Zusatzinformationen für Zahnmediziner
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Physikpraktikum Versuch E.2: Messung von Potentialdifferenzen/Spannungen im Feld elektrischer Dipole - Elektrokardiographie Bernhard Brenner Institut f. Molekular- und Zellphysiologie 1 Elektrokardiogramm = = = Grundprinzipien = = = = = = = = = = = = Zellen nicht erregt 0 mV RP 2 Elektrokardiogramm Grundprinzipien Erregungsausbreitung = = = = = = = = = = = = Zellen erregt Zellen nicht erregt 0 mV = = = AP Front der Erregungsausbreitung RP 3 Elektrokardiogramm Grundprinzipien • Erregungsfront in Kette von Herzmuskelzellen entspricht einem elektrischen Dipol negative Ladung an Membranaußenseite entspricht erregtem Abschnitt positive Ladung an Membranaußenseite entspricht unerregtem Abschnitt Erregungsausbreitung Erregungsausbreitung = = = = = = = = = = = = Zellen nicht nicht erregt erregt Zellen 0 mV = = = Zellen erregt AP Front der Erregungsausbreitung RP 4 Elektrokardiogramm Grundprinzipien • Erregungsfront in Kette von Herzmuskelzellen entspricht einem elektrischen Dipol negative Ladung entspricht erregtem Abschnitt positive Ladung entspricht unerregtem Abschnitt • Dipol wird durch Vektor ( ) symbolisiert • Vektor (Dipol) steht senkrecht auf Erregungsfront zeigt vom erregten zum unerregten Bereich • elektrisches Feld der Erregungsfront entspricht elektrischem Feld eines Dipols 5 Elektrokardiogramm Grundprinzipien • Ausbreitung der Erregung über mehrere Zellketten -> Überlagerung von Einzeldipolen über Vektoraddition 6 Elektrokardiogramm Grundprinzipien Elektrische Felder der Dipole breiten sich im Organismus bis zur Körperoberfläche) aus + - Æ an Körperoberfläche können Potentialunterschiede zwischen zwei Messpunkten registriert werden. 7 Grundprinzipien der Ableitung Elektrokardiogramm Messung von Potentialdifferenzen (Spannungen) in einem Dipolfeld • 2 Elektroden sind im Feld eines Dipols plaziert. Elektrode 1 Elektrode 2 Ableitungslinie • Zwischen beiden Elektroden besteht eine Potentialdifferenz (Spannung ) Dipol erste Frage, erstes Ziel: Wie beeinflusst die Lage des Dipols die Größe der gemessenen Potentialdifferenz? Versuch 1: Potentialdifferenzen am Modelldipol 8 zweite Frage, zweites Ziel: Wie können wir aus gemessenen Potentialdifferenzen Richtung und Größe des zugrunde liegenden momentanen Dipols rekonstruieren? dazu (1) am Modelldipol Prinzip verstehen (Versuch 1, 2. Teil) (2) an einer Versuchsperson die momentanen Dipole während der Erregungsausbreitung in den Herzkammern aus registrierten Signalen (Potentialdifferenzen) rekonstruieren 9 Dipole während Erregungsausbreitung in Ventrikeln Elektrokardiogramm Beispiel: Erregungsausbreitung in Herzkammern: - 4 Momente der Erregungsausbreitung (a-d) a c + a d Zusammenfassung der Momentandipole zu den 4 Zeitpunkten b b a b c d Septumerregung -> Innenschicht/Außenschicht -> Hinterwand -> volle Erregung c d 10 Dipole während Erregungsausbreitung in Ventrikeln Elektrokardiogramm • Verlauf aller Momentandipole während Erregungsausbreitung in Ventrikeln Vektorschleife d + a a c - d Phase der Erregungsausbreitung in Ventrikeln b b • Vektorschleife beschreibt Länge und Richtung aller Summenvektoren während der Erregungsausbreitung in Ventrikeln (a-d) c d 11
