1

Praktikumsanleitung zum Versuch bdquoIntensitaumltsndashDauerndashKurve und Leitgeschwindigkeit erregbarer Fasernldquo

UNIVERSITAumlT LEIPZIG

MEDIZINISCHE FAKULTAumlT

CARL-LUDWIG-INSTITUT FUumlR PHYSIOLOGIE VERSION 17

Stichwoumlrter Intensitaumlts-Dauer-Kurve (IDK) Strom Spannung Ladung (Coulomb) Ohmsches Gesetz

Ruhemembranpotential Schwellenpotential Zusammenwirken der Reizparameter (Intensitaumlt Dauer

Anstiegssteilheit Polaritaumlt) IDK fuumlr Rechteckreize (Verlauf Rheobase Chronaxie) IDK fuumlr

Dreieckreize Akkommodation Schaltverhalten spannungsgesteuerter Na+-Kanaumlle (Gating)

Elektrotonus

Stichwoumlrter Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) Muskelleitgeschwindigkeit (MLG) Aktionspotential

sowie seine extra- und intrazellulaumlre Ableitung Erregungsleitung Determinanten der Leitungs-

geschwindigkeit Latenzzeit Nervenfaserklassen und ihre Eigenschaften (nach ErlangerGasser und

HuntLloyd)

Allgemeine Hinweise

Fuumlr das Verstaumlndnis der im Praktikum durchzufuumlhrenden Experimente wird die Mitnahme eines

Lehrbuchs empfohlen

Empfohlene Literatur SchmidtLangThews Physiologie des Menschen Springer Verlag

SpeckmannHeschelerKoumlhling Physiologie Urban amp Fischer Verlag

Golenhofen Basislehrbuch Physiologie Urban amp Fischer Verlag

FahlkeLinkeRaszliglerWiesner Taschenatlas Physiologie Urban amp Fischer Verlag

LulliesTrincker Taschenbuch der Physiologie Fischer Verlag Jena Bd II 1970

Katz Nerv Muskel und Synapse Thieme Verlag 1971

Einleitung Die Erregbarkeit von Nerven- oder Muskelzellen wird wesentlich durch 3 Faktoren bestimmt

1 Das Schwellenpotential ist das Membranpotential ab dem ein Aktionspotential (AP) ausgeloumlst

wird Das AP wird ua durch Art Kinetik Dichte und Verteilung der exprimierten

spannungsgesteuerten Ionenkanaumlle (insbesondere Na+ und K+ Kanaumlle) bestimmt

2 Die Membranzeitkonstante τ bestimmt die Schnelligkeit mit der bei unterschwelliger

elektrotonischer Erregungsbildung das Schwellenpotential erreicht wird

3 Damit eine Erregung an den Nervenfasern zustande kommt muss ein Strom flieszligen wofuumlr ein

geschlossener Stromkreis (durch die Fasern) notwendig ist Die Effektivitaumlt des Stromflusses

durch die Fasern wird durch die Laumlngskonstante bestimmt (dies gilt auch fuumlr die Weiterleitung

des AP) Zu beachten ist dass der Stromfluss im menschlichen Koumlrper durch Bewegung von

Ionen (Kationen und Anionen) hervorgerufen wird

Die Erregbarkeit und die Erregungsausbreitung entlang von Fasern werden damit wesentlich durch die

passiven Membranparameter τ und λ determiniert Beide koumlnnen pathologisch veraumlndert sein womit sie

relevante Parameter der klinischen Diagnostik sind Die genannten Parameter koumlnnen jedoch nur durch

intrazellulaumlre oder Patch-Clamp-Messtechniken an einzelnen Zellen oder Fasern bestimmt werden und

sind mithin fuumlr einen Einsatz am PatientenProbanden ungeeignet Hier koumlnnen aber die

bdquoErregbarkeitsparameterldquo Rheobase und Chronaxie bestimmt werden (s u)

2

Aus dem oben ausgefuumlhrten ergibt sich dass τ und λ auch wesentliche Bestimmungsgroumlszligen der

Leitungsgeschwindigkeit (LG) erregbarer Fasern sind Auf krankheitsbedingte Veraumlnderungen von

Erregbarkeit oder Erregungsleitung eines Gewebes kann daher auch durch die Bestimmung von LGs bzw

Latenzzeiten geschlossen werden Da die Messung von LGs i d R zeitsparender ist als eine Bestimmung

von Rheobase und Chronaxie werden letztere nur noch in Ausnahmefaumlllen bestimmt waumlhrend

LGsLatenzen Standardparameter der neurologischen Diagnostik sind

Rechteckreiz Rheobase amp Chronaxie

Ein in ein Neuron oder in eine Nervenfaser eingeleiteter Strom verschiebt das Membranpotential stets mit

Verzoumlgerung (wegen der Membranzeitkonstante M MR C wobei RM = Membranwiderstand und CM

= Membrankapazitaumlt) Dementsprechend wird auch die Schwelle zur Ausloumlsung eines Aktionspotentials

verzoumlgert erreicht Der bdquoReizstromldquo muss daher um ein Aktionspotential auszuloumlsen mindestens bis zum

Erreichen der Schwelle eingeschaltet bleiben

Die Beziehung zwischen Reizstaumlrke und Reizdauer wird durch die Reizzeit-Stromstaumlrke-Beziehung oder

Intensitaumlts-Dauer-Kurve (IDK) wiedergegeben (s Abb1) Dabei ist die Rheobase die minimale Staumlrke

eines Schwellenreizes bei bdquounendlicherldquo Reizdauer die zur Erregung der Zelle fuumlhrt Die Chronaxie ist

die Dauer des Schwellenreizes bei doppelter Rheobase

Zur Erregungsausloumlsung sind also eine ausreichende Amplitude und eine ausreichende Dauer des

Reizstroms notwendig (sog uumlberschwelliger Reiz) Dabei kann die Verkuumlrzung der Reizdauer in einem

beschraumlnkten Rahmen durch eine Erhoumlhung der Reizamplitude kompensiert werden

Abbildung 1 Reizzeit-Stromstaumlrke-Beziehung fuumlr einen peripheren Nerv bei Rechteckreizung

Die Kurve gibt die Beziehung zwischen Stromstaumlrke I und Dauer t von Reizen an die gerade

zur Kontraktion des vom Nerven innervierten Muskels fuumlhren Neben den Messwerten eines

Probanden sind zwei theoretische Approximationen (s Protokoll) der Kurve gezeigt

3

Dreieckreiz

Den Verlauf der Kurve bei einer dreieckfoumlrmigen Reizung (aufsteigende Rampe) werden Sie im

Praktikum aufnehmen und detaillierte Erlaumluterungen zum Kurvenverlauf erhalten Dabei werden

charakteristische Abweichungen von der IDK bei Rechteckreizung auftreten fuumlr die insbesondere die

Menge an geladenen Teilchen (Q) die waumlhrend der Reizung flieszligen (Rechteckreiz Q I t und

Dreickreiz max

1

2Q I t ) sowie die Akkommodation von Bedeutung sind Unter Akkommodation

versteht man eine bdquoReizgewoumlhnungldquo die wesentlich auf der Inaktivierung spannungsgesteuerter Na+-

Kanaumlle beruht Das Ausmaszlig der Reizgewoumlhnung kann mittels des Akkommodationsquotienten

prop = 119860119896119896119900119898119900119889119886119905119894119900119899119904119904119888ℎ119908119890119897119897119890

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

abgeschaumltzt werden Es sei angemerkt dass es in Sinneszellen weitere Mechanismen der Reizgewoumlhnung

gibt auf die hier nicht eingegangen wird Andere gebraumluchliche Begriffe fuumlr Reizgewoumlhnung sind

Adaptation oder Adaption Die Verwendung der Begriffe ist in der Literatur nicht einheitlich

Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und Muskelleitungsgeschwindigkeit (MLG)

Die Klasseneinteilung von Nervenfasern (nach ErlangerGasser oder LloydHunt) erfolgt u a nach der

NLG Eine maszliggebliche Bestimmungsgroumlszlige der NLG ist die Membranlaumlngskonstante λ (s o) Sie

beschreibt die passive (elektrotonische) bdquoReichweiteldquo einer elektrischen Spannung entlang einer Faser Je

groumlszliger λ desto houmlher wird die NLG Unter Vernachlaumlssigung des extrazellulaumlren Raumes gilt

4

M

A

R d

R

wobei RM der spezifische Membranwiderstand und RA der spezifische axiale Widerstand (auch

Laumlngswiderstand oder Innenwiderstand) der Faser mit dem Durchmesser d sind Beide stellen spezifische

Widerstaumlnde dar (RM [ cmsup2] RA [ cm]) RM steigt bei Myelinisierung1 ein wichtiger Grund

warum myelinisierte Fasern schneller leiten als nicht myelinisierte Fasern RA sinkt mit steigendem

Axondurchmesser daher leiten dicke Fasern schneller als duumlnne Fasern Eine analoge Beziehung gilt

auch fuumlr andere erregbare Fasern wie die Skelettmuskelfasern

Station 1 Rechteck- und Dreieckreizung am Reizstromgeraumlt

Achtung

Bei unsachgemaumlszliger oder unaufmerksamer Bedienung von Reizstromgeraumlten koumlnnen Proband und

Bediener gefaumlhrdet werden

Niemals Elektroden an unterschiedlichen Extremitaumlten anschlieszligen (Stromfluszlig uumlber das

Herz)

Bei jeder Unklarheit ist der Versuch zu unterbrechen (Stromamplitude auf Null regeln)

und der Betreuer zu informieren

Niemals waumlhrend der Reizung die Elektroden am Probanden beruumlhren

1 Ein entscheidender Aspekt hierbei ist die geringe Dichte spannungsabhaumlngiger Natriumkanaumlle in den

myelinisierten Abschnitten (Internodien) zwischen den Ranvieracuteschen Schnuumlrringen

4

Aufgabe 11 Anschlieszligen des Probanden

Einschalten des Reizstromgeraumlts

Das Geraumlt hat einen Hauptschalter an der Ruumlckseite und einen Netzschalter an der linken Seite die beide

eingeschaltet werden muumlssen Das Einschalten des Geraumlts erfolgt vor dem Anlegen der Elektroden

Durch Drehen des gelben Rads werden die einzelnen Felder ausgewaumlhlt Druumlcken des schwarzen Knopfes

in der Radmitte aktiviert dann die Auswahl

Anlegen der Elektroden

Es werden zwei Elektroden benutzt

differente Elektrode = aktive Elektrode (Kathode)

indifferente Elektrode = passive Elektrode (Anode)

Die kleinere runde Elektrode (Kathode) wird mit dem nassen runden Schwammtuch umhuumlllt und am

Handgelenk uumlber dem N medianus befestigt Die groszlige Schwammelektrode (Anode) wird am gleichen

Oberarm befestigt (keinesfalls am anderen Oberarm damit der Stromkreis nicht uumlber das Herz

geschlossen wird) Der Hautkontakt wird uumlber die Schwammschicht hergestellt die vorher mit

Leitungswasser befeuchtet wird (Elektrolytleiter) Die Elektrodenstecker werden in die

Elektrodenbuchsen des Patientenkabels mit folgender Polung gesteckt

groszlige indifferente Elektrode vom Oberarm kommend (Anode +) an Pin1 (roter Kreis mit

rotem Punkt)

kleine differente Elektrode vom Handgelenk kommend (Kathode ndash) an Pin2 (blauer Kreis mit

rotem Punkt)

Aufgabe 12 Rechteckreiz

1 Programm TR auswaumlhlen (drehen und druumlcken)

2 Sitzungsdauer auf 30 min einstellen

3 Kontrolle ob Impulsform auf Rechteck (r1) steht

4 Impulsdauer Ti auf 100 ms einstellen (druumlcken drehen druumlcken)

5 Pausendauer Ri zwischen den Impulsen auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

6 Jetzt kann uumlber Intens I die Reizamplitude eingestellt werden Achtung Eine Vergroumlszligerung der

Reizamplitude am Regler Intens1 loumlst sofort einen Reiz aus daher die Amplitude nur in kleinen

Schritten erhoumlhen Mit dem Handtaster koumlnnen weitere Einzelreize mit der zuletzt eingestellten

Amplitude zur Kontrolle ausgeloumlst werden Je nach individueller Empfindlichkeit muumlsste der

Daumen bei einer Stromstaumlrke von etwa 3hellip5 mA deutlich () zucken Eventuell muss die

Elektrode am Handgelenk neu justiert werden (vorher den Reizstrom unbedingt wieder auf

Null stellen )

7 Impulsdauer Ti auf 1000 ms stellen und langsam den Reizstrom mittels Intens I erhoumlhen bis der

Daumen zuckt

8 Reizstrom wieder auf Null stellen und mit den anderen Impulsdauern (s Tabelle 1) den Versuch

wiederholen

5

Abbildung 2 Das Reizgeraumlt ist hier auf Rechteckreiz mit der Impulsbreite von 100 ms

eingestellt

Tabelle 1

Approximation nach HoorwegWeiss Approximation nach Exponentialgleichung2

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905) 119868 =

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1minus119890minus

119905120591

ID-Kurve fuumlr den Rechteckreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] I nach

HoorwegWeiss

I nach

Exponentialgl

Dauer Intensitaumlt

[microC]

1000

500

200

100

50

20

10

5

2

1

05

02

01

Chronaxie hellip Rheobase hellip

2 Die Membranzeitkonstante kann wie folgt abgeschaumltzt werden 14 Chronaxie

6

Aufgabe 13 Dreieckreiz

Damit ein Vergleich der beiden Kurven moumlglich ist darf die Lage der Elektroden nicht veraumlndert werden

1 Impulsdauer Ti auf 500 ms stellen

2 Impulsform auf Dreieck (d2) stellen

3 Pausendauer Ri auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

4 Reizamplitude langsam mit Intens I (es kommt sofort ein Reiz) erhoumlhen bis der Daumen sich

kruumlmmt Die Schwellenintensitaumlt nimmt hier houmlhere Werte (15- bis 3-fache der Rheobase) an

(Akkommodation) Reizamplitude wieder auf Null drehen

5 Analog die anderen Impulsdauern Ti von 200 bis 1 ms (s Tabelle 2) einstellen und den Versuch

wiederholen

Tabelle 2

ID-Kurve fuumlr den Dreiecksreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] 05 Dauer Intensitaumlt [microC]

500

200

100

50

20

10

5

2

1

Akkommodations-Quotient α

prop = 119868119863119903119890119894119890119888119896500 119898119904

119877ℎ119890119900119887119886119904119890= hellip

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

2

Aus dem oben ausgefuumlhrten ergibt sich dass τ und λ auch wesentliche Bestimmungsgroumlszligen der

Leitungsgeschwindigkeit (LG) erregbarer Fasern sind Auf krankheitsbedingte Veraumlnderungen von

Erregbarkeit oder Erregungsleitung eines Gewebes kann daher auch durch die Bestimmung von LGs bzw

Latenzzeiten geschlossen werden Da die Messung von LGs i d R zeitsparender ist als eine Bestimmung

von Rheobase und Chronaxie werden letztere nur noch in Ausnahmefaumlllen bestimmt waumlhrend

LGsLatenzen Standardparameter der neurologischen Diagnostik sind

Rechteckreiz Rheobase amp Chronaxie

Ein in ein Neuron oder in eine Nervenfaser eingeleiteter Strom verschiebt das Membranpotential stets mit

Verzoumlgerung (wegen der Membranzeitkonstante M MR C wobei RM = Membranwiderstand und CM

= Membrankapazitaumlt) Dementsprechend wird auch die Schwelle zur Ausloumlsung eines Aktionspotentials

verzoumlgert erreicht Der bdquoReizstromldquo muss daher um ein Aktionspotential auszuloumlsen mindestens bis zum

Erreichen der Schwelle eingeschaltet bleiben

Die Beziehung zwischen Reizstaumlrke und Reizdauer wird durch die Reizzeit-Stromstaumlrke-Beziehung oder

Intensitaumlts-Dauer-Kurve (IDK) wiedergegeben (s Abb1) Dabei ist die Rheobase die minimale Staumlrke

eines Schwellenreizes bei bdquounendlicherldquo Reizdauer die zur Erregung der Zelle fuumlhrt Die Chronaxie ist

die Dauer des Schwellenreizes bei doppelter Rheobase

Zur Erregungsausloumlsung sind also eine ausreichende Amplitude und eine ausreichende Dauer des

Reizstroms notwendig (sog uumlberschwelliger Reiz) Dabei kann die Verkuumlrzung der Reizdauer in einem

beschraumlnkten Rahmen durch eine Erhoumlhung der Reizamplitude kompensiert werden

Abbildung 1 Reizzeit-Stromstaumlrke-Beziehung fuumlr einen peripheren Nerv bei Rechteckreizung

Die Kurve gibt die Beziehung zwischen Stromstaumlrke I und Dauer t von Reizen an die gerade

zur Kontraktion des vom Nerven innervierten Muskels fuumlhren Neben den Messwerten eines

Probanden sind zwei theoretische Approximationen (s Protokoll) der Kurve gezeigt

3

Dreieckreiz

Den Verlauf der Kurve bei einer dreieckfoumlrmigen Reizung (aufsteigende Rampe) werden Sie im

Praktikum aufnehmen und detaillierte Erlaumluterungen zum Kurvenverlauf erhalten Dabei werden

charakteristische Abweichungen von der IDK bei Rechteckreizung auftreten fuumlr die insbesondere die

Menge an geladenen Teilchen (Q) die waumlhrend der Reizung flieszligen (Rechteckreiz Q I t und

Dreickreiz max

1

2Q I t ) sowie die Akkommodation von Bedeutung sind Unter Akkommodation

versteht man eine bdquoReizgewoumlhnungldquo die wesentlich auf der Inaktivierung spannungsgesteuerter Na+-

Kanaumlle beruht Das Ausmaszlig der Reizgewoumlhnung kann mittels des Akkommodationsquotienten

prop = 119860119896119896119900119898119900119889119886119905119894119900119899119904119904119888ℎ119908119890119897119897119890

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

abgeschaumltzt werden Es sei angemerkt dass es in Sinneszellen weitere Mechanismen der Reizgewoumlhnung

gibt auf die hier nicht eingegangen wird Andere gebraumluchliche Begriffe fuumlr Reizgewoumlhnung sind

Adaptation oder Adaption Die Verwendung der Begriffe ist in der Literatur nicht einheitlich

Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und Muskelleitungsgeschwindigkeit (MLG)

Die Klasseneinteilung von Nervenfasern (nach ErlangerGasser oder LloydHunt) erfolgt u a nach der

NLG Eine maszliggebliche Bestimmungsgroumlszlige der NLG ist die Membranlaumlngskonstante λ (s o) Sie

beschreibt die passive (elektrotonische) bdquoReichweiteldquo einer elektrischen Spannung entlang einer Faser Je

groumlszliger λ desto houmlher wird die NLG Unter Vernachlaumlssigung des extrazellulaumlren Raumes gilt

4

M

A

R d

R

wobei RM der spezifische Membranwiderstand und RA der spezifische axiale Widerstand (auch

Laumlngswiderstand oder Innenwiderstand) der Faser mit dem Durchmesser d sind Beide stellen spezifische

Widerstaumlnde dar (RM [ cmsup2] RA [ cm]) RM steigt bei Myelinisierung1 ein wichtiger Grund

warum myelinisierte Fasern schneller leiten als nicht myelinisierte Fasern RA sinkt mit steigendem

Axondurchmesser daher leiten dicke Fasern schneller als duumlnne Fasern Eine analoge Beziehung gilt

auch fuumlr andere erregbare Fasern wie die Skelettmuskelfasern

Station 1 Rechteck- und Dreieckreizung am Reizstromgeraumlt

Achtung

Bei unsachgemaumlszliger oder unaufmerksamer Bedienung von Reizstromgeraumlten koumlnnen Proband und

Bediener gefaumlhrdet werden

Niemals Elektroden an unterschiedlichen Extremitaumlten anschlieszligen (Stromfluszlig uumlber das

Herz)

Bei jeder Unklarheit ist der Versuch zu unterbrechen (Stromamplitude auf Null regeln)

und der Betreuer zu informieren

Niemals waumlhrend der Reizung die Elektroden am Probanden beruumlhren

1 Ein entscheidender Aspekt hierbei ist die geringe Dichte spannungsabhaumlngiger Natriumkanaumlle in den

myelinisierten Abschnitten (Internodien) zwischen den Ranvieracuteschen Schnuumlrringen

4

Aufgabe 11 Anschlieszligen des Probanden

Einschalten des Reizstromgeraumlts

Das Geraumlt hat einen Hauptschalter an der Ruumlckseite und einen Netzschalter an der linken Seite die beide

eingeschaltet werden muumlssen Das Einschalten des Geraumlts erfolgt vor dem Anlegen der Elektroden

Durch Drehen des gelben Rads werden die einzelnen Felder ausgewaumlhlt Druumlcken des schwarzen Knopfes

in der Radmitte aktiviert dann die Auswahl

Anlegen der Elektroden

Es werden zwei Elektroden benutzt

differente Elektrode = aktive Elektrode (Kathode)

indifferente Elektrode = passive Elektrode (Anode)

Die kleinere runde Elektrode (Kathode) wird mit dem nassen runden Schwammtuch umhuumlllt und am

Handgelenk uumlber dem N medianus befestigt Die groszlige Schwammelektrode (Anode) wird am gleichen

Oberarm befestigt (keinesfalls am anderen Oberarm damit der Stromkreis nicht uumlber das Herz

geschlossen wird) Der Hautkontakt wird uumlber die Schwammschicht hergestellt die vorher mit

Leitungswasser befeuchtet wird (Elektrolytleiter) Die Elektrodenstecker werden in die

Elektrodenbuchsen des Patientenkabels mit folgender Polung gesteckt

groszlige indifferente Elektrode vom Oberarm kommend (Anode +) an Pin1 (roter Kreis mit

rotem Punkt)

kleine differente Elektrode vom Handgelenk kommend (Kathode ndash) an Pin2 (blauer Kreis mit

rotem Punkt)

Aufgabe 12 Rechteckreiz

1 Programm TR auswaumlhlen (drehen und druumlcken)

2 Sitzungsdauer auf 30 min einstellen

3 Kontrolle ob Impulsform auf Rechteck (r1) steht

4 Impulsdauer Ti auf 100 ms einstellen (druumlcken drehen druumlcken)

5 Pausendauer Ri zwischen den Impulsen auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

6 Jetzt kann uumlber Intens I die Reizamplitude eingestellt werden Achtung Eine Vergroumlszligerung der

Reizamplitude am Regler Intens1 loumlst sofort einen Reiz aus daher die Amplitude nur in kleinen

Schritten erhoumlhen Mit dem Handtaster koumlnnen weitere Einzelreize mit der zuletzt eingestellten

Amplitude zur Kontrolle ausgeloumlst werden Je nach individueller Empfindlichkeit muumlsste der

Daumen bei einer Stromstaumlrke von etwa 3hellip5 mA deutlich () zucken Eventuell muss die

Elektrode am Handgelenk neu justiert werden (vorher den Reizstrom unbedingt wieder auf

Null stellen )

7 Impulsdauer Ti auf 1000 ms stellen und langsam den Reizstrom mittels Intens I erhoumlhen bis der

Daumen zuckt

8 Reizstrom wieder auf Null stellen und mit den anderen Impulsdauern (s Tabelle 1) den Versuch

wiederholen

5

Abbildung 2 Das Reizgeraumlt ist hier auf Rechteckreiz mit der Impulsbreite von 100 ms

eingestellt

Tabelle 1

Approximation nach HoorwegWeiss Approximation nach Exponentialgleichung2

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905) 119868 =

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1minus119890minus

119905120591

ID-Kurve fuumlr den Rechteckreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] I nach

HoorwegWeiss

I nach

Exponentialgl

Dauer Intensitaumlt

[microC]

1000

500

200

100

50

20

10

5

2

1

05

02

01

Chronaxie hellip Rheobase hellip

2 Die Membranzeitkonstante kann wie folgt abgeschaumltzt werden 14 Chronaxie

6

Aufgabe 13 Dreieckreiz

Damit ein Vergleich der beiden Kurven moumlglich ist darf die Lage der Elektroden nicht veraumlndert werden

1 Impulsdauer Ti auf 500 ms stellen

2 Impulsform auf Dreieck (d2) stellen

3 Pausendauer Ri auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

4 Reizamplitude langsam mit Intens I (es kommt sofort ein Reiz) erhoumlhen bis der Daumen sich

kruumlmmt Die Schwellenintensitaumlt nimmt hier houmlhere Werte (15- bis 3-fache der Rheobase) an

(Akkommodation) Reizamplitude wieder auf Null drehen

5 Analog die anderen Impulsdauern Ti von 200 bis 1 ms (s Tabelle 2) einstellen und den Versuch

wiederholen

Tabelle 2

ID-Kurve fuumlr den Dreiecksreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] 05 Dauer Intensitaumlt [microC]

500

200

100

50

20

10

5

2

1

Akkommodations-Quotient α

prop = 119868119863119903119890119894119890119888119896500 119898119904

119877ℎ119890119900119887119886119904119890= hellip

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

3

Dreieckreiz

Den Verlauf der Kurve bei einer dreieckfoumlrmigen Reizung (aufsteigende Rampe) werden Sie im

Praktikum aufnehmen und detaillierte Erlaumluterungen zum Kurvenverlauf erhalten Dabei werden

charakteristische Abweichungen von der IDK bei Rechteckreizung auftreten fuumlr die insbesondere die

Menge an geladenen Teilchen (Q) die waumlhrend der Reizung flieszligen (Rechteckreiz Q I t und

Dreickreiz max

1

2Q I t ) sowie die Akkommodation von Bedeutung sind Unter Akkommodation

versteht man eine bdquoReizgewoumlhnungldquo die wesentlich auf der Inaktivierung spannungsgesteuerter Na+-

Kanaumlle beruht Das Ausmaszlig der Reizgewoumlhnung kann mittels des Akkommodationsquotienten

prop = 119860119896119896119900119898119900119889119886119905119894119900119899119904119904119888ℎ119908119890119897119897119890

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

abgeschaumltzt werden Es sei angemerkt dass es in Sinneszellen weitere Mechanismen der Reizgewoumlhnung

gibt auf die hier nicht eingegangen wird Andere gebraumluchliche Begriffe fuumlr Reizgewoumlhnung sind

Adaptation oder Adaption Die Verwendung der Begriffe ist in der Literatur nicht einheitlich

Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und Muskelleitungsgeschwindigkeit (MLG)

Die Klasseneinteilung von Nervenfasern (nach ErlangerGasser oder LloydHunt) erfolgt u a nach der

NLG Eine maszliggebliche Bestimmungsgroumlszlige der NLG ist die Membranlaumlngskonstante λ (s o) Sie

beschreibt die passive (elektrotonische) bdquoReichweiteldquo einer elektrischen Spannung entlang einer Faser Je

groumlszliger λ desto houmlher wird die NLG Unter Vernachlaumlssigung des extrazellulaumlren Raumes gilt

4

M

A

R d

R

wobei RM der spezifische Membranwiderstand und RA der spezifische axiale Widerstand (auch

Laumlngswiderstand oder Innenwiderstand) der Faser mit dem Durchmesser d sind Beide stellen spezifische

Widerstaumlnde dar (RM [ cmsup2] RA [ cm]) RM steigt bei Myelinisierung1 ein wichtiger Grund

warum myelinisierte Fasern schneller leiten als nicht myelinisierte Fasern RA sinkt mit steigendem

Axondurchmesser daher leiten dicke Fasern schneller als duumlnne Fasern Eine analoge Beziehung gilt

auch fuumlr andere erregbare Fasern wie die Skelettmuskelfasern

Station 1 Rechteck- und Dreieckreizung am Reizstromgeraumlt

Achtung

Bei unsachgemaumlszliger oder unaufmerksamer Bedienung von Reizstromgeraumlten koumlnnen Proband und

Bediener gefaumlhrdet werden

Niemals Elektroden an unterschiedlichen Extremitaumlten anschlieszligen (Stromfluszlig uumlber das

Herz)

Bei jeder Unklarheit ist der Versuch zu unterbrechen (Stromamplitude auf Null regeln)

und der Betreuer zu informieren

Niemals waumlhrend der Reizung die Elektroden am Probanden beruumlhren

1 Ein entscheidender Aspekt hierbei ist die geringe Dichte spannungsabhaumlngiger Natriumkanaumlle in den

myelinisierten Abschnitten (Internodien) zwischen den Ranvieracuteschen Schnuumlrringen

4

Aufgabe 11 Anschlieszligen des Probanden

Einschalten des Reizstromgeraumlts

Das Geraumlt hat einen Hauptschalter an der Ruumlckseite und einen Netzschalter an der linken Seite die beide

eingeschaltet werden muumlssen Das Einschalten des Geraumlts erfolgt vor dem Anlegen der Elektroden

Durch Drehen des gelben Rads werden die einzelnen Felder ausgewaumlhlt Druumlcken des schwarzen Knopfes

in der Radmitte aktiviert dann die Auswahl

Anlegen der Elektroden

Es werden zwei Elektroden benutzt

differente Elektrode = aktive Elektrode (Kathode)

indifferente Elektrode = passive Elektrode (Anode)

Die kleinere runde Elektrode (Kathode) wird mit dem nassen runden Schwammtuch umhuumlllt und am

Handgelenk uumlber dem N medianus befestigt Die groszlige Schwammelektrode (Anode) wird am gleichen

Oberarm befestigt (keinesfalls am anderen Oberarm damit der Stromkreis nicht uumlber das Herz

geschlossen wird) Der Hautkontakt wird uumlber die Schwammschicht hergestellt die vorher mit

Leitungswasser befeuchtet wird (Elektrolytleiter) Die Elektrodenstecker werden in die

Elektrodenbuchsen des Patientenkabels mit folgender Polung gesteckt

groszlige indifferente Elektrode vom Oberarm kommend (Anode +) an Pin1 (roter Kreis mit

rotem Punkt)

kleine differente Elektrode vom Handgelenk kommend (Kathode ndash) an Pin2 (blauer Kreis mit

rotem Punkt)

Aufgabe 12 Rechteckreiz

1 Programm TR auswaumlhlen (drehen und druumlcken)

2 Sitzungsdauer auf 30 min einstellen

3 Kontrolle ob Impulsform auf Rechteck (r1) steht

4 Impulsdauer Ti auf 100 ms einstellen (druumlcken drehen druumlcken)

5 Pausendauer Ri zwischen den Impulsen auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

6 Jetzt kann uumlber Intens I die Reizamplitude eingestellt werden Achtung Eine Vergroumlszligerung der

Reizamplitude am Regler Intens1 loumlst sofort einen Reiz aus daher die Amplitude nur in kleinen

Schritten erhoumlhen Mit dem Handtaster koumlnnen weitere Einzelreize mit der zuletzt eingestellten

Amplitude zur Kontrolle ausgeloumlst werden Je nach individueller Empfindlichkeit muumlsste der

Daumen bei einer Stromstaumlrke von etwa 3hellip5 mA deutlich () zucken Eventuell muss die

Elektrode am Handgelenk neu justiert werden (vorher den Reizstrom unbedingt wieder auf

Null stellen )

7 Impulsdauer Ti auf 1000 ms stellen und langsam den Reizstrom mittels Intens I erhoumlhen bis der

Daumen zuckt

8 Reizstrom wieder auf Null stellen und mit den anderen Impulsdauern (s Tabelle 1) den Versuch

wiederholen

5

Abbildung 2 Das Reizgeraumlt ist hier auf Rechteckreiz mit der Impulsbreite von 100 ms

eingestellt

Tabelle 1

Approximation nach HoorwegWeiss Approximation nach Exponentialgleichung2

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905) 119868 =

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1minus119890minus

119905120591

ID-Kurve fuumlr den Rechteckreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] I nach

HoorwegWeiss

I nach

Exponentialgl

Dauer Intensitaumlt

[microC]

1000

500

200

100

50

20

10

5

2

1

05

02

01

Chronaxie hellip Rheobase hellip

2 Die Membranzeitkonstante kann wie folgt abgeschaumltzt werden 14 Chronaxie

6

Aufgabe 13 Dreieckreiz

Damit ein Vergleich der beiden Kurven moumlglich ist darf die Lage der Elektroden nicht veraumlndert werden

1 Impulsdauer Ti auf 500 ms stellen

2 Impulsform auf Dreieck (d2) stellen

3 Pausendauer Ri auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

4 Reizamplitude langsam mit Intens I (es kommt sofort ein Reiz) erhoumlhen bis der Daumen sich

kruumlmmt Die Schwellenintensitaumlt nimmt hier houmlhere Werte (15- bis 3-fache der Rheobase) an

(Akkommodation) Reizamplitude wieder auf Null drehen

5 Analog die anderen Impulsdauern Ti von 200 bis 1 ms (s Tabelle 2) einstellen und den Versuch

wiederholen

Tabelle 2

ID-Kurve fuumlr den Dreiecksreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] 05 Dauer Intensitaumlt [microC]

500

200

100

50

20

10

5

2

1

Akkommodations-Quotient α

prop = 119868119863119903119890119894119890119888119896500 119898119904

119877ℎ119890119900119887119886119904119890= hellip

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

4

Aufgabe 11 Anschlieszligen des Probanden

Einschalten des Reizstromgeraumlts

Das Geraumlt hat einen Hauptschalter an der Ruumlckseite und einen Netzschalter an der linken Seite die beide

eingeschaltet werden muumlssen Das Einschalten des Geraumlts erfolgt vor dem Anlegen der Elektroden

Durch Drehen des gelben Rads werden die einzelnen Felder ausgewaumlhlt Druumlcken des schwarzen Knopfes

in der Radmitte aktiviert dann die Auswahl

Anlegen der Elektroden

Es werden zwei Elektroden benutzt

differente Elektrode = aktive Elektrode (Kathode)

indifferente Elektrode = passive Elektrode (Anode)

Die kleinere runde Elektrode (Kathode) wird mit dem nassen runden Schwammtuch umhuumlllt und am

Handgelenk uumlber dem N medianus befestigt Die groszlige Schwammelektrode (Anode) wird am gleichen

Oberarm befestigt (keinesfalls am anderen Oberarm damit der Stromkreis nicht uumlber das Herz

geschlossen wird) Der Hautkontakt wird uumlber die Schwammschicht hergestellt die vorher mit

Leitungswasser befeuchtet wird (Elektrolytleiter) Die Elektrodenstecker werden in die

Elektrodenbuchsen des Patientenkabels mit folgender Polung gesteckt

groszlige indifferente Elektrode vom Oberarm kommend (Anode +) an Pin1 (roter Kreis mit

rotem Punkt)

kleine differente Elektrode vom Handgelenk kommend (Kathode ndash) an Pin2 (blauer Kreis mit

rotem Punkt)

Aufgabe 12 Rechteckreiz

1 Programm TR auswaumlhlen (drehen und druumlcken)

2 Sitzungsdauer auf 30 min einstellen

3 Kontrolle ob Impulsform auf Rechteck (r1) steht

4 Impulsdauer Ti auf 100 ms einstellen (druumlcken drehen druumlcken)

5 Pausendauer Ri zwischen den Impulsen auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

6 Jetzt kann uumlber Intens I die Reizamplitude eingestellt werden Achtung Eine Vergroumlszligerung der

Reizamplitude am Regler Intens1 loumlst sofort einen Reiz aus daher die Amplitude nur in kleinen

Schritten erhoumlhen Mit dem Handtaster koumlnnen weitere Einzelreize mit der zuletzt eingestellten

Amplitude zur Kontrolle ausgeloumlst werden Je nach individueller Empfindlichkeit muumlsste der

Daumen bei einer Stromstaumlrke von etwa 3hellip5 mA deutlich () zucken Eventuell muss die

Elektrode am Handgelenk neu justiert werden (vorher den Reizstrom unbedingt wieder auf

Null stellen )

7 Impulsdauer Ti auf 1000 ms stellen und langsam den Reizstrom mittels Intens I erhoumlhen bis der

Daumen zuckt

8 Reizstrom wieder auf Null stellen und mit den anderen Impulsdauern (s Tabelle 1) den Versuch

wiederholen

5

Abbildung 2 Das Reizgeraumlt ist hier auf Rechteckreiz mit der Impulsbreite von 100 ms

eingestellt

Tabelle 1

Approximation nach HoorwegWeiss Approximation nach Exponentialgleichung2

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905) 119868 =

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1minus119890minus

119905120591

ID-Kurve fuumlr den Rechteckreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] I nach

HoorwegWeiss

I nach

Exponentialgl

Dauer Intensitaumlt

[microC]

1000

500

200

100

50

20

10

5

2

1

05

02

01

Chronaxie hellip Rheobase hellip

2 Die Membranzeitkonstante kann wie folgt abgeschaumltzt werden 14 Chronaxie

6

Aufgabe 13 Dreieckreiz

Damit ein Vergleich der beiden Kurven moumlglich ist darf die Lage der Elektroden nicht veraumlndert werden

1 Impulsdauer Ti auf 500 ms stellen

2 Impulsform auf Dreieck (d2) stellen

3 Pausendauer Ri auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

4 Reizamplitude langsam mit Intens I (es kommt sofort ein Reiz) erhoumlhen bis der Daumen sich

kruumlmmt Die Schwellenintensitaumlt nimmt hier houmlhere Werte (15- bis 3-fache der Rheobase) an

(Akkommodation) Reizamplitude wieder auf Null drehen

5 Analog die anderen Impulsdauern Ti von 200 bis 1 ms (s Tabelle 2) einstellen und den Versuch

wiederholen

Tabelle 2

ID-Kurve fuumlr den Dreiecksreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] 05 Dauer Intensitaumlt [microC]

500

200

100

50

20

10

5

2

1

Akkommodations-Quotient α

prop = 119868119863119903119890119894119890119888119896500 119898119904

119877ℎ119890119900119887119886119904119890= hellip

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

5

Abbildung 2 Das Reizgeraumlt ist hier auf Rechteckreiz mit der Impulsbreite von 100 ms

eingestellt

Tabelle 1

Approximation nach HoorwegWeiss Approximation nach Exponentialgleichung2

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905) 119868 =

119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1minus119890minus

119905120591

ID-Kurve fuumlr den Rechteckreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] I nach

HoorwegWeiss

I nach

Exponentialgl

Dauer Intensitaumlt

[microC]

1000

500

200

100

50

20

10

5

2

1

05

02

01

Chronaxie hellip Rheobase hellip

2 Die Membranzeitkonstante kann wie folgt abgeschaumltzt werden 14 Chronaxie

6

Aufgabe 13 Dreieckreiz

Damit ein Vergleich der beiden Kurven moumlglich ist darf die Lage der Elektroden nicht veraumlndert werden

1 Impulsdauer Ti auf 500 ms stellen

2 Impulsform auf Dreieck (d2) stellen

3 Pausendauer Ri auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

4 Reizamplitude langsam mit Intens I (es kommt sofort ein Reiz) erhoumlhen bis der Daumen sich

kruumlmmt Die Schwellenintensitaumlt nimmt hier houmlhere Werte (15- bis 3-fache der Rheobase) an

(Akkommodation) Reizamplitude wieder auf Null drehen

5 Analog die anderen Impulsdauern Ti von 200 bis 1 ms (s Tabelle 2) einstellen und den Versuch

wiederholen

Tabelle 2

ID-Kurve fuumlr den Dreiecksreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] 05 Dauer Intensitaumlt [microC]

500

200

100

50

20

10

5

2

1

Akkommodations-Quotient α

prop = 119868119863119903119890119894119890119888119896500 119898119904

119877ℎ119890119900119887119886119904119890= hellip

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

6

Aufgabe 13 Dreieckreiz

Damit ein Vergleich der beiden Kurven moumlglich ist darf die Lage der Elektroden nicht veraumlndert werden

1 Impulsdauer Ti auf 500 ms stellen

2 Impulsform auf Dreieck (d2) stellen

3 Pausendauer Ri auf Handtaster (Einzelreiz per Taster) einstellen

4 Reizamplitude langsam mit Intens I (es kommt sofort ein Reiz) erhoumlhen bis der Daumen sich

kruumlmmt Die Schwellenintensitaumlt nimmt hier houmlhere Werte (15- bis 3-fache der Rheobase) an

(Akkommodation) Reizamplitude wieder auf Null drehen

5 Analog die anderen Impulsdauern Ti von 200 bis 1 ms (s Tabelle 2) einstellen und den Versuch

wiederholen

Tabelle 2

ID-Kurve fuumlr den Dreiecksreiz

Dauer t [ms] Intensitaumlt I [mA] 05 Dauer Intensitaumlt [microC]

500

200

100

50

20

10

5

2

1

Akkommodations-Quotient α

prop = 119868119863119903119890119894119890119888119896500 119898119904

119877ℎ119890119900119887119886119904119890= hellip

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

7

Abbildung 3 Grafische Darstellung der Daten aus Tabelle 1 und 2

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

8

Station 2 Bestimmung einer Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und einer Muskelleitgeschwindigkeit (MLG)

Zur Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit eines motorischen Nerven wird der entsprechende Nerv an

zwei Stellen durch einen kurzen (ca 05 ms) supramaximalen Stromimpuls bipolar gereizt (Reizort) und

die Reizantwort des innervierten Muskels in Form eines Elektromyogramms (EMG) als sog bi- oder

diphasisches Muskelsummenaktionspotential registriert (Ableitort) Das Muskelsummenaktionspotential

entsteht durch die Uumlberlagerung aller Aktionspotentiale (Summenpotential) der aktiven Muskelfasern

Im Praktikum sollen Sie die NLG des N medianus und die MLG des innervierten Muskels M

abductor pollicis brevis von einem Probanden bestimmen

Die Bedienung der elektrodiagnostischen Geraumlte inklusive der zugehoumlrigen Software zur

Ermittlung der NLG und MLG erfolgen durch Saalassistenten

Die Nervenstimulation des N medianus erfolgt zunaumlchst am Handgelenk (Reizort 1) und dann am

Oberarm (Reizort 2) Hierzu wird ein Stimulator in welchem sich Kathode und Anode in einem geringen

fest installierten Abstand zueinander befinden direkt auf die Haut uumlber dem N medianus aufgesetzt Das

Aufsetzen des Stimulators auf die Haut ist stets so ausgerichtet dass die Kathode den Ableitelektroden

(EMG-Elektroden) zugewandt ist Die myographische Ableitung des innervierten Muskels M abductor

pollicis brevis erfolgt mittels Oberflaumlchenelektroden Dazu werden zwei Ableitelektroden (EMG-

Elektroden) auf dem Daumenballen befestigt eine uumlber einer Endplattenzone und die andere uumlber einem

elektrisch bdquoruhigenldquo Bereich des M abductor pollicis brevis Das Auftragen von Elektrodengel zwischen

Haut und Ableitelektroden verbessert den elektrischen Kontakt und Stoumlrsignale werden so reduziert Die

an der schwarzen Eingangsbuchse (-) angeschlossene EMG-Elektrode (aktive Elektrode) erzeugt auf der

Bildschirmanzeige eine Ablenkung nach oben Die an der roten Eingangsbuchse (+) angeschlossene

EMG-Elektrode (inaktive ElektrodeReferenzelektrode) erzeugt auf der Bildschirmanzeige eine

Ablenkung nach unten Um zu vermeiden dass sich der Reizimpuls uumlber die Haut zum Ableitort hin

ausbreitet wird ein elektrisch leitfaumlhiges geerdetes Band um das Hangelenk gelegt und zwar so dass

sich dieses stets zwischen Reizort und Ableitort befindet Zur Registrierung eines EMG-Signals wird die

Reizamplitude schrittweise erhoumlht bis ein Signal erscheint und auch nach Erhoumlhung der Reizamplitude

nicht mehr groumlszliger wird

Protokoll

Station 1 ID-Kurve

1 Tragen Sie die gemessenen Werte (t I) fuumlr den Rechteckreiz sowie fuumlr den Dreieckreiz in die

Tabellen 1 und 2 und in die Abb 3 ein

Bestimmen sie grafisch die Rheobase und Chronaxie und tragen sie die Werte in Tabelle 1 und 2 ein

Was stellt die ID-Kurve dar

Berechnen Sie zusaumltzlich die Groumlszlige der elektrischen Ladung welche sie mit dem jeweiligen Reizstrom

appliziert haben und vermerken Sie diese in den Tabellen 1 und 2

Berechnen Sie den Akkomodationsquotionten α fuumlr die bdquoDreiecksreizungldquo und notieren Sie ihn unter

Tabelle 2

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

9

2 Definieren Sie die folgenden Begriffe

Rheobase

Chronaxie

3 Aus theoretischen Uumlberlegungen laumlsst sich eine Abschaumltzung fuumlr die Membranzeitkonstante

τ aus der Chronaxie finden Sie betraumlgt 14 Chronaxie Bitte beachten Sie dass dieser

Zusammenhang nicht die Definition der Membranzeitkonstante ist (s oben)

4 Berechnen Sie dann unter Zugrundelegung einer typischen Membrankapazitaumlt CM = 1 pF den Wert

fuumlr den Membranwiderstand RM

RM =

Welche zellulaumlre(n) Struktur(en) sind (ist) fuumlr den hohen Membranwiderstand ausschlaggebend

5 Wie ist der abweichende Verlauf der ID-Kurve fuumlr Dreieckreize von der Kurve fuumlr Rechteckreize zu

erklaumlren a) fuumlr kurze Reizdauern b) fuumlr lange Reizdauern

a)

b)

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

10

6 Der Zusammenhang zwischen Reizstromstaumlrke und Impulsbreite fuumlr Rechteckreize laumlsst sich durch

eine Hyperbel der Formel

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890 ∙ (1 +119862ℎ119903119900119899119886119909119894119890

119905)

approximieren (Hoorweg (1892) Weiss (1901)) Eine andere Naumlherung kann durch eine

Exponentialgleichung (Aufladung einer Kapazitaumlt durch einen konstanten Strom) beschrieben werden

119868 = 119877ℎ119890119900119887119886119904119890

1 minus 119890minus119905120591

Berechnen Sie die I - Werte beider Approximationen und tragen Sie sie diese in die Tabelle 1 und in die

Abb 3 ein

7 Skizzieren Sie wie die ID-Kurve fuumlr Rechteckreize bei houmlherer bzw geringerer Erregbarkeit des

Gewebes verschoben waumlre

8 Begruumlnden Sie die Postionierung der differenten Elektrode (Kathode) am Handgelenk und der

indifferenten Elektrode (Anode) am Oberarm Welche Prozesse spielen sich unter der Kathode bzw

der Anode an den Nervenfasern ab

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

11

Station 2 NLG und MLG

1 Tragen Sie die Reizorte die Lage der EMG-Elektroden und die gemessenem Distanzen in Abb 4 ein

Abbildung 4 Lage der EMG-Elektroden und Positionen der Reizelektrode und gemessene

Distanzen

2 Skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf des gemessenen EMG Signals und diskutieren Sie wie es zum

biphasischen Muskelsummenaktionspotential kommt

3 Bei Veraumlnderung der Reizintensitaumlt werden Sie vermutlich geaumlnderte EMG-Amplituden messen

Welche Ursache vermuten Sie fuumlr diese Variabilitaumlt

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren

12

4 Berechnen Sie die NLG des Probanden (in ms)

)differenzLatenzzeit(

Reizorte)beiden der Distanz(

t

sNLG

Was ist der Normbereich der NLG fuumlr den N medianus Liegt ihr berechneter Wert der NLG in

diesem Bereich

5 Berechnen Sie unter Zugrundelegung einer AP-Dauer von 1 ms (t) fuumlr die ermittelte NLG (v) die

raumlumliche Ausdehnung des Aktionspotentials (s) und ermitteln Sie wieviele Internodien dieses AP

umfasst (gegebener Internodienabstand 2 mm)

6 Berechnen Sie die Muskelleitgeschwindigkeit in ms Beachten Sie dass dies nur eine Approximation

der MLG darstellt

Messung)einer Gipfel-EMGder enzZeitdiffer(

)Elektroden-EMGbeiden der Distanz(

Mt

MsMLG

Vergleichen Sie die MLG mit der NLG Wie sind die Unterschiede zu erklaumlren