EKG Physik

[jktz90]

Ladungen gehen nicht einfach flöten, die sind immer da. Aber erst durch die Ladungsverschiebung (durch zufuhr von Energie), entsteht ein elektrisches Feld.
Ansonsten musst mal einen Physiker fragen (wenn die sowas "banales" überhaupt wissen).
In der Medizin/Physiologie reicht es zu wissen, dass das EKG extrazelluläre Summenpotentiale misst.

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Bewegte Ladungen erzeugen Magnetfelder, elektrische Felder sind unabhängig von der Bewegung vorhanden. Ein Feld braucht ja an sich keine Energie, das kann man sich beim Gravitationsfeld noch ein bisschen besser vorstellen.
Ich weiß, in der Klinik braucht das kein Mensch und es ist in der Medizin auch nicht relevant, aber irgendwie will ich das gerne trotzdem verstehen.

[Schubbe]

Ja, so wird das oft gesagt, aber im Grunde detektiert man ja das elektrische Feld, und das entsteht doch eigentlich unabhängig von Ladungsverschiebungen, sondern einfach durch das Vorhandensein von Ladungen.

Ich glaube, hier liegt mein Hauptverständnisproblem.

Man kann keine elektrischen Felder direkt messen, höchstens die Spannungen zwischen zwei Punkten, welche ein Maß für das Ausgleichsbestreben zweier unterschiedlicher Ladungen ist. Aus diesen Punkten, wo man die Spannungen gemessen hat, rekonstruiert man anschließend das elektrische Feld (E = dU/dx). Die mathematische Beschreibung nimmt an, dass du das Feld kennst und leitet daraus alles her, experimentell hingegen läuft es genau andersherum.


Bewegte Ladungen erzeugen Magnetfelder, elektrische Felder sind unabhängig von der Bewegung vorhanden. Ein Feld braucht ja an sich keine Energie, das kann man sich beim Gravitationsfeld noch ein bisschen besser vorstellen.
Ich weiß, in der Klinik braucht das kein Mensch und es ist in der Medizin auch nicht relevant, aber irgendwie will ich das gerne trotzdem verstehen.

Elektrische Felder sind von der Bewegung des Teilchens abhängig. Ein Elektron mit einer kinetischen Energie von 1 MeV hat kein radialsymmetrisches elektrisches Feld, sondern ein parallel zur Bewegungsrichtung gestauchtes Feld. Magnetfelder sind eigentlich auch elektrische Felder, nur eben abhängig vom Beobachter.

In einem Gravitationsfeld an sich ist intrinsisch Energie enthalten (Gravitationswellen sind letztendlich "Ausläufer" des Gravitationsfeldes, das ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit im Raum propagiert. Die Energie, die in diesen Wellen gespeichert ist, ist ENORM).

[1244]

Aber wenn das erst bei Geschwindigkeiten von 600e6 m/s relevant wird kann das doch eigentlich keinen merklichen Einfluss auf das EKG haben?

[Schubbe]

Nein, hat es nicht. Die EKG Physik ist relativ banal und rein klassisch zu betrachten. Du schaust dir halt im Endeffekt nur an, was mit den Membranpotentialen relativ zueinander passiert.

Solche Stauchungseffekte werden aber z.B. relevant, wenn du die Strahlengänge von Elektronen in LINACs berechnen möchtest. Nicht, dass ein Mediziner das jemals brauchen würde (oder Physik überhaupt), aber jetzt hast du davon zumindest schon mal gehört :D

[1244]

Und deswegen kann man sowas keine Physiker fragen, die fangen dann immer direkt an mit ihren eigenen Spielzeugen anzugeben:rolleyes:

Aber wenn das EKG so banal ist: wieso hat man denn bei erregten Kammern und nicht erregtem Vorhof (PQ) die gleiche Potentialdifferenz wie umgekehrt (ST)? Selbst wenn Kammern und Vorhöfe ähnlich groß wären müsste sich ja das Vorzeichen der Potentialdifferenz ändern.

[Schubbe]

Ich sagte, dass die Physik hinter dem EKG relativ banal ist. Die Interpretation des EKGs halte ich hingegen für ziemlich komplex.

Aber mal nach meinem Verständnis:

PQ-Strecke: Vorhöfe sind vollständig erregt, die Erregung breitet sich über den AV-Knoten in die Kammern aus. Es ändert es sich hier formal nichts an den Polarisationszuständen des Arbeitsmyokards -> isoelektrische Linie, da keine Potentialdifferenz messbar.

ST-Strecke: Die Ventrikel sind vollständig erregt, hier findest du also auch keine Potentialdifferenz, da die Vorhöfe bereits im QRS-Komplex repolarisiert sind. Wenn sich nichts verändert, misst du auch keine Differenz. Durch die Repolarisation des Myokards wird jetzt erst wieder eine Potentialdifferenz messbar (T-Welle).

Die Vorzeichen der einzelnen Ausschläge bekommst du über die Richtung der Erregungsausbreitung/Rückbildung.

[1244]

Aber bei einem normalen Dipol braucht es doch auch keine Änderung der Ladung, und trotzdem hat man in entgegengesetzter Richtung bei gleichem Abstand der Elektroden unterschiedliche Potentiale?