Inhaltsverzeichnis. 4.2 Messung der Körpertemperatur Temperaturskalen, isotherme und isobare Gasgesetze

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1 Einführung Messen und Darstellen von Meßwerten Direkte und indirekte physikalische Messungen Medizinische Meßverfahren Meßprobleme in Medizin und Biologie Subjektive Messungen in der Medizin Psychophysik SI-System Gebrauch der Maßeinheit Kilopascal (kpa) Längenmessung Fläche und Volumen Winkelmasse Vektor und Skalar Zeit Masse Kraft Meßfehler Statistik Konfidenzgrenzen, Vertrauensgrenzen Testen von Hypothesen Häufig vorkommende Verteilungsfunktionen Vergleich von Mittelwerten, t-test Regressionsgerade Sequential-Analyse Sensitivität, Spezifität, Prävalenz und Inzidenz Alltagsstatistik Darstellung von Meßwerten Das rechtwinklige Koordinatensystem Differential, Integral Semilogarithmische Meßwertdarstellungen Häufigkeitsverteilungen

2 X Inhaltsverzeichnis 2. Mechanik Statik und Dynamik Dynamik Translation, Rotation, Stoßgesetze und Drehmomente Hebel Arbeit, Energie, Leistung Krafteinwirkungen auf Körper Schwingungen und Wellen Viskoelastizität Andere mechanische Einwirkungen auf den menschlichen Körper Struktur der Materie Hydrostatik und Hydrodynamik Atmung und physikalische Faktoren der Lungenfunktion Akustik Information Kinetik, Steuerung, Regelung Oszillation und Chaos Harmonische Schwingung Schall Hörvermögen, Funktionen des Ohrs Trommelfell Schallreflexion Innenohr Hörgeräte objektive Hörprüfung Menschliche Stimme, Sprache, Töne, Geräusche Auskultation und Perkussion Stoßwellen, Lithotripsie Ultraschall Ausbreitung von Ultraschall im Gewebe Ultraschallbildgebung Ultraschall-Dopplermeßtechniken (farbkodierte Duplexsonographie, FKDS bzw. Color-Flow- Mapping, CFM) Wärmelehre Wärmeempfindung, Körpertempertur Messung der Körpertemperatur Temperaturskalen, isotherme und isobare Gasgesetze Wärmemaße

3 XI 4.5 Kinetische Theorie der Wärme Wärmehaushalt des menschlichen Körpers Kälte- und Wärmetherapie Erster Hauptsatz der Wärmelehre, Grundumsatz, Energiehaushalt Phasenumwandlungen Dampfdruck Atmung, Löslichkeit, Partialdruck, Diffusion Erkrankungen durch Änderung des atmosphärischen Drucks Teilchen- und Masseströme über Grenzflächen und Membranen Zweiter und dritter Hauptsatz der Thermodynamik Elektrizität Elektrostatik Ladung Coulomb-Gesetz Piezoelektrizität Materie im elektrischen Feld, Elektrophorese, Iontophorese Materie im elektrischen Feld Elektrophorese Iontophorese Elektrischer Strom in Materie Strom und Stromarbeit Stromleitung in Metallen Austrittsarbeit Äußerer photoelektrischer Effekt Stromleitung in Halbleitern und in Elektrolyten Halbleiter Photodiode Transistor Elektrolyte Magnetfelder Lorentz-Kraft Induktion, Lenz-Regel Elektromagnetische Wellen HF-Therapie Elektrochirurgie Spezifische elektromagnetische Effekte Kernspintomographie und Spektroskopie Magnetische Dipolmomente, Larmor-Frequenzen

4 XII Inhaltsverzeichnis Relaxation T 2 -Relaxation NMR-Spektroskopie Bildgebende Verfahren (Magnetic Resonance Imaging, MRI) Gesundheitliche Risiken des MRI Elektronenoptik, Elektronenmikroskop Das Oszilloskop Fernsehen Das Elektronenmikroskop Bilderzeugung im Rasterelektronenmikroskop (Scanning-Elektronenmikroskop, SEM) Bioelektrizität Biologische Ströme und medizinische Stromwirkungen Membranen Rezeptoren für Reize Aktionspotentiale Ionenkanäle Reizströme Elektroden für Reizströme Stromformen Reizwirkung Gleichstromtherapie Impulsbehandlung Elektrostimulation des Herzens Reizimpulse zum Herzmuskel Herzflimmern Stromunfall Stromweg, Stromdichte, Hautwiderstand Flimmerschwelle und Sicherheitsklassen Medizinisch wichtige Potential-Meßverfahren Messung von Potentialdifferenzen Elektroden Aktionspotentiale Verstärker Elektroenzephalogramm (EEG) Evozierte Potentiale Elektromyographie

5 XIII 7. Röntgen- und Atomphysik Grundlagen der Kernphysik, Strahlung und Materie Strahlenarten Radionuklide, Isotope Zerfallsvorgänge, Kernreaktion, Strahlung und Materie Zerfallsvorgänge Kernreaktionen Zerfallsgesetz Röntgen- und Korpuskularstrahlen, Strahlung und Materie Erzeugung von Röntgenstrahlen Teilchenbeschleuniger Wechselwirkungen von Strahlung und Materie Ionisierung Röntgenstrahlen und Materie Abstandsquadratgesetz α-teilchen und Materie β-strahlen Neutronen und Materie Röntgen Bilderzeugung und Aufnahmeverfahren Durchleuchtung Der Röntgenbildverstärker Computertomographie (CT) Dosimetrie Energiedosis Ionendosis Äquivalentdosis Spezielle Dosisbegriffe Biologische Strahlenwirkungen Strahlentherapie Oberflächentherapie Halbtiefentherapie und Tiefentherapie Protonen-, Deuteronen-, Leichtionen- und Neutronentherapie Nuklearmedizin Radionuklid-Generatoren Szintigraphen Strahlenschäden, Strahlenschutz und Strahlenschutzkontrolle Die akute Strahlenkrankheit Teratogene Strahlenwirkungen Chronische somatische Strahlenwirkungen

6 XIV Inhaltsverzeichnis Medizinische und natürliche Strahlenexposition Umweltbedingte Strahlenbelastung Grundregeln des Strahlenschutzes Regeln für beruflich strahlenexponierte Personen Personendosen und Dosimeter Kontaminationsmeßgeräte Das Gesundheitsrisiko durch den Reaktorunfall in Tschernobyl Medizinische Optik Einleitung Geschichte der Optik Quantentheorie des Lichtes Einheiten der Licht-Strahlung Wechselwirkungen Welle-Materie und Welle-Welle Reflexion Absorption, Extinktion Streuung Transmission Polarisation Beugung und Brechung, Dispersion, Interferenz Abbildung durch Linsen und Spiegel Abbildungsfehler Korrigierte optische Systeme Ultraviolettes Licht Das menschliche Auge als optisches System Optischer Aufbau des Auges Optische Fehler des menschlichen Auges Fehlsichtigkeit Sehschärfe Tages- und Nachtsehen Medizinische Mikroskoptechniken Numerische Apertur Auflösungsvermögen Köhler-Beleuchtung Abbe-Theorie der Bildentstehung Optische Kontrastierungsverfahren Differential-Interferenzkontrast (DIC) Polarisations- und Reflexionskontrast Fluoreszenzmikroskopie Mikroskopie und Video-Techniken Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie

7 XV 8.9 Medizinische Laseranwendungen Entstehung von Laserstrahlen Eigenschaften von Laserstrahlung Optische Fasersysteme Lasertypen Lasergefahren A. Farbtafeln Index