1 Biomedizinische Technik (BMT 1)

KLAUSUR ”
Biomedizinische Technik“ 25.07.2013
Prof. Dr.-Ing habil Hagen Malberg
Dauer: 120 min.
1 Biomedizinische Technik (BMT 1)
Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 ∑
Punkte 2 1 2 2 3 3 2 2 3 2 2 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 3 50
[1] Was verstehen Sie unter Biomedizinischer Technik und unter Medizintechnik? Welche beiden
Teildisziplinen beinhaltet die Biomedizinische Technik? Nennen Sie Beispiele dafür! (2P)
[2] Was versteht man unter Therapie im klinischen Sinne? Wie lassen sich therapeutische Verfahren
einteilen? (1P)
[3] Welche generellen Möglichkeiten zur diagnostischen Signalgewinnung gibt es? Geben Sie für jede
Art Beispiele an! (2P)
[4] Was verstehen Sie unter Biosignalverarbeitung? Welche Ziele kann die Biosignalverarbeitung
verfolgen? (2P)
[5] Für welche Gruppen kardialer Erkrankungen gibt es technische Mittel zur Therapie? Nennen Sie
sowohl die Gruppe der Erkrankungen als auch den therapeutischen Ansatz! (3P)
[6] Skizzieren Sie ein EKG und beschriften Sie die charakteristischen Zacken und Wellen! Beschreiben
Sie die physiologische Bedeutung der charakteristischen Zacken und Wellen im EKG! (3P)
[7] Beschreiben und skizzieren Sie die EKG-Ableitung nach Einthoven! (2P)
[8] Skizzieren Sie den Zeitverlauf des peripheren Blutdrucks! Bezeichnen und erklären Sie die charakteristischen
Phänomene! (2P)
[9] Wie funktioniert die nichtinvasive Blutdruckmessung? Aus welchen Phänomenen lassen sich
welche Messmethoden ableiten? (3P)
[10] Welche Messverfahren werden zur Pulsoximetrie genutzt? Beschreiben Sie die Arten und deren
Funktion! (2P)
[11] Was sind Stents? Wo und wie werden sie angewendet? (2P)
[12] Beschreiben Sie die wesentlichen Probleme bei der Stentimplantation und die entsprechenden
Gegenmaßnahmen! (2P)
1

[13] Nennen Sie die verschiedenen Ausführungen von Herzklappen! Welche Vor- und Nachteile haben
die unterschiedlichen Arten? (2P)
[14] Wofür werden Endoskope klinisch genutzt? Welche Arten von Endoskopen gibt es? (3P)
[15] Was verstehen Sie unter Organunterstützung? nach welchen Funktionen lassen sich Organunterstützungssysteme
generell einteilen? (3P)
[16] Nennen Sie die Probleme, die bei den verschiedenen Arten der Organunterstützungssysteme
auftreten! (3P)
[17] Wie funktioniert die intraaortale Ballonpumpe? (2P)
[18] Skizzieren und erläutern Sie das Grundprinzip der monopolaren und der bipolaren Elektrochirurgie!
(2P)
[19] Welche Modi der Ultraschallbildgebung kennen Sie? Beschreiben Sie kurz den Bildaufbau! (2P)
[20] Beschreiben Sie die Zusammenhänge zwischen Frequenz, Eindringtiefe und Auflösung bei der
Ultraschallbildgebung! (2P)
[21] Welche Aufgaben hat das intensivmedizinische Monitoring? Welche Signale werden routinemäßig
dabei gemessen? (2P)
[22] Wozu dient die kardiorespiratorische Polysomnografie? Welche Signale werden erfasst und ausgewertet?
(3P)
2

2 Strahlenanwendung in der Medizin (BMT 2)
Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
∑
Punkte 8 4 4 2 1 4 1 2 2 6 6 5 5 50
[1] Strahlentherapie: Nennen Sie fünf Hauptkomponenten eines medizinischen Elektronen-Linearbeschleunigers
und deren Funktion! (8P)
[2] Abgebildet ist das Zerfallsschema des Radionuklids 137 Cs, welches früher auch in der Teletherapie
und in der Brachytherapie verwendet wurde, heute bisweilen für Zellkultur- und Tierbestrahlungen
zur Anwendung kommt.
137
55 Cs 7/2+
30.07 a
12.1
9.6
Q β − = 1175.63 keV
(5.6%)
Q β −
137m
56 Ba
= 513.97 keV
(94.4%)
11/2-
661.660
Q γ = 661.660 keV
(85.1%)
2.552 m
3/2+
stable
137
0
56 Ba
a) Welche für die Strahlentherapie relevante Strahlungskomponente wird emittiert?
b) Man nenne den wichtigsten Wechselwirkungsmechanismus der Strahlungskomponente nach
a) mit Gewebe!
c) Welche Sekundärprodukte entstehen infolge der Wechselwirkung nach b)? (4P)
[3] Man vergleiche die für die Erzeugung therapeutischer Protonenstrahlen eingesetzten Beschleunigertypen
Isochronzyklotron, Synchrozyklotron, Synchrotron hinsichtlich folgender Parameter:
räumliche und zeitliche Variation des Magnetfeldes sowie zeitliche Variation der Frequenz der
Beschleunigungsspannung. (4P)
[4] Radiologische Diagnostik: In welcher Form wird in den Speicherfolien der digitalen Lumineszenz-
Radiografie die Dosisinformation zwischen Röntgenaufnahme und Auslesen gespeichert? Wodurch
wird die Information im Auslesegerät wieder freigesetzt? (2P)
[5] Welche Auswirkungen auf die Bildqualität hat bei den digitalen Bildempfängersystemen
a) eine zu niedrige bzw.
b) eine zu hohe Dosis? (1P)
[6] Streustrahlung und Bildqualität (4P)
a) Durch welche Maßnahmen kann der Anteil der Streustrahlung an der den Bildempfänger
treffenden Strahlung reduziert werden?
b) Wie wirken sich diese Maßnahmen auf die Patientendosis aus?
3

[7] Begründen Sie, warum kleine Strukturen (≈ 1 cm) in Röntgen-Computertomografien kontrastreicher
abgebildet werden als in der Projektionsradiografie (Röntgenbild)! (1P)
[8] Mit welcher physikalischen Größe korrelieren die Hounsfield-Einheiten? Geben Sie den quantitativen
Zusammenhang zwischen dieser Größe und den Hounsfield-Einheiten an! (2P)
[9] Welche physikalische Größe wird bei der Kernspintomografie zeitweise manipuliert, um dem
Signal Ortsinformation aufzuprägen? in welcher Eigenschaft des Signals wird die Ortsinformation
dadurch kodiert? (2P)
[10] Nuklearmedizin: Benennen Sie die drei für die Nuklearmedizin bedeutendsten Strahlungsarten
und charakterisieren Sie jede durch mindestens zwei Merkmale! (6P)
[11] Beschreiben Sie stichpunktartig den grundlegenden Aufbau einer Gammakamera! Erläutern Sie
kurz das jeweilige Funktionsprinzip der wichtigsten Baugruppen! (6P)
[12] Welche Aussagen zur nuklearmedizinischen Diagnostik sind richtig (richtig/falsch)? (5P)
a) Verwendung finden Radionuklide, welche γ- oder Positronenstrahlung emittieren.
b) Die Untersuchung erfolgt nichtinvasiv und ohne Strahlenexposition für den Patienten.
c) Die Adressierung von Zielstrukturen erfolgt über pharmakologische oder chemische Wechselwirkung.
d) Das Ziel der Untersuchung ist die gerichtete Zerstörung von erkranktem Gewebe.
e) Aus Strahlenschutzgründen trägt das Klinikpersonal bei jedem Umgang mit Radionukliden
sowie beim Kontakt mit aktiven Patienten Bleischürzen.
[13] Ein im radioaktiven Gleichgewicht befindlicher Radionuklidgenerator liefert zum Elutionszeitpunkt
um 8:00 Uhr eine 99m Tc-Aktivität von 20 GBq in 10 ml. Wie groß ist die Aktivität des
Eluats um 10:00 Uhr und 14:00 Uhr des gleichen Tages?
Nach wie vielen Tagen könnte das Eluat gefahrlos in den Abfall entsorgt werden?
Welche maximale Aktivität liefert der Generator am Folgetag um 8:00 Uhr? Nehmen Sie hierzu
an, dass Mutter- und Tochternuklid wieder im radioaktiven Gleichgewicht vorliegen. Ferner
betrage die Dichte des Eluats 1
g .
cm
( 3
(Halbwertszeit T 99m
1 Tc ) (
= 6 h, Halbwertszeit T 99
1 Mo ) = 66 h, Grenzwert für uneingeschränkte
Freigabe von 99m Tc: 100 Bq
g ) (5P)
2
2
4