Physik und Biophysik für Mediziner:
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Tritthart, Helmut A. Medizinische Physik und Biophysik |
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| 1. Verfasser: | |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Schattauer
2011
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| Ausgabe: | 2. Aufl. |
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INHALTSVERZEICHNIS
EINFUEHRUNG 1
1. MESSEN UND DARSTELLEN VON MESSWERTEN 7
1.1 DIREKTE UND INDIREKTE PHYSIKALISCHE MESSUNGEN 7 1.2 MEDIZINISCHE
MESSVERFAHREN 8
1.2.1 MESSPROBLEME IN MEDIZIN UND BIOLOGIE 8
1.2.2 SUBJEKTIVE MESSUNGEN IN DER MEDIZIN 10
1.2.3 PSYCHOPHYSIK 13
1.3 SL-SYSTEM 16
1.3.1 GEBRAUCH DER MASSEINHEIT KILOPASCAL (KPA) 19 1.3.2 LAENGENMESSUNG 22
1.3.3 FLAECHE UND VOLUMEN 25
1.3.4 WINKELMASSE 30
1.3.5 VEKTOR UND SKALAR 31
1.3.6 ZEIT 33
1.3.7 MASSE 35
1.3.8 KRAFT 38
1.4 MESSFEHLER 38
1.5 STATISTIK 42
1.5.1 KONFIDENZGRENZEN, VERTRAUENSGRENZEN 44 1.5.2 TESTEN VON HYPOTHESEN
45
1.5.3 HAEUFIG VORKOMMENDE VERTEILUNGSFUNKTIONEN 46 1.5.4 VERGLEICH VON
MITTELWERTEN, T-TEST 47
1.5.5 REGRESSIONSGERADE 49
1.5.6 SEQUENTIAL-ANALYSE 50
1.5.7 SENSITIVITAET, SPEZIFITAET, PRAEVALENZ UND INZIDENZ . . .. 53 1.5.8
ALLTAGSSTATISTIK 57
1.6 DARSTELLUNG VON MESSWERTEN 58
1.6.1 DAS RECHTWINKLIGE KOORDINATENSYSTEM 63
1.6.2 DIFFERENTIAL, INTEGRAL 65
1.6.3 SEMILOGARITHMISCHE MESSWERTDARSTELLUNGEN 67 1.6.4
HAEUFIGKEITSVERTEILUNGEN 68
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/996982353
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
X INHALTSVERZEICHNIS
2. MECHANIK 75
2.1 STATIK UND DYNAMIK 75
2.1.1 DYNAMIK 75
2.1.2 TRANSLATION, ROTATION, STOSSGESETZE UND DREHMOMENTE 78
2.1.3 HEBEL 85
2.1.4 ARBEIT, ENERGIE, LEISTUNG 92
2.1.5 KRAFTEINWIRKUNGEN AUF KOERPER 95
2.1.6 SCHWINGUNGEN UND WELLEN 104
2.1.7 VISKOELASTIZITAET 113
2.1.8 ANDERE MECHANISCHE EINWIRKUNGEN AUF DEN MENSCHLICHEN KOERPER 118
2.2 STRUKTUR DER MATERIE 131
2.3 HYDROSTATIK UND HYDRODYNAMIK 135
2.4 ATMUNG UND PHYSIKALISCHE FAKTOREN DER LUNGENFUNKTION . 157
3. AKUSTIK 165
3.1 INFORMATION 165
3.2 KINETIK, STEUERUNG, REGELUNG 166
3.3 OSZILLATION UND CHAOS 171
3.4 HARMONISCHE SCHWINGUNG 174
3.5 SCHALL 176
3.6 HOERVERMOEGEN, FUNKTIONEN DES OHRS 179
3.6.1 TROMMELFELL 182
3.6.2 SCHALLREFLEXION 182
3.6.3 INNENOHR 185
3.6.4 HOERGERAETE OBJEKTIVE HOERPRUEFUNG 188
3.7 MENSCHLICHE STIMME, SPRACHE, TOENE, GERAEUSCHE 190 3.8 AUSKULTATION
UND PERKUSSION 193
3.9 STOSSWELLEN, LITHOTRIPSIE 198
3.10 ULTRASCHALL 205
3.10.1 AUSBREITUNG VON ULTRASCHALL IM GEWEBE 205 3.10.2
ULTRASCHALLBILDGEBUNG 206
3.10.3 ULTRASCHALL-DOPPLERMESSTECHNIKEN (FARBKODIERTE DUPLEXSONOGRAPHIE,
FKDS BZW. COLOR-FLOW- MAPPING, CFM) 212
4. WAERMELEHRE 217
4.1 WAERMEEMPFINDUNG, KOERPERTEMPERTUR 217
4.2 MESSUNG DER KOERPERTEMPERATUR 219
4.3 TEMPERATURSKALEN, ISOTHERME UND ISOBARE GASGESETZE . . .. 219 4.4
WAERMEMASSE 222
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XI
4.5 KINETISCHE THEORIE DER WAERME 223
4.6 WAERMEHAUSHALT DES MENSCHLICHEN KOERPERS 227
4.7 KAELTE- UND WAERMETHERAPIE 231
4.8 ERSTER HAUPTSATZ DER WAERMELEHRE, GRUNDUMSATZ, ENERGIEHAUSHALT 235
4.9 PHASENUMWANDLUNGEN 238
4.10 DAMPFDRUCK 240
4.11 ATMUNG, LOESLICHKEIT, PARTIALDRUCK, DIFFUSION 242 4.12 ERKRANKUNGEN
DURCH AENDERUNG DES ATMOSPHAERISCHEN DRUCKS 246
4.13 TEILCHEN- UND MASSESTROEME UEBER GRENZFLAECHEN UND MEMBRANEN 247
4.14 ZWEITER UND DRITTER HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 252
5. ELEKTRIZITAET 259
5.1 ELEKTROSTATIK 259
5.1.1 LADUNG 260
5.1.2 COULOMB-GESETZ 260
5.1.3 PIEZOELEKTRIZITAET 267
5.2 MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD, ELEKTROPHORESE, IONTOPHORESE268 5.2.1
MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD 268
5.2.2 ELEKTROPHORESE 273
5.2.3 IONTOPHORESE 275
5.3 ELEKTRISCHER STROM IN MATERIE 276
5.3.1 STROM UND STROMARBEIT 276
5.3.2 STROMLEITUNG IN METALLEN 278
5.3.3 AUSTRITTSARBEIT 280
5.3.4 AEUSSERER PHOTOELEKTRISCHER EFFEKT 282
5.4 STROMLEITUNG IN HALBLEITERN UND IN ELEKTROLYTEN 290
5.4.1 HALBLEITER 290
5.4.2 PHOTODIODE 295
5.4.3 TRANSISTOR 297
5.4.4 ELEKTROLYTE 298
5.4.5 MAGNETFELDER 309
5.4.6 LORENTZ-KRAFT 312
5.4.7 INDUKTION, LENZ-REGEL 314
5.4.8 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 315
5.4.9 HF-THERAPIE 318
5.4.10 ELEKTROCHIRURGIE 328
5.4.11 SPEZIFISCHE ELEKTROMAGNETISCHE EFFEKTE 332 5.5
KERNSPINTOMOGRAPHIE UND SPEKTROSKOPIE 334
5.5.1 MAGNETISCHE DIPOLMOMENTE, LARMOR-FREQUENZEN . . . 334
IMAGE 4
XII INHALTSVERZEICHNIS
5.5.2 RELAXATION 339
5.5.3 T 2 -RELAXATION 342
5.5.4 NMR-SPEKTROSKOPIE 346
5.5.5 BILDGEBENDE VERFAHREN (MAGNETIC RESONANCE IMAGING, MRI) 351
5.5.6 GESUNDHEITLICHE RISIKEN DES MRI 357
5.5.7 ELEKTRONENOPTIK, ELEKTRONENMIKROSKOP 358 5.5.8 DAS OSZILLOSKOP 360
5.5.9 FERNSEHEN 362
5.5.10 DAS ELEKTRONENMIKROSKOP 368
5.5.11 BILDERZEUGUNG IM RASTERELEKTRONENMIKROSKOP
(SCANNING-ELEKTRONENMIKROSKOP, SEM) 375
6. BIOELEKTRIZITAET 383
6.1 BIOLOGISCHE STROEME UND MEDIZINISCHE STROMWIRKUNGEN. . . . 383 6.1.1
MEMBRANEN 383
6.1.2 REZEPTOREN FUER REIZE 389
6.1.3 AKTIONSPOTENTIALE 390
6.1.4 IONENKANAELE 392
6.2 REIZSTROEME 396
6.2.1 ELEKTRODEN FUER REIZSTROEME 397
6.2.2 STROMFORMEN 399
6.2.3 REIZWIRKUNG 401
6.2.4 GLEICHSTROMTHERAPIE 404
6.2.5 IMPULSBEHANDLUNG 405
6.3 ELEKTROSTIMULATION DES HERZENS 409
6.3.1 REIZIMPULSE ZUM HERZMUSKEL 409
6.3.2 HERZFLIMMERN 412
6.4 STROMUNFALL 414
6.4.1 STROMWEG, STROMDICHTE, HAUTWIDERSTAND 414 6.4.2 FLIMMERSCHWELLE
UND SICHERHEITSKLASSEN 418 6.5 MEDIZINISCH WICHTIGE
POTENTIAL-MESSVERFAHREN 419 6.5.1 MESSUNG VON POTENTIALDIFFERENZEN 419
6.5.2 ELEKTRODEN 423
6.5.3 AKTIONSPOTENTIALE 425
6.5.4 VERSTAERKER 429
6.5.5 ELEKTROENZEPHALOGRAMM (EEG) 438
6.5.6 EVOZIERTE POTENTIALE 444
6.5.7 ELEKTROMYOGRAPHIE 445
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XIII
7. ROENTGEN- UND ATOMPHYSIK 449
7.1 GRUNDLAGEN DER KERNPHYSIK, STRAHLUNG UND MATERIE 449 7.1.1
STRAHLENARTEN 449
7.1.2 RADIONUKLIDE, ISOTOPE 454
7.2 ZERFALLS VORGAENGE, KERNREAKTION, STRAHLUNG UND MATERIE. . . 457
7.2.1 ZERFALLSVORGAENGE 457
7.2.2 KERNREAKTIONEN 461
7.2.3 ZERFALLSGESETZ 465
7.3 ROENTGEN- UND KORPUSKULARSTRAHLEN, STRAHLUNG UND MATERIE468 7.3.1
ERZEUGUNG VON ROENTGENSTRAHLEN 468
7.3.2 TEILCHENBESCHLEUNIGER 476
7.4 WECHSELWIRKUNGEN VON STRAHLUNG UND MATERIE 480 7.4.1 IONISIERUNG 480
7.4.2 ROENTGENSTRAHLEN UND MATERIE 481
7.4.3 ABSTANDSQUADRATGESETZ 487
7.4.4 A-TEILCHEN UND MATERIE 488
7.4.5 /3-STRAHLEN 491
7.4.6 NEUTRONEN UND MATERIE 491
7.5 ROENTGEN - BILDERZEUGUNG UND AUFNAHMEVERFAHREN 493 7.5.1
DURCHLEUCHTUNG 493
7.5.2 DER ROENTGENBILDVERSTAERKER 499
7.5.3 COMPUTERTOMOGRAPHIE (CT) 502
7.6 DOSIMETRIE 506
7.6.1 ENERGIEDOSIS 506
7.6.2 IONENDOSIS 507
7.6.3 AEQUIVALENTDOSIS 509
7.6.4 SPEZIELLE DOSISBEGRIFFE 512
7.7 BIOLOGISCHE STRAHLENWIRKUNGEN 513
7.8 STRAHLENTHERAPIE 519
7.8.1 OBERFLAECHENTHERAPIE 521
7.8.2 HALBTIEFENTHERAPIE UND TIEFENTHERAPIE 521
7.8.3 PROTONEN-, DEUTERONEN-, LEICHTIONEN- UND NEUTRONENTHERAPIE 525
7.9 NUKLEARMEDIZIN 528
7.9.1 RADIONUKLID-GENERATOREN 528
7.9.2 SZINTIGRAPHEN 530
7.10 STRAHLENSCHAEDEN, STRAHLENSCHUTZ UND STRAHLENSCHUTZKONTROLLE 534
7.10.1 DIE AKUTE STRAHLENKRANKHEIT 534
7.10.2 TERATOGENE STRAHLENWIRKUNGEN 535
7.10.3 CHRONISCHE SOMATISCHE STRAHLENWIRKUNGEN 537
IMAGE 6
XIV INHALTSVERZEICHNIS
7.10.4 MEDIZINISCHE UND NATUERLICHE STRAHLENEXPOSITION . . .. 539 7.10.5
UMWELTBEDINGTE STRAHLENBELASTUNG 541
7.11 GRUNDREGELN DES STRAHLENSCHUTZES 544
7.11.1 REGELN FUER BERUFLICH STRAHLENEXPONIERTE PERSONEN. . . 546 7.11.2
PERSONENDOSEN UND DOSIMETER 548
7.11.3 KONTAMINATIONSMESSGERAETE 555
7.12 DAS GESUNDHEITSRISIKO DURCH DEN REAKTORUNFALL IN TSCHERNOBYL 555
8. MEDIZINISCHE OPTIK 561
8.1 EINLEITUNG 561
8.2 GESCHICHTE DER OPTIK 562
8.2.1 QUANTENTHEORIE DES LICHTES 563
8.3 EINHEITEN DER LICHT-STRAHLUNG 564
8.4 WECHSELWIRKUNGEN WELLE-MATERIE UND WELLE-WELLE 565 8.4.1 REFLEXION
567
8.4.2 ABSORPTION, EXTINKTION 570
8.4.3 STREUUNG 572
8.4.4 TRANSMISSION 572
8.4.5 POLARISATION 573
8.4.6 BEUGUNG UND BRECHUNG, DISPERSION, INTERFERENZ . . .. 574 8.5
ABBILDUNG DURCH LINSEN UND SPIEGEL 582
8.5.1 ABBILDUNGSFEHLER 587
8.5.2 KORRIGIERTE OPTISCHE SYSTEME 591
8.6 ULTRAVIOLETTES LICHT 592
8.7 DAS MENSCHLICHE AUGE ALS OPTISCHES SYSTEM 597
8.7.1 OPTISCHER AUFBAU DES AUGES 599
8.7.2 OPTISCHE FEHLER DES MENSCHLICHEN AUGES 604
8.7.3 FEHLSICHTIGKEIT 607
8.7.4 SEHSCHAERFE 611
8.7.5 TAGES- UND NACHTSEHEN 615
8.8 MEDIZINISCHE MIKROSKOPTECHNIKEN 622
8.8.1 NUMERISCHE APERTUR 624
8.8.2 AUFLOESUNGSVERMOEGEN 625
8.8.3 KOEHLER-BELEUCHTUNG 626
8.8.4 ABBE-THEORIE DER BILDENTSTEHUNG 627
8.8.5 OPTISCHE KONTRASTIERUNGSVERFAHREN 629
8.8.6 DIFFERENTIAL-INTERFERENZKONTRAST (DIC) 630
8.8.7 POLARISATIONS- UND REFLEXIONSKONTRAST 631
8.8.8 FLUORESZENZMIKROSKOPIE 633
8.8.9 MIKROSKOPIE UND VIDEO-TECHNIKEN 634
8.8.10 KONFOKALE LASER-SCANNING-MIKROSKOPIE 636
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XV
8.9 MEDIZINISCHE LASERANWENDUNGEN 636
8.9.1 ENTSTEHUNG VON LASERSTRAHLEN 636
8.9.2 EIGENSCHAFTEN VON LASERSTRAHLUNG 642
8.9.3 OPTISCHE FASERSYSTEME 643
8.9.4 LASERTYPEN 644
8.9.5 LASERGEFAHREN 647
A. FARBTAFELN 651
INDEX 657
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