 Regelungsentwurf am Beispiel der neuromuskulären Blockade 263
3.3.6 Zum Weiterlesen 275
4 Wiederherstellung von Nierenfunktionen (M. Krämer) 277
4.1 Nierenfunktionen und Nierenerkrankungen 277
4.2 Grundlagen der Hämodialyse 280
4.3 Zugang zum Blutkreislauf 283
4.3.1 Methoden und Probleme des Gefäßzugangs 283
4.3.2 Die Rezirkulationsmessung 288
4.3.3 Die Messung des Flusses zum Gefäßzugang 291
4.3.4 Die Messung des Druckes im Gefäßzugang 293
4.4 Toxinentzug 294
4.4.1 Grundlagen des Toxinentzugs 294
4.4.2 Steuerung der Effizienz der Dialyse 297
4.4.3 Quantifizierung des Toxinentzugs 300
4.4.4 Die Online Clearance Messung 304
MI Inhalt
4.5 Flüssigkeits und Ernährungsstatus 307
4.5.1 Flüssigkeitsräume im Körper 307
4.5.2 Klinische Relevanz der Flüssigkeitsbilanzierung 309
4.5.3 Definition des Trockengewichts 310
4.5.4 Relevanz des Ernährungsstatus 311
4.5.5 Methoden zur Bestimmung des Flüssigkeitsstatus 312
4.5.6 Die Bioimpedanzmessung 315
4.5.7 Evaluierung der Messmethoden 320
4.6 Strategien zur Kreislaufstabilisierung 324
4.6.1 Kreislaufbelastung durch die Dialysetherapie 324
4.6.2 Blutdruckregulation beim Dialysepatienten 325
4.6.3 Allgemeine Maßnahmen zur Kreislaufstabilisierung 327
4.6.4 Die Profildialyse 327
4.6.5 Externe Blutdruckregelung 329
4.6.6 Die Blutvolumenregelung 330
4.6.7 Die Körpertemperaturregelung 336
4.6.8 Physiologische Regelung und Patientensicherheit 342
4.6.9 Weiterentwicklungen der Konzepte zur Kreislaufstabilisierung 344
4.7 Weitere Konzepte und Ausblick 344
4.8 Zum Weiterlesen 347
5 Wiederherstellung von Pankreasfunktionen (K. Rebrin) 349
5.1 Biologische Regelung der Glucosehomöostase 349
5.1.1 Physiologische Rolle des Pankreas 349
5.1.2 Zentrale Rolle des Insulins für den Stoffwechsel 350
5.2 Störungen der Insulinbereitstellung 354
5.2.1 Syndrom des Diabetes mellitus 354
5.2.2 Folgen einer gestörten Glucosebalance 355
5.3 State of the Art der Insulintherapie 356
5.3.1 Bereitstellung und Verabreichung des Insulins 356
5.3.2 Glucosemessmethoden zur Behandlung des Diabetes Mellitus 358
5.3.3 Intensivierte Insulintherapie 366
5.4 Artifizielles Pankreas 367
5.4.1 Biologischer Ersatz der Pankreasfunktion 367
5.4.2 Technisches Pankreas 369
5.5 Zum Weiterlesen 374
Inhalt XIII
6 Wiederherstellung motorischer Funktionen (R. Riener) 377
6.1 Einleitung 377
6.1.1 Motivation 377
6.1.2 Rückblicke 378
6.1.3 Kapitelübersicht 380
6.2 Die menschliche Motorik 381
6.2.1 Anatomie des menschlichen Bewegungsapparats 381
6.2.2 Von der Erregung zur Segmentbewegung 384
6.2.3 Natürliche Bewegungskontrolle 389
6.3 Bewegungspathologien und Wiederherstellung 393
6.3.1 Pathologien der menschlichen Motorik 393
6.3.2 Natürliche Mechanismen der Bewegungswiederherstellung 398
6.3.3 Technische Methoden der Bewegungswiederherstellung 400
6.4 Ausgewählte Beispiele der Bewegungswiederherstellung 401
6.4.1 Techniken der klinischen Bewegungstherapie 401
6.4.2 Motorische Neuroprothesen 408
6.4.3 Künstliche Gliedmaßen (Exoprothesen) 422
6.4.4 Weitere Techniken der Mobilitätsunterstützung 427
6.5 Bewertung 429
6.5.1 Natürliche versus künstliche Bewegungswiederherstellung 429
6.5.2 Kopie versus Ersatz natürlicher Bewegungen 430
6.5.3 Probleme und Chancen 430
6.6 Zum Weiterlesen 432
7 Wiederherstellung von Sehfunktionen (P. Walter) 433
7.1 Einleitung 433
7.2 Netzhaut und Sehvorgang 434
7.3 Retinitis pigmentosa (RP) 438
7.4 Therapieansätze der Retinitis pigmentosa 439
7.5 Ansätze für ein Retina Implantat 441
7.5.1 Der subretinale Ansatz 442
7.5.2 Der epiretinale Ansatz 443
7.6 Tierexperimentelle Untersuchungen 445
7.6.1 Biokompatibilitätsstudien 445
7.6.2 Chirurgische Machbarkeit 446
7.6.3 Studien zur kortikalen Aktivierung 448
7.7 Klinische Studien 450
7.8 Perspektiven Können wir Blinde sehend machen? 450
7.9 Zum Weiterlesen 451
XIV Inhalt
8 Wiederherstellung von Hörfunktionen (H. Hudde) 455
8.1 Einleitung 455
8.2 Das menschliche Hörorgan 456
8.2.1 Einige akustische und mechanische Grundbegriffe 457
8.2.2 Außen und Mittelohr 458
8.2.3 Innenohr und Hörbahn 462
8.3 Normales und gestörtes Hören 465
8.3.1 Lautstärkewahrnehmung 466
8.3.2 Hören bei störendem Schall 467
8.3.3 Möglichkeiten einer Hörversorgung 468
8.4 Hörgeräte 469
8.4.1 Hörgerätetypen und komponenten 469
8.4.2 Digitale Signalverarbeitung 472
8.5 Vibratorische Hörhilfen 475
8.5.1 Knochenleitungs Hörgeräte 475
8.5.2 Aktive Mittelohr Implantate 477
8.6 Kochlea und Hirnstamm Implantate 481
8.7 Zusammenfassung und Ausblick 485
8.8 Zum Weiterlesen 486
Sachverzeichnis 489 |
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| spelling | Kooperative und autonome Systeme der Medizintechnik [Funktionswiederherstellung und Organersatz] hrsg. von Jürgen Werner München [u.a.] Oldenbourg 2005 XIV, 502 S. Ill., graph. Darst. 25 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Automatisierungstechnik (DE-588)4194567-0 gnd rswk-swf Biomedizinische Technik (DE-588)4006882-1 gnd rswk-swf Medizintechnik (DE-588)4074676-8 gnd rswk-swf Systemsynthese (DE-588)4198909-0 gnd rswk-swf Biomedizinische Technik (DE-588)4006882-1 s Automatisierungstechnik (DE-588)4194567-0 s Systemsynthese (DE-588)4198909-0 s DE-604 Medizintechnik (DE-588)4074676-8 s Werner, Jürgen Sonstige oth HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=013116890&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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