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Medical Engineering

University, School

HTL Mistelbach

Grade, Teacher, Year

2+, 2013

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1.Medizinische Versuche im Konzentrationsl­age­r Dachau 1.1 Malaria-Versuch­sre­ihe im Konzentrationsl­age­r Dachau 0Anfang 1942 veranlasste Himmler im Konzentrationsl­age­r Dachau eine Malaria-Versuch­sst­ation die vom anerkannten Forscher der Tropenmedizin Professor Dr. Claus Schilling eingerichtet worden ist. Ziel Schillings war es einen Weg zu finden Menschen gegen Malaria zu immunisieren. Um an sein Ziel zu gelangen, wurden rund 1100 Häftlinge mit Malaria infiziert. Die Infizierung lief über…

Funktionelle Elektrostimulation


Allgemein

Die Elektrostimulation ist die Erregung menschlicher Zellen beispielsweise Muskeln durch extern angelegte elektrische Felder. Unterschieden wird zwischen therapeutischer und funktioneller Elektrostimulation. Die TES dient dazu Muskeldefizite mithilfe von Therapien zu verbessern.

Die FES bewirkt eine erneute Ansteuerung von gelähmten Gliedmaßen da bei diesen die Nervenstränge beschädigt oder gar durchtrennt sind.

 Bei der Anwendung wird mittels Elektroden ein elektrisches Feld aufgebaut welches den Muskel stimuliert.  Im gesundem Körper werden elektrische Reize von dem Gehirn über das Rückenmark an den jeweiligen Muskel geleitet.

Bei einer Schädigung der Nervenbahnen kann der Muskel also nicht mehr stimuliert werden und genau hier setzt die Elektrostimulation ein. Denn damit werden nun Muskel die nicht mehr willkürlich angesteuert werden über externe Reize angerregt.

Die Elektrostimulation ist heutzutage kaum wegzudenken denn die oftmals lebenswichtigen Geräte wie Herzschrittmacher, Darmschrittmacher und Atemschrittmacher basieren auf dem grundlegenden Prinzip der Elektrostimulation.


Geschichte
Der Ursprung der Elektrostimulation geht auf eine Entdeckung des schweizer Physiologen Walter Hess zurück. Dieser pflanzte Elektroden in Katzengehirne ein und durch elektrische Reize gelang es ihm erstmals bestimmte Vorgänge der Tiere auszulösen.

Später folgten weitere Versuche bei Ratten bis hin zu Menschen. Doch erst 40 Jahre später entdeckt der Forscher Robert Heath dass eine hautnahe Elektrostimulation ausreicht um gewünschte Vorgänge auszulösen.

Geschichte elektrische Muskelstimualtion

Bereits im Römischen Reich wurden damals Zitteraale benutzt um unterschiedliche Leiden zu behandeln. Gegen 1800 dokumentierte Luigi Galvani dass elektrische Ströme Kontraktionen in einem Froschschenkel auslösen können.

Download Seminararbeit Medizinische Gerätetechnik: Funktionelle Elektrostimulation ( Muskelstimualtion; Herzschrittmacher ; Cochlearimplantat; Cochlearimplantat )
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Anwendungsgebiete der FES 

Herzschrittmacher

1952 wurde erstmals der Herzschlag über 2 Elektroden 20 Minuten aufrecht erhalten. Der erste Langzeiteinsatz folgte dann 6 Jahre später und hielt einen Patienten 96 Tage am Leben. Dies wurde damals mit einer perkutanen Elektrode erreicht.

Perkutan bedeutet durch die Haut d.h. damals wurde die Elektrode in die Haut eingeführt. Das damalige Gerät war sehr groß und konnte nur durch einen Rolltisch eine gewisse Mobilität bieten. Jedoch wurde bereits in dem selben Jahr der erste implantierbare Herzschrittmacher eingesetzt.

Funktion des Herzschrittmachers

Der Herzschrittmacher überwacht den Herzrythmus und sorgt bei zu geringem Herzschlag dass das Herz wieder schneller schlägt. Im Allgemeinen besteht der Herzschrittmacher aus einem Impulsgenerator und einer bzw. zwei isolierten Elektroden die mit dem Herz verbunden sind und somit die Herzsignale an den Impulsgenerator liefern.

Bei zu geringem Herzschlag wird von dem Impulsgenerator ein Signal über die Elektrode(n) ausgesendet welcher das Herz zum schnelleren Schlagen anregt. Weiters nimmt der Impulsgenerator die Informationen des Herzens auf und kann dann später über einen kleinen Computer von einem Arzt ausgewertet werden.



Cochlearimplantat

Das Cochlearimplantat dient zum Stimuliern des Nervus accusticus bei hörbehinderten Menschen. Die ersten Prototypen wurden in den 70er Jahren präsentiert.


Funktion Cochlearimplantat

Das Cochlearimplantat wird bei Innenohrschwerhörigkeit eingesetzt. Das Cochlearimplantat übernimmt dann die Funktion der abgestorbenen Zellen welche normalerweise für die Reizaufnahme und Weiterleitung an die Cochlear (Gehörschnecke) zuständig wären.

Es besteht aus einem externem Teil der meist hinter dem Ohr getragen wird und einem implantierbaren Teil. Der externe Teil beinhaltet ein Mikrofon, eine Spule, Sprachprozessor und einer Batterie. Über einen Magneten wird die implantierte Spule angeregt welche über Elektroden den Hörnerv anregt um so wieder das Gehör wiederherzustellen.


Bei der dynamischen Myoplastie werden Skelettmuskel als Ersatz oder Verbesserung einer Muskelfunktion transplantiert. Unterschieden wird zwischen zwei klinischen Anwendungen und zwar der Kardiomyoplastie und der Behandlung von fäkaler Inkontinenz.

Kardiomyoplastie

Bei der Kardiomyplastie wird ein Teil des Latissimus dorsi (großer Rückenmuskel) in den Brustraum verlagert um dort das Herz zu fixieren. Anschließend wird der versorgende Nerv synchron zur Herzaktion stimuliert um eine Stabilisierung des dilatierenden Herzes zu erreichen.





Behandlung fäkaler Inkontinenz

Hierbei wird der Musculus gracilis (oberflächennaher Oberschenkelmuskel) als Neosphinkter (Schließmuskel) aufgebaut. Dieser wird dann stimuliert bis er so konditioniert ist um eine dauerhafte Dauerkontraktion zu halten.


Reaktivierung der Blasen- und Beckenbodenmuskulatur

In 50er und 60er Jahren wurden erstmals Experimente für die Reaktivierung der Blasen- und Beckenbodenmuskulatur durchgeführt. Dabei wurden die Sakralwurzeln S2-S4 mit Hilfe eines 3-Kanalsystems stimuliert und darauf geachtet dass bei der Stimulation keine unerwünschten Beinbewegungen auftreten.


Stimulation der Extremitäten

Stimulation der oberen Extremität

Nach zahlreichen Versuchen mit Hilfe von Oberflächenelektroden die Greiffähigkeit wieder zu erlangen implantierte Peckham ein 8-Kanalsystem. Weiters gibt es auch Oberflächensysteme die aber in der Anwendung wesentlich umständlicher aufgrund der komplexen Muskelstruktur und des Verletzungsbildes sind.

Stimulation der unteren Extremität

In den 50er und 60er Jahren wurden hauptsächlich Oberflächensysteme für die Peroneusstimulation eingesetzt um eine Gangkorrektur zu erreichen. Später gerieten dann verschiedenste ein bis mehrfach Kanalsysteme in Anwendung.


Quellen

MAYR_FESUebersicht.pdf

FES_Funktionelle_und_Therapeutische_Elektrostimulation.pdf

© 2013


 



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