druck und strömung und ihre bedeutung in der medizin von stefan braunecker
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Druck und StrömungDruck und Strömungund ihre Bedeutung in der Medizinund ihre Bedeutung in der Medizin
von Stefan Braunecker
Fall 1Fall 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:
Fall 1Fall 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.
Fall 1Fall 1
Physiologische Grundlagen
Gasaustausch in den Kapillaren:
Fick-Diffusionsgesetz: = Δp · A · KdQ
·
Q: Transportierte Stoffmenge pro ZeitΔp: PartialdruckdifferenzA: Fläche der Membrand: Dicke der MembranK: Krogh-Diffusionskoeffizient
·
Fall 1Fall 1
Physikalische Grundlagen
Sauerstoffsättigung: Die Sauerstoffsättigung bezeichnet den Anteil des oxygenierten Hämoglobins am Gesamthämoglobin.
Fall 1Fall 1
Physikalische Grundlagen
Fall 1Fall 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%.
Fall 1Fall 1
Therapie
Gabe von 100% Sauerstoff:
Fall 1Fall 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)
Fall 1Fall 1
Therapie
Hyperbare Oxygenation (HBO):
Fall 2Fall 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:
Fall 2Fall 2
Physikalische Grundlagen
Wie setzt sich der auf den Körper wirkendeDruck beim Tauchen zusammen?
- Luftdruck- Hydrostatischer Druck
Hydrostatische Druck = Dichte • Erdbeschleunigung • Höhe
p = ρ • g • h [p] = N / m2 = Pa
ρ: Dichte in kg/m3
g: Erdbeschleunigung (9,81 m/s2)h: Flüssigkeitssäule in m
Der Hydrostatischer Druck ist abhängig von? - Dichte des Mediums- Höhe der Flüssigkeitssäule- Erdbeschleunigung
Fall 2Fall 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
ph = ρ • g • h
p10 = 1000kg/m3 • 10m/s2 • 10m = 1000hPa = 1bar
p20 = 1000kg/m3 • 10m/s2 • 20m = 2000hPa = 2bar
p30 = 1000kg/m3 • 10m/s2 • 30m = 3000hPa = 3bar
p40 = 1000kg/m3 • 10m/s2 • 40m = 4000hPa = 4bar
p50 = 1000kg/m3 • 10m/s2 • 50m = 5000hPa = 5bar
p60 = 1000kg/m3 • 10m/s2 • 60m = 6000hPa = 6bar
Fall 2Fall 2
Physikalische Grundlagen
Der Atemregler
Fall 2Fall 2
Physikalische Grundlagen
Das Gesetz von
p · V = const. p1 · V1V2 = p2
Boyle-Mariotte
p
V-1
0
1
2
3
4
1/1 1/2 1/3 1/41/0
p1 · V1 = p2 · V2
Fall 2Fall 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
p1 · V1V2 =p2
p60 · V60V50 = p50
7 bar · 5l6bar= = 5,83l = +17%
p50 · V50V40 = p40
6 bar · 5l5bar= = 6,00l = +20%
p40 · V40V30 = p30
5 bar · 5l4bar= = 6,25l = +25%
p30 · V30V20 = p20
4 bar · 5l3bar= = 6,67l = +33%
p20 · V20V10 = p10
3 bar · 5l2bar= = 7,50l = +50%
p10 · V10V0 = p0
2 bar · 5l1bar= =10,00l = +100%
Fall 2Fall 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
Fall 2Fall 2
Anatomische Grundlagen
Fall 2Fall 2
Anatomische Grundlagen
Fall 2Fall 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 BeatmungExtracorporale CO2-Elimination (Intensiv 3)
Fall 2Fall 2
Therapie
Extracorporale CO2-Elimination:
Fick-Diffusionsgesetz: = Δc · A · DdQ·
Q: Transportierte Stoffmenge pro ZeitΔc: KonzentrationsdifferenzA: Fläche der Membrand: Dicke der MembranD: Diffusionskoeffizient
·
Fall 3Fall 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.
Fall 3Fall 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.
Fall 3Fall 3
Physikalische Grundlagen
Fall 3Fall 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.
Fall 3Fall 3
Historische Grundlagen
Fall 3Fall 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
Fall 3Fall 3
Therapie
Fall 3Fall 3
Therapie
Fall 3Fall 3
Therapie
Fall 4Fall 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:
Fall 4Fall 4
Physiologische Grundlagen
Gasaustausch in den Kapillaren:
Fall 4Fall 4
Physikalische Grundlagen
Kontinuitätsprinzip
A1 A2 A3v2v1 v3
Volumenstrom = Querschnittsfläche • Strömungsgeschwindigkeit
I = A • v [I] = m3/s
A: Querschnittsfläche in m2
v: Strömungsgeschwindigkeit in m/s
A1· v1I = = A2· v2
Fall 4Fall 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
Fall 4Fall 4
Untersuchungstechniken
Doppler-Sonographie:
f1 = 8 MHz
f2 = 7,999 MHz
Δf 1 kHz
Fall 5Fall 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:
Wovon hängt die Stromstärke in einem Gefäß ab?
StromstärkeIStrom
r
l
η
Δp
Gesetz von Hagen-Poiseuille
Fall 5Fall 5
Physikalische Grundlagen
r
l
η
Δp
= · IStrom
Physikalische Grundlagen
Gesetz von Hagen-Poiseuille
Fall 5Fall 5
···
π8
4
Fall 5Fall 5
Physikalische Grundlagen
Herzkatheter Untersuchung:
Fall 5Fall 5
Physikalische Grundlagen
Herzkatheter Untersuchung:
IStrom
Physikalische Grundlagen
Gesetz von Hagen-Poiseuille
Fall 5Fall 5
Verschluss Radius r
l ηΔp
= ·IStrom ···
π8
r 4
≈10 % 10,656110 % 0,9
IStrom/I0
100%66%
0,409620 % 0,8 41%0,240130 % 0,7 24%0,129640 % 0,6 13%0,062550 % 0,5 6,3%0,025660 % 0,4 2,6%0,008170 % 0,3 0,8%0,001680 % 0,2 0,2%0,000190 % 0,1 0,01%
Fall 5Fall 5
Physikalische Grundlagen
Herzkatheter Untersuchung:
Fall 5Fall 5
Physikalische Grundlagen
Gabe von Nitro-Präparaten:
Fall 5Fall 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
Fall 5Fall 5
Therapie
Ballon-Dilatation:
Fall 5Fall 5
Therapie
Ballon-Dilatation:
Fall 5Fall 5
Therapie
Ballon-Dilatation:
Fall 6Fall 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:
Fall 6Fall 6
Physikalische Grundlagen
rl η
Δp= ·IStrom ·
··
π8
4
Fall 6Fall 6
Physikalische Grundlagen
Kontrastmittel-Untersuchung:
Fall 6Fall 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)
Fall 6Fall 6
Physikalische Grundlagen
rl η
Δp= ·IStrom ·
··
π8
4
Fall 6Fall 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 BlutesBallon-Dilatation
Fall 6Fall 6
Therapie
Verbesserung der hämodynamischen Eigenschaften: