medizintechnik im unterricht biologie & physik präsentation von 2001, update 2006 wp 101
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Medizintechnik im Unterricht
Biologie & Physik
Präsentation von 2001, Update 2006
WP 101
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Stand 2001:
Heike Elvers(Beratungsfeld Biologie und
Umwelterziehung)
Detlef Kaack(Beratungsfeld Physik &
GLOBE Germany-Programm)
Anmerkung 2006:
Heike Elvers(Referatsleitung Naturwissenschaften)
Detlef Kaack(Koordination Fortbildung Physik)
www.li-hamburg.de/physik
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Detlef Kaack(Fortbildung Physik)
Medizintechnik
Beispiele
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• Blutdruckmessung
• Automatische Pulsmessung
• Sauerstoffgehalt des Blutes
• EKG
• EEG
• Röntgendiagnostik mit Film und Detektor
• Röntgendiagnostik: Computertomografie (CT)
• Röntgendiagnostik: Zweifarbentechnik mit Synchrotronstrahlung
• Kernresonanzspektroskopie (MRT / NMR) „Die Röhre“
• Protonenemissionstechnik
• Endoskope
• Ultraschalltechnik (Doppler-Ultraschall, Farbdarstellungen)
MedizintechnikDiagnostik
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• Radiotherapie:
1. Röntgenbestrahlung
2. Gammatherapie
3. Protonentherapie
4. Neutronentherapie (siehe separate Folien)
5. Innere Bestrahlung durch Isotope
• LASER-Technik• Microinvasive Eingriffe mit Endoskopen• Elektroschock bei Herzstillstand
MedizintechnikTherapie
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Neutronentherapie
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Neutronentherapie
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Neutronentherapie
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Neutronentherapie
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Neutronentherapie
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Neutronentherapie
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Neutronentherapie
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Protonentherapie
Bei der Protonentherapie entfällt das Problem der selektiven Anlagerung von Bor-Verbindungen.
Die Protonen dringen in das Gewebe ein und reagieren erst nennenswert bei einer bestimmten Kollisionsenergie.
Nur dort tritt die maximale Schädigung ein.
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CERN, Genf,mit Beschleunigerring LHC in 100m Tiefe
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Teilchenbeschleuniger mitFokussiermagnet
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Protonentherapie
Vorteil:
Selektive Schädigung, weniger Nebeneffekte
Problem:
Spezielle Kliniken mit Protonenbeschleuniger (wie bei DESY) nötig, Japan ist hier Vorreiter
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Protonentherapie
Vorteil:
Selektive Schädigung, weniger Nebeneffekte
Problem:
Spezielle Kliniken mit Protonenbeschleuniger (wie bei DESY) nötig, Japan ist hier Vorreiter
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• Herzschrittmacher
• Defibrillator
• Störsender im Gehirn (Multiple Sklerose?)
• Aktive Prothesen
• Künstliches Herz
• Gelenk-Implantate
• Insulinspender
MedizintechnikHilfsgeräte
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Bau eines elektrischen PulsmessersAnzeige auf • Oszilloskop, • XY-Schreiber und • Computer (CASSY-System)
Invasive Blutdruckmessung im Modell
Detlef Kaack(Beratungsfeld Physik & GLOBE Germany-Programm)
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Radioaktivität imBiologie- und
PhysikunterrichtEin Unterrichtsversuch10. Klasse (hier: Gymnasium)
Heike Elvers(Beratungsfeld Biologie und Umwelterziehung)
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• Natürliche und künstliche Strahlung in der Umwelt und ihre Bedeutung für den Menschen (Mindmap)
• Diagnose von Erkrankungen: Röntgenuntersuchung: Nutzen und Risiko
• Strahlenrisiko im Alltag• Von Mutagenen und Cancerogenen: Krebsentstehung und
Krebsdiagnostik bei Hirntumoren (mit CT)• Internet-Recherche zu Einsatz energiereicher Strahlung in der
Medizintechnik
- u.a. Radiologie : Diagnose und Unterstützung bei mikroinvasiven Eingriffen
- Leukämie- Diagnostik – Einsatzmöglichkeiten – Risiko der Strahlenbelastung -
Computertomographie
UE Radioaktivität
Verlauf Biologie
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Ein klassischer Unterrichtsgang:
• Schwerpunkt Röntgenstrahlung• Ionisierende Strahlung• Grundlagen der Kernphysik• Entdeckung der Radioaktivität• Radioaktive Stahlen im Magnetfeld• Praktikum : Radioaktivität im NW-Zentrum www.nw-zentrum.de • Das Zerfallsgesetz• Folgen des Reaktorunfalls Tschernobyl
UE RadioaktivitätVerlauf Physik
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Für Schülerinnen und Schüler gab es einen scheinbaren Widerspruch in der Beurteilung der Schädlichkeit der unterschiedlichen Strahlenarten durch die beiden Lehrerinnen (Biologie und Physik).
Hier ist eine differenziertere Diskussion der Wirkungen nötig:
Reichweite, Art, Schutz, Wichtungsfaktoren, Ort der Einwirkung (Inkorporation oder nicht) etc..
…
UE Radioaktivität
Probleme
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Radiolyse durch
Ionisierung
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Zellschäden
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Heike Elvers(Beratungsfeld Biologie und Umwelterziehung)
Einbettung in die
Rahmenpläne
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• Physik
H/R, GS , GY: Atom- und Kernphysik u.a. Radioaktivität, ionisierende Strahlung, Biologische Strahlenwirkung und Strahlenschutz, Kernspaltung, Kernenergie
H/R, GS: Wahlthema Medizintechnik: Röntgenstrahlung, Ultraschall, Endoskopie, EEG, Blutdruckbestimmung
H/R, GS, Gy : Optik (1)- Ausbreitung des Lichts: Schatten und Finsternis (Röntgentechnik, CT, Zweifarbenröntgen)
GY: Akustik: Ausbreitung des Schalls: Schallsender, Schallempfänger, Schallgeschwindigkeit (Ultraschall)
H/R/Gy/GS: Elektronik (2): Spannung (Herzschrittmacher, EKG, EEG)
Einbettung in die
Rahmenpläne
![Page 28: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/28.jpg)
• BiologieGS, GY: Die Verantwortung des Menschen für eine gesunde Llebensführung:
Richtiges Training für Atmung und Blutkreislauf (Herzschrittmacher)H/R: Der Mensch ein besonderes Lebewesen: Zivilisationskrankheiten- Risiken für
Herz (Herzschrittmacher)und Kreislauf, Krebs (Radioaktivität, Röntgenuntersuchungen, Strahlentherapie)
GS: Gesundheit des Menschen : Kreislauferkrankungen(Herzschrittmacher),Allergien, Krebs(Radioaktivität, Röntgenuntersuchungen, Strahlentherapie), AIDS
H/R, GS, GY: Sinnesorgan und Gehirn: Auge(Lasertechnik), Lochkamera (Röntgenuntersuchung), Funktion des Nervensystems (Diagnostik/Therapiehilfe ,CT)
H/R, GS,Gy: Sexualität des Menschen: Empfängnis und Empfängnisverhütung (Ultraschall)
Einbettung in die
Rahmenpläne
![Page 29: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/29.jpg)
• Medizin + Physik, Impulse 2, Klett Verlag #772561-2, ca. € 14,-
• M. Volkmer: Basiswissen zum Thema Kernenergie, 1999 und neuer, Bezug über den Informationskreis Kernenergie
• M. Volkmer: Radioaktivität und Strahlenschutz, 1998, • M. Volkmer: Die natürliche Strahlenbelastung, 1999,
Literatur
![Page 30: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/30.jpg)
• Untersuchungen mit Ultraschall, in Unterricht Biologie, Heft 201, S.36, Seelze 1995
• Röntgenuntersuchungen zwischen Nutzen und Risiko, in Unterricht Biologie, Heft 224: Medizin und Technik, S.34, Seelze 1997
• Endoskopie, in Unterricht Biologie, Heft 224: Medizin und Technik, S.38, Seelze 1997
• Laserstrahlen gegen Fehlsichtigkeit, in Unterricht Biologie, Heft 224: Medizin und Technik, S.31, Seelze 1997
• Strahlenbelastung, in Spektrum der Wissenschaft, Heft 4, S. 28, Heidelberg 1982
Literatur
![Page 31: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/31.jpg)
• Quelle 2001 www.medicine-worldwide.de
• Radioaktivität und Krebs, Quelle 2001:
www.zum.de/Faecher/P/Bay/Kra/home/radio1.htm
• Diagnostik, Quelle 2001:
www.uke.uni-hamburg.de/kliniken/radiologie/neurad
• Computertomografie-Simulation und andere moderne Geräte, Quelle 2001:
www.iap.uni-bonn.de/P2K/
• Informationen rund um das Thema Handy (Mobiltelefon) und elektromagnetische Strahlung: Physik, Technik, medizinische Wirkung, Daten und Gesetze, Quelle 2005:www.schul-physik.de/handy.html
Internet 2001
![Page 32: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/32.jpg)
Bestelladresse:
Dr. Roland Berger, Physikdidaktik, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel, mit € 2,- frankierten Briefumschlag beilegen (Bitte vorher aktuellen Preis anfragen!).
Inhalt:
Material über Röntgengeräte und Computertomografie incl. Experimenten und Hinweisen, Zielgruppe: Sekundarstufe II
CD-ROM
![Page 33: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/33.jpg)
Schülerpraktika Radioaktivität (Ganztagsveranstaltungen)
• NW-Zentrum, Mümmelmannsberg 75, 22115 [email protected] , Tel. 040-42854-3774,www.nw-zentrum.de
• DESY [email protected], Notkestr.85, 22607 [email protected] , Tel. 040-8998-4550
In Aussicht:• DESY Schülerforum: Mehrfarben-Röntgen mit
Synchrotronstrahlung• Philips Hamburg-Fuhlsbüttel: Produktion von medizinischen
Röntgenröhren• Besichtigungen in Kliniken sind offensichtlich nicht möglich
Exkursionen
![Page 34: Medizintechnik im Unterricht Biologie & Physik Präsentation von 2001, Update 2006 WP 101](https://reader035.vdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6849795902118bdc9a/html5/thumbnails/34.jpg)
Ende