Physikalische Grundlagen des menschlichen Herz-Kreislaufsystems

Elektrokardiogramm Lehrerinformation
zur Autonomie fähig sind, ihre Eigenfrequenz liegt aber deutlich unter der des Sinusknoten.
Bei der Ausbreitung und Rückbildung der Erregung des Herzens entsteht ein elektrisches
Feld eines schwingenden Dipols.
Physikalisch gesehen liegt hier somit eine unregelmäßige, aber periodische Wechselspannung
mit dauernd räumlicher Lageänderung der Pole vor. Man erhält zu jedem
Zeitpunkt verschiedene Dipolmomentvektoren, die zu einem Summationsvektor
resultieren. Berechnet man die Gesamtheit aller Dipolmomente zu einem beliebigen
Zeitpunkt (wobei sich nach Schätzungen 90% der Einzelvektoren gegenseitig auslöschen),
erhält man die gleiche Potentialverteilung wie bei einem einzigen Dipol mit
entsprechendem Dipolmoment.
Die verschiedenen Aktionspotentiale (also kurzfristige Spannungsänderungen) dieser
einzelnen Teile des Herzens liefern ein resultierendes Aktionspotential des Herzens
(siehe Schülerinformation). Die erste Welle, P-Zacke genannt, entspricht der Erregung
in den Vorhöfen. Die Zeitspanne bis zur Q-Zacke entspricht der Weiterleitung
des Impulses zu den Kammern. Die QRS-Zacke entspricht der Erregung der Kammern.
Nach einiger Zeit werden die Kammern repolarisiert, dies ist in der T-Zacke
sichtbar. Der QRS-Komplex ist deshalb viel größer als die P-Zacke, weil die Masse
der Kammer größer ist als die des Vorhofes.
EKG - Aufnahme
Vereinfacht nimmt man an, daß der menschliche Körper einen homogenen Leiter
darstellt. Relativ zur Körperoberfläche ist die Herzzelle punktförmig klein. Daher
fließt aus diesem Punkt ein kugelsymmetrischer Membranenstrom heraus. Dieser
gelangt zur Körperoberfläche. Man registriert also bei einer EKG Aufnahme ein Gesamtpotential,
das sich während des Herzschlages fortwährend nach Richtung und
Ausmaß ändert. Unter Vereinfachung der Verhältnisse kann man sich diese z.B. von
den Extremitäten abzuleitende Potentialschwankungen auf ein einfaches Dreiecksschema
reduziert und projiziert vorstellen (siehe Schülerinformation). Diese Projektionen
werden in der Medizin - abhängig davon, wo die Abgreifpunkte angebracht
sind- als Ableitungen bezeichnet.
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