Messung, Modellierung und Simulation des biomechanischen Verhaltens glatter Muskelzellverbände:
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Düsseldorf
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2000
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Inhaltsverzeichnis
I Einleitung 1
1 Zielsetzung der Arbeit 1
1.1 Aufgabenstellung 1
1.2 Positionierung 1
2 Grundlagen der Muskelphysiologie 3
2.1 Allgemeine Eigenschaften der Muskulatur 3
2.1.1 Multi unit und Single unit Typen 4
2.2 Anatomische Besonderheiten der glatten Muskulatur 4
2.3 Steuerung der Kraftentwicklung 4
2.4 Mechanische Aspekte der Muskelkontraktion 0
2.4.1 Das Mechanogramm 6
2.4.2 Das Kennfeld 7
3 Konventionen 8
3.1 Bemerkungen zu den Maßeinheiten 8
3.2 Benennung der Größen 8
II Experimenteller Teil 9
4 Experimenteller Aufbau 9
4.1 Stimulationseinheit 9
4.2 Organbadanlage 9
4.2.1 Organbad 9
4.2.2 Elektroden 10
4.2.3 Die Gewebeprobe 12
4.3 Kraftaufnehmer 12
4.4 Messverstärker 12
4.5 A/D Wandler 12
4.6 Gesamtaufbau der isometrischen Messanordnung 13
4.7 Schrittmotor und Regelung 13
4.8 Gesamtaufbau der isotonischen Messanordnung 14
V
INHALTSVERZEICHNIS 5 Messvorbereitungen I5
5.1 Beschaffung des Gewebes 15
5.2 Präparation I5
5.3 Vorbereiten von Probe und Messanordnung 16
5.4 Testen der Proben 17
5.5 Bezeichnung der Proben 18
6 Messungen und gewonnene Daten 18
6.1 Die verschiedenen Messungen im Ãœberblick 18
6.2 Bestimmung des Reizfensters 19
6.3 Isometrische Messung des passiven Verhaltens 20
6.3.1 Messdaten 20
6.3.2 Auswertung der Daten 20
6.3.3 Ergebnisse 22
6.4 Isometrische Messung des aktiven Verhaltens 22
6.4.1 Messdaten 22
6.4.2 Auswertung der Daten 23
6.4.3 Ergebnisse 23
6.5 Isotone Messung des passiven Verhaltens 23
6.6 Isotone Messung des aktiven Verhaltens 23
6.6.1 Die Messdaten 23
6.6.2 Die Kraft Längen Diagramme 26
6.6.3 Das Kraft Geschwindigkeits Diagramm 26
6.6.4 Energiebetrachtungen 26
6.6.5 Ergebnisse 29
III Theoretischer Teil 30
7 Einführung normierter Größen 30
7.1 Die Normierung der Probenlänge und der Kraft 30
7.1.1 Ergebnisse 30
7.2 Normierung der Zeit durch Bestimmung von Zeitkonstanten 30
7.2.1 Bestimmung der Zeitkonstanten durch lineare Regression 32
7.2.2 Die nichtlineare Regression .34
7.2.3 Ergebnisse 37
VI
INHALTSVERZEICHNIS
8 Bestimmung der Impulsantworten 37
8.1 Zusammenhang von Frequenzbereich und Zeitbereich 37
8.2 Bestimmung im aktiven Fall durch Fouriertransformation 38
8.2.1 Messdaten 38
8.2.2 Bestimmung der Ãœbertragungsfunktion 39
8.2.3 Bestimmung der Impulsantwort 40
8.3 Bestimmung im aktiven Fall durch das Faltungsintegral 40
8.3.1 Messdaten 40
8.3.2 Berechnung der Impulsantwort 41
8.4 Bestimmung im passiven Fall durch das Faltungsintegral 43
8.4.1 Messdaten 43
8.4.2 Berechnung der Impulsantwort 43
9 Systemidentifikation 45
9.1 Identifikation des aktiven Verhaltens 45
9.1.1 Das PTj System 45
9.1.2 Vergleich der Impulsantworten 46
9.2 Identifikation des passiven Verhaltens 46
9.2.1 Das PDTi Systems 46
9.2.2 Vergleich der Impulsantworten 48
10 Parameteridentifikation 48
10.1 Die allgemeine Fehler Quadrat Methode 48
10.2 Die Parameteridentifikation des aktiven Verhaltens 48
10.2.1 Die Eingangs und Ausgangssignale 48
10.2.2 Modellansatz 49
10.3 Die Parameteridentifikation des passiven Verhaltens 52
10.4 Ergebnisse 52
11 Folgerungen 55
11.1 Das gemischte Modell 55
11.2 Parameterbestimmung 55
11.3 Das Strukturmodell 57
11.4 Ergebnisse 58
IV Schlussteil 61
12 Zusammenfassung 61
13 Ausblick 61
VII
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Paper/Kapitel scannen lassen
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