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Druck und Strömung und ihre Bedeutung in der Medizin von Stefan Braunecker.

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Präsentation zum Thema: "Druck und Strömung und ihre Bedeutung in der Medizin von Stefan Braunecker."—  Präsentation transkript:

1 Druck und Strömung und ihre Bedeutung in der Medizin von Stefan Braunecker

2 Fall 1 Bei einem Wohnungsbrand war eine Person den, durch die Verbrennung entstehenden, Rauchgasen ausgesetzt. Sie klagt über massive Atemnot, die Sauerstoffsättigung beträgt 90%. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:

3 Fall 1 Physikalische Grundlagen Absorption von Gasen:Als Absorption bezeichnet man das Lösen von Gasen in Flüssigkeiten. Die Absorption ist dabei Abhängig vom Druck des jeweiligen Gases.

4 Fall 1 Physiologische Grundlagen Gasaustausch in den Kapillaren: Fick-Diffusionsgesetz: = Δp · A · K d Q · Q: Transportierte Stoffmenge pro Zeit Δp: Partialdruckdifferenz A: Fläche der Membran d: Dicke der Membran K: Krogh-Diffusionskoeffizient ·

5 Fall 1 Physikalische Grundlagen Sauerstoffsättigung:Die Sauerstoffsättigung bezeichnet den Anteil des oxygenierten Hämoglobins am Gesamthämoglobin.

6 Fall 1 Physikalische Grundlagen

7 Fall 1 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: Rauchgas-Intoxikation Gabe von 100% Sauerstoff Bei einem Wohnungsbrand war eine Person den, durch die Verbrennung entstehenden, Rauchgasen ausgesetzt. Sie klagt über massive Atemnot, die Sauerstoffsättigung beträgt 90%.

8 Fall 1 Therapie Gabe von 100% Sauerstoff:

9 Fall 1 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: Rauchgas-Intoxikation Gabe von 100% Sauerstoff Bei einem Wohnungsbrand war eine Person den, durch die Verbrennung entstehenden, Rauchgasen ausgesetzt. Sie klagt über massive Atemnot, die Sauerstoffsätigung beträgt 92%. Hyperbare-Oxygenation (HBO)

10 Fall 1 Therapie Hyperbare Oxygenation (HBO):

11 Fall 2 Ein Tauchschüler wird durch den Rettungsdienst in die Notaufnahmen gebracht. Er habe laut Angaben des Tauchlehrers Unterwasser Panik bekommen und sei aus ca. 10m Tiefe spontan an die Oberfläche aufgetaucht. Er klagt seit dem über massive Atemnot, seine Lippen sind zyanotisch, seine Sauerstoffsättigung beträgt 85% und vor dem Mund bildet sich ein fleischfarbener Schaum. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:

12 Fall 2 Physikalische Grundlagen Wie setzt sich der auf den Körper wirkende Druck beim Tauchen zusammen? - Luftdruck - Hydrostatischer Druck Hydrostatische Druck = Dichte Erdbeschleunigung Höhe p = ρ g h[p] = N / m 2 = Pa ρ: Dichte in kg/m 3 g: Erdbeschleunigung (9,81 m/s 2 ) h: Flüssigkeitssäule in m Der Hydrostatischer Druck ist abhängig von?- Dichte des Mediums - Höhe der Flüssigkeitssäule - Erdbeschleunigung

13 Fall 2 Physikalische Grundlagen Einwirkender Gesamtdruck Tiefe 1 bar 10 m 20 m 30 m 40 m 50 m 60 m 0 m 2 bar 3 bar 4 bar 5 bar 6 bar 7 bar Umgebungsdruck p h = ρ g h p 10 =1000kg/m 3 10m/s 2 10m =1000hPa =1bar p 20 = 1000kg/m 3 10m/s 2 20m = 2000hPa = 2bar p 30 = 1000kg/m 3 10m/s 2 30m = 3000hPa = 3bar p 40 = 1000kg/m 3 10m/s 2 40m = 4000hPa = 4bar p 50 = 1000kg/m 3 10m/s 2 50m = 5000hPa = 5bar p 60 = 1000kg/m 3 10m/s 2 60m = 6000hPa = 6bar

14 Fall 2 Physikalische Grundlagen Der Atemregler

15 Fall 2 Physikalische Grundlagen Das Gesetz von p · V = const. p 1 · V 1 V 2 = p2p2 Boyle-Mariotte p V /11/21/31/41/0 p 1 · V 1 = p 2 · V 2

16 Fall 2 Physikalische Grundlagen Einwirkender Gesamtdruck Tiefe 1 bar 10 m 20 m 30 m 40 m 50 m 60 m 0 m 2 bar 3 bar 4 bar 5 bar 6 bar 7 bar Umgebungsdruck p 1 · V 1 V 2 = p2p2 p 60 · V 60 V 50 = p 50 7 bar · 5l 6bar ==5,83l=+17% p 50 · V 50 V 40 = p 40 6 bar · 5l 5bar ==6,00l=+20% p 40 · V 40 V 30 = p 30 5 bar · 5l 4bar ==6,25l=+25% p 30 · V 30 V 20 = p 20 4 bar · 5l 3bar ==6,67l=+33% p 20 · V 20 V 10 = p 10 3 bar · 5l 2bar ==7,50l=+50% p 10 · V 10 V 0 = p0p0 2 bar · 5l 1bar ==10,00l=+100%

17 Fall 2 Ein Tauchschüler wird durch den Rettungsdienst in die Notaufnahmen gebracht. Er habe laut Angaben des Tauchlehrers Unterwasser Panik bekommen und sei aus ca. 10m Tiefe spontan an die Oberfläche aufgetaucht. Er klagt seit dem über massive Atemnot, seine Lippen sind zyanotisch, seine Sauerstoffsättigung 85% und vor dem Mund bildet sich ein fleischfarbener Schaum. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: Barotrauma der Lunge

18 Fall 2 Anatomische Grundlagen

19 Fall 2 Anatomische Grundlagen

20 Fall 2 Ein Tauchschüler wird durch den Rettungsdienst in die Notaufnahmen gebracht. Er habe laut Angaben des Tauchlehrers Unterwasser Panik bekommen und sei aus ca. 10m Tiefe spontan an die Oberfläche aufgetaucht. Er klagt seit dem über massive Atemnot, seine Lippen sind zyanotisch, seine Sauerstoffsättigung 85% und vor dem Mund bildet sich ein fleischfarbener Schaum. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: Barotrauma der Lunge Maschinelle Beatmung Extracorporale CO 2 -Elimination (Intensiv 3)

21 Fall 2 Therapie Extracorporale CO 2 -Elimination: Fick-Diffusionsgesetz: = Δc · A · D d Q · Q: Transportierte Stoffmenge pro Zeit Δc: Konzentrationsdifferenz A: Fläche der Membran d: Dicke der Membran D: Diffusionskoeffizient ·

22 Fall 3 In der Notaufnahme stellt sich ein Patient (27 Jahre) mit zunehmenden Schmerzen in den Gelenken und in der Wirbelsäule vor. Er wird vom Hausarzt mit V.a. akuten Rheumaschub eingewiesen. Die Schmerzen haben gestern Abend begonnen und nehmen massiv zu. Eine Bewegung der Extremitäten ist unter Schmerzen kaum mehr möglich. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: Der Patient ist gestern aus einem 2-wöchtigen Tauchurlaub zurückgekehrt.

23 Fall 3 Physikalische Grundlagen Unter raschem Druckabfall kommt es zum Ausgasen der physikalisch im Blut gelösten Gase. Z.B. nach langen Aufenthalt in Überdruck (Tauchen, Caissonsenkkasten) oder langen Aufenthalt in niedrigeren Umgebungsdruck (Bergsteigen, Fliegen ohne Durckausgleichkabine). Als Folge des Ausgasens kommt es zu Bläschenbildung und Gasembolien, die lokale Gewebsschädigung und Nekrosen verursachen.

24 Fall 3 Physikalische Grundlagen

25 Fall 3 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: In der Notaufnahme stellt sich ein Patient mit zunehmenden Schmerzen in den Gelenken und in der Wirbelsäule vor. Er wird vom Hausarzt mit V.a. akuten Rheumaschub eingewiesen. Die Schmerzen haben gestern Abend begonnen und nehmen massiv zu. Eine Bewegung der Extremitäten ist unter Schmerzen kaum mehr möglich. Caisson-Krankheit Der Patient ist gestern aus einem 2-wöchtigen Tauchurlaub zurückgekehrt.

26 Fall 3 Historische Grundlagen

27 Fall 3 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: In der Notaufnahme stellt sich ein Patient mit zunehmenden Schmerzen in den Gelenken und in der Wirbelsäule vor. Er wird vom Hausarzt mit V.a. akuten Rheumaschub eingewiesen. Die Schmerzen haben gestern Abend begonnen und nehmen massiv zu. Eine Bewegung der Extremitäten ist unter Schmerzen kaum mehr möglich. Caisson-Krankheit Sofortige Rekompression in einer Überdruckkammer

28 Fall 3 Therapie

29 Fall 3 Therapie

30 Fall 3 Therapie

31 Fall 4 Im Notarztdienst werden sie zu einer 32jährige, weibliche Patientin gerufen. Sie klagt über massives Herzrasen und Atemnot. Ihre Herzfrequenz beträgt 220/min, die Sauerstoffsättigung 89%. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:

32 Fall 4 Physiologische Grundlagen Gasaustausch in den Kapillaren:

33 Fall 4 Physikalische Grundlagen Kontinuitätsprinzip A1A1 A2A2 A3A3 v2v2 v1v1 v3v3 Volumenstrom = Querschnittsfläche Strömungsgeschwindigkeit I = A v[I] = m 3 /s A: Querschnittsfläche in m 2 v: Strömungsgeschwindigkeit in m/s A 1 · v 1 I ==A 2 · v 2

34 Fall 4 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:Gabe von 100% Sauerstoff Störung des Gasaustausches aufgrund verminderter Diffusionszeit Im Notarztdienst werden sie zu einer 32jährige, weibliche Patientin gerufen. Sie klagt über massives Herzrasen und Atemnot. Ihre Herzfrequenz beträgt 220/min, die Sauerstoffsättigung 89%. Therapie der Tachykardie

35 Fall 4 Untersuchungstechniken Doppler-Sonographie: f 1 = 8 MHz f 2 = 7,999 MHz ΔfΔf 1 kHz

36 Fall 5 Durch den Notarzt wird ein 76jähriger, männlicher Patient in die internistische Notaufnahme gebracht. Er klagt seit ca. 2 Stunden über Atemnot und ein Engegefühl in der Brust. Der Schmerz ist Belastungsabhängig und wird durch die Gabe von Nitro vermindert. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:

37 Wovon hängt die Stromstärke in einem Gefäß ab? Stromstärke I Strom r l η ΔpΔp Gesetz von Hagen-Poiseuille Fall 5 Physikalische Grundlagen

38 r l η ΔpΔp = · I Strom Physikalische Grundlagen Gesetz von Hagen-Poiseuille Fall 5 · · · π 8 4

39 Physikalische Grundlagen Herzkatheter Untersuchung:

40 Fall 5 Physikalische Grundlagen Herzkatheter Untersuchung:

41 I Strom Physikalische Grundlagen Gesetz von Hagen-Poiseuille Fall 5 VerschlussRadius r lη ΔpΔp = · I Strom · · · π 8 r 4 ≈ 1 0 %1 0, %0,9 I Strom /I 0 100% 66% 0, %0,8 41% 0, %0,7 24% 0, %0,6 13% 0, %0,5 6,3% 0, %0,4 2,6% 0, %0,3 0,8% 0, %0,2 0,2% 0, %0,1 0,01%

42 Fall 5 Physikalische Grundlagen Herzkatheter Untersuchung:

43 Fall 5 Physikalische Grundlagen Gabe von Nitro-Präparaten:

44 Fall 5 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:Ballon-Dilatation Durch den Notarzt wird ein 76jähriger, männlicher Patient in die internistische Notaufnahme gebracht. Er klagt seit ca. 2 Stunden über Atemnot und ein Engegefühl in der Brust. Der Schmerz ist Belastungsabhängig und wird durch die Gabe von Nitro vermindert. Angina pectoris

45 Fall 5 Therapie Ballon-Dilatation:

46 Fall 5 Therapie Ballon-Dilatation:

47 Fall 5 Therapie Ballon-Dilatation:

48 Fall 6 In der neurologischen Poliklinik wird eine Patientin durch den Rettungsdienst vorgestellt. Sie klagte heute morgen über eine Halbseitenlähmung des ganzen Körpers, welche sich aber mittlerweile zurückgebildet hat. Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:

49 Fall 6 Physikalische Grundlagen r lη ΔpΔp = · I Strom · · · π 8 4

50 Fall 6 Physikalische Grundlagen Kontrastmittel-Untersuchung:

51 Fall 6 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie:Ballon-Dilatation In der neurologischen Poliklinik wird eine Patientin durch den Rettungsdienst vorgestellt. Sie klagte heute morgen über eine Halbseitenlähmung des ganzen Körpers, welche sich aber mittlerweile zurückgebildet hat. Transistorische Ischämische Attacke (TIA)

52 Fall 6 Physikalische Grundlagen r lη ΔpΔp = · I Strom · · · π 8 4

53 Fall 6 Vorgeschichte: Diagnose: Therapie: In der neurologischen Poliklinik wird eine Patientin durch den Rettungsdienst vorgestellt. Sie klagte heute morgen über eine Halbseitenlähmung des ganzen Körpers, welche sich aber mittlerweile zurückgebildet hat. Transistorische Ishämische Attacke (TIA) Verbesserung der Fließeigenschaften des Blutes Ballon-Dilatation

54 Fall 6 Therapie Verbesserung der hämodynamischen Eigenschaften:


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