GSP Flashcards
1
Q
Schritte der Datenanalyse
A
Definieren -> Zerlegen -> Auswerten -> Beurteilen
2
Q
Aufnahmekette bei Erfassung von Biosignalen
A
Sensor -> Verstärker -> Filter -> Analog/Digital Wandler
3
Q
Kenngrößen von Biosignalen
A
- Amplitude (Wertebereich des Signals, kleinste bzw größte Amplitude interessant)
- Auflösung/Empfindlichkeit (Kleinste darstellbare Signaländerung)
- Dynamik bezogen auf Intensität (Verhältnis von größter zu kleinster Amplitude)
- Dynamik bezogen auf zeitliches Verhalten (Gibt an, wie schnell sich Signal zu ändern vermag)
- Bandbreite (Spektrum des Signals (je schneller Signal umso größer ist Bandbreite))
4
Q
Was gibt es , aus die Zeit bezogen, für verschiedene Signaltypen
A
- Zeitkontinuierliche Signale ->Kontinuierliche Funktionswerte
- Zeitdiskrete Signale -> Funktionswerte zwischen Abtastpunkten existieren nicht
5
Q
Mögliche Stör- und Fehlerquellen
A
- elektromagnetisches Erdfeld
- Kontaktspannung
- Bewegungsartefakte
- Rauschen
- falsche Messanordnung
- Umwelteinflüsse
6
Q
Was sind die Ziele der Datenanalyse?
A
- automatisiertes Abarbeiten der eingelesenen Datenströme
- Analyse der wesentlichen Kenngrößen (Frequ,Ampli,Aufl,Bandb)
- Analyse der Biosignale auf die geforderte Fragestellung
7
Q
Kernpunkte bei Datenanalyse
A
- Algorythmen müssen stabil und schnell sein
- Wichtig ist immer auch noch die menschliche Kontrolle als Letztentscheid
8
Q
Probleme der Datenanalyse
A
- Daten sind nicht kontinuierlich vorhanden, sondern nur diskret
- Daten sind Fehlerbehaftet
- „natürliche“ Daten sind nie 100% ident
9
Q
Die Ebenen der Behinderung nach WHO Zusammenfassung
A
Krankheit -> SAchädigung -> Fähigkeitsstörung -> Beeinträchtigung
10
Q
Ziel von Modellbildung und Simulation
A
Die Wirklichkeit, im Computer so nachzubilden, dass die Ergebnisse im Computer mit der Realität weitgehend übereinstimmen
11
Q
Kunst bei Modellbildung und Simulation
A
Modell so einfach, aber so genau wie möglich zu machen
12
Q
Vorraussetzungen zum Gehen
A
- Energieversorgung der Muskeln
- Hervorbringen und Umsetzen dieser Energie
- Gesunde Stoffwechselvorgänge
- Gesunde Gelenke
- Gesundes neuromuskuläres System
- Haltungs- und Gleichgewichtskontrolle
- Optisches System
- Taktiles System
- Motivation
13
Q
Ganganalyse
A
5 Stand- und 3 Schwungphasen
Initial Contact - Loading Response - Midstance - Terminal Stance - Pre Swing - Initial Swing - Mid Swing - Terminal Swing
Letzte 3 sind Schwungphasen
14
Q
Was macht Tissue Engineering?
A
Tissue Engineering liefert Ansätze zur Regeneration/Ersatz von krankem/verletzten Gewebe in patienten unter Ausnützung der Regenerationskapazität des menschlichen Körpers
15
Q
Welche Zellen werden in Betracht gezogen, um das Kreuzband zu ersetzen?
A
VKB Fibroblasten (=Differenzierte Primärzellen)
Knochenmarksstammzellen (BMSC)
Fettstannzellen (adSC)
=Adulte Stammzellen
16
Q
Was ist ein Biomaterial?
A
Ein nicht-lebendes Material, dass in einem Medizinprodukt verwendet wird, vorgesehen um mit einem biologischen System zu agieren/wechselwirken
17
Q
Implantat
A
Jedes Medizinprodukt/-gerät, das aus einem oder mehreren Materialien aufgebaut ist und absichtlich in den Körper eingepflanzt wurde
(Komplett od teilweise unterhalb von Epithel Schicht)
18
Q
Prothese
A
Gerät, dass Extremität, Organ oder Körpergewebe ersetzt
19
Q
Biokompatibilität
A
Fähigkeit eines Materials in einer spezifischen Anwendung mit einer angemessenen Antwort des Empfängers zu funktionieren
20
Q
Synthetische Bandmaterialien im TE
A
Neue Materialien die kontinuierlich durch neu-gebildetes Kreuzband ersetzt werden
21
Q
Charakteristik von Stoßwellen
A
- Akustischer Impuls
- Generationszeit wenige Nanosekunden
- Druckamplituden bis zu 100 MP
- Abfall auf Normaldruck in wenigen Mikrosekunden
- Fokussierte vs. De-Fokussierte Stoßwellen
22
Q
Stoßwellen Generationsmethoden
A
- Elektrohydraulisch
- Piezoelektrisch
- Elektromagnetisch
23
Q
Elektrohydraulische Generation von Stoßwellen
A
- Hochspannung zw. 2 Elektroden, Funkentladung unter Wasser
- Nachteil: Elektroden Abnutzung
24
Q
Piezoelektrische Generation von Stoßwellen
A
- Polykristalline piezoelektrische Keramik Elemente expandieren/komprimieren sich nach Anlegen von Hochspannung
- Stoßwelle erst im Fokus generiert
25
Elektromagnetische Generation von Stoßwellen
- Stark gepulster Strom induziert magnetisches Feld, Bewegung von Metallmembranen
- Flache oder zylindrische Spulen
- Definierter Fokus
26
Wirkungsmechanismus von Stoßwellen (Kavitation)
- „Tensile“ Welle folgt auf Bildung der Stoßwelle -> Cavitation Bubbles geformt
- Kollabieren nicht punktsymetrisch -> fluit jets bilden sich (hund. m/s)
- Ermöglicht Zertrümmerung v. Nierensteinen, auch Heilung v. Gewebeschäden
- Transiente Proen in Zellmembran
- Energieflussdichte in mJ/mm^2
- gewünschte Therapeutische Dosis im Fokus der Stoßwelle
- Indikationsabhängig (Hohe Energie bei Nierensteinen (fok. SW), niedrigere bei größflächigen Wunden (de-fok. SW))
27
Effekte von Stoßwellen(-therapie) auf Zellen
- steigert Prolieferation
- setzt ATP frei
- aktiviert intrazelluläre Signalwege
28
Ziele der Bewegungsanalyse
- Winkel-Zeit-Verläufe in den Gelenken
- Winkelgeschwindigkeiten & -beschleunigungen
- Weg-Zeit-Verläufe von „anatomical landmarks“
- Muskelaktivität
- Vergleiche (Vergleich mit Normdaten)
29
Kinetik, Newtonsche Axiome, wichtige Größen
- Betrachtet die Bewegung eines Körpers bezugnehmend auf die Kräfte und Momente die in und auf ihn wirken
- 1. Newtonsches Axiom :
Körper, auf die keine Kraft wirkt, verharren in ihrem Bewegungszustand
- 2. Newt. Axiom: F=m*a
- 3. Newt. Axiom. Actio=Reactio -> F=-F
Wichtige Größen: Kraft, Drehmoment
30
Kinematik
- Analysiert Bewegungen, ohne die auftretenden Kräfte zu betrachten
-> Ursache d. Bewegung nicht relevant
- Körper werden oftmals vereinfacht als starr betrachtet so genügen endlich viele Koordinaten zur Beschreibung
-> Beschreiben die Lage der Körper zu jedem Zeitpunkt
KINEMATIK -> zeitveränderliche Geometrie
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Bewegungsanalysesysteme
- Kinematische Messsysteme
- Kinetische Messysteme
- Pedobarographie
- Elektromyografische Messysteme
32
Kinematische Messsysteme
Beschreiben die Bewegung der Körperteile im Raum
33
Kinetische Messsysteme
Messen Kräfte, und ihre Richtungen der Bewegung
34
Pedobarographie
Messen Druck bei der Bewegung
35
Elektromyographische Messsysteme
Messen elektrische Muskelsignale
36
Einteilung der Signale
- Deterministische Signale sind zu jeder Zeit mathematisch berechenbar
- Stochastische Signale schwanken in ihren Werten zufällig
37
Was ist die Abtastrate, warum muss sie korrekt gewählt werden, Abtastfrequenz Formel, Abtasttheorem?
- Abtastrate -> erfassten Signalwerte pro Sekunde
- Korrekte Wahl -> Signal ohne Verluste rekonstruierbar -> komplette Bewegung darstellbar
- Abtastfrequenz f(unterg s)=1/t(unterg s)
- > z.B. ts=5ms -> Erfassung Signalwert alle 5ms
- > fs=Abtastfrequenz (z.B. 200 Hz)
- Abtasttheorem: f(abtast)=2* f(s max)
38
Elektrodenmaterialien
- Silber-Silberchlorid-Elektrode (Ag/AgCl) für Oberflächeneletroden
- Edelstahl für Nadelelktroden
- Platin-Iridium und Gold für Implantate
39
Anwendungen - EMG
- Medizinische Forschung
- Rehabilitation
- Ergonomie
- Sportwissenschaft
40
EMG Entstehung
Axionsende des Nervs erregt an der mot. Endplatte die Muskelfaser -> el. Potential verteilt sich in der Muskelfaser
41
EMG-Signal Amplitude, Bandbreite, Signalart
- Amplitude: 1-100mikroV
- Bandbreite: 10-100Hz
- Stochastisches Signal
42
Arten von (Oberflächen)elektroden
Monopolar und Bipolar
43
Aktive Marker
- Emmitieren selbst ein Signal indem sie z.B. aufleuchten
- Womöglich eingeschränkte Beweglichkeit
- Keine Kalibrierung notwendig
44
Passive marker
- Reflektieren ein Signal
| - Kalibrierung notwendig
45
Unterteilungen der Prothetik
- Prothetik (Exo/Endo)
- Orthetik (Orthetische Hilfsmittel)
- Epithetik & Habitusprothesen
46
Orthopädische Hilfsmittel
- Bandagen
- Orthesen
- Schienen
47
Amputation und Exarticulation
- Amputation: durch den Knochen
| - Exarticulation: Trennung im Gelenksspalt
48
Ampupationsgründe
- periphere arterielle Verschlusskrankheit
- Trauma
- Infektion
- Tumor
- Angeborene Fehlbildungen
49
Griffarten
- Tips
- Lateral
- Tripod
- Flexion
- Power
- Extension
50
Handpositionen und Griffe
- Opposition Mode
- Lateral Mode
- Neutral Mode
51
Aufbau der Eigenkraftprothese
- Bandagen
- Kabelzüge
- Handstück
52
Vorteile zubetätigter Armprothesen
- Zuverlässigkeit
- Einfache Mechanik
- Robust und geringe Wartung(-kosten)
- Günstig in Anschaffung
- unabhängig von Energiequellen
- gutes sensorisches Feedback
- Leicht
53
Nachteile zugbetätigter Armprothesen
- Eingeschränkte Funktion
- Unnatürliche Körperbewegungen -> Langzeitfolgen
- Auffällig im Aussehen
- Reibung -> Energieverlust
- Geringer Komfort
- Hoher körperl. Kraftaufwand
54
Fremdkraftprothesen Steuerung
- Anspannen von relevaten Muskeln
| - messen eines EMG Signals
55
Fremdkraftprothesen Aufbau
- Elektroden
- Spannungsversorgung
- Mikrocontroller
- Handstück
56
Myoelektrische Prothesen Steuerung
Myoel. Prothesen -> Steuerung durch willkürliche Muskelaktivität
57
Herstellung Prothesenschaft
- Gipsisoliercreme im Achselbereich auftragen
- Stumpf eingipsen
- Stumpf bewegen
- Fertig ausgipsen
- Gipspositiv anfertigen
- Schaft tiefziehen
58
Prothesen Störquellen von Elektroden
- Bewegungsartefakte
- Netzgeräte
- Induktionsherd
- elektrostatische Aufladung
- Mobiltelefone, Radios, Funkgeräte
- Ladendiebstahlssicherungen
59
Gap Theory
Behinderung als Differenz zwischen den Fähigkeiten und den Anforderungen die der Person gestellt werden
(Von Gesellschaft und Umwelt)
60
Formen von Behinderung
- Motorische und physische Behinderungen
- Sensorische Behinderungen
- Mentale Behinderungen
- Nicht sichtbare Behinderungen
61
Mtotische und physische Einschränkungen, was zählt dazu?
- Schädigungen des Zentralnervensystems
- Schädigungen des Skelettsystems
- Muskelerkrankungen
- Amputationen
- Entzündliche Erkrankungen von Knochen und Gelenken
62
Sensorische Einschränkungen, was zählt dazu?
- Sehbehinderung
- Hörbehinderung
- Olifaktorische Einschränkung
- Somatosensorische Einschränung (Tastsinn)
- Einschränkung des vestibulären Systems (Balance)
63
Mentale Einschränkungen, was zählt dazu?
- Limitation der intelektuellen Fähigkeiten
- Schädigung des Zentralen Nervensystems
- Psychische Erkrankungen
- Entwicklungsstörungen
64
Komplette und Inkomplette Querschnittlähmung
Komplett: Rückenmark komplett durchtrennt
Inkomplett: RM nur teilweise durchtrennt
65
Spastische und schlaffe Lähmung
Schlaffe Lähmung: Völlige Durchtrennung peripherer Nerven -> keine Muskelaktivität im gelähmten Bereich nachweisbar
Spastische Lähmung: Schädigung vor den motorischen Vorderhornzellen im Rückenmark -> spontane Muskelaktivität
66
1. und 2. motorisches Neuron
1. mot. Neuron: von Pyramidenzelle bis Vorderhorn im Rückenm.
2. mot. Neuron: von Vorderhorn im Rückenm. zur Muskulatur
67
Wie können Assistive Technologies Problem vom Differeinz aus Leistung und Anforderung lösen?
Assistive Technologies:
- Wiederherstellung der Funktion
- Überwinden der Barriere
- Beseitigung der Barriere
68
Assistive Technologies-Einteilung der Hilfsmittel
Hilfsmittel in Assistive Technologies:
- Verstärkung des Reiz
- Überbrückung einer unterbrochenen Funktionskette
- Substitution des Reis
69
Alternative Eingabemethoden
- Kopf- und Mundstäbe
- Schalter/Schwitches (z.B. Sip and puff switch)
- Alt. PC-Mäuse/Trackballs
- Mundgesteuerte PC-Mäuse
- Alt. Tastaturen und Bildschirmtastaturen
- Kopf- und Augensteuerungen
- Bioel. Schnittstellen
70
Unt. Stammzellen für Tissue- welche kommen infrage?
- Embryonale Stammzellen
- Fötale Stammzellen
- Künstliche Stammzellen
- Adulte Stammzellen
71
Typen von Stammzellen
Je nach Typ und Differenzierungspotential:
- Totipotent
- Pluripotent
- Multipotent
72
Phasen der Phosphorylierung/Dephosphorylierung
De/-phosphorylierung:
KINASEN übertragen Phosphat auf das Zielprotein
PHOSPHATASEN spalten Phasphat vom Zielprotein
AKTIVIERUNG von Protein kann duch beides geschehen
73
Extrazelluläre Wachstumsfaktoren
- Binden an Rezeptor auf Zelloberfäche
- Aktivierung unterschiedlichster Proteinkinasen
- Einer der wichtigsten intrazellulären Signalwege: PI3-Kinase
- Kontrolle z.B. Translation & Zellwachstum
