Modulbeschreibung - htwsaar.de · Aufbauend auf das Modul "Anatomie und Physiologie" werden sowohl Abläufe, die zu Funktionstörungen und Krankheiten führen können, als auch Anpassungs-,

Titel des Moduls:Anatomie und Physiologie

Code:BMT102

Pflicht/Wahl:Pflicht

ECTS-Credits:6

Arbeitsaufwand:90 h / 90 h

Lehrform und Methoden:Vorlesung

Semesterwochenstunden:6

Modulbeschreibung

Studiengang:Biomedizinische Technik (B.Sc.)

Semester:1

Arbeitssprache:deutsch

Inhalte:A. AllgemeinesA.1 Terminolog. Grundbegriffe (Richtungen, Ebenen, Bezeichnungen)A.2. Strukturen und Funktionen des Körpers im ÜberblickA.3 Wichtige funktionelle Systeme

B. Die Zelle - ZytologieB.1 ZellbestandteileB.2 StoffwechselprozesseB.3 Enzyme

C. Gewebe - HistologieC.1 EpithelienC.2 BindegewebeC.3 Muskelgewebe

Lernziele/Kompetenzen:Es wird den Studierenden zunächst ein Überblick über die wichtigsten funktionellen und strukturellen Systeme des menschlichen Organismus vermittelt. Hierbei lernen sie auch die fachspezifischen Termini, deren sprachliche Bildung und Bedeutung kennen. Dieses Wissen soll sie in die Lage versetzen, später selbständig z.B. medizinische Lehrbücher und weiterführende Literatur benutzen zu können und vorallem mit den Angehörigen medizinischer Berufe in ihrem späteren Einsatzbereich kommunizieren zu können.Ausgehend von den Eigenschaften auf zellulärer und geweblicher Ebene wird das Verständnis für die physiologischen Abläufe in den großen Körpersysteme und deren Zusammenwirken erworben. Besonderes Gewicht liegt hierbei auf den Funktionen des Nervensystems und der Sinnesorgane wie Auge und Ohr. Hinweise auf klinische Bedeutungen und Anwendungen sowie Verknüpfungen zu Inhalten der noch folgenden Studienabschnitte werden bereits jetzt angesprochen.

Leistungsnachweise:Klausur

Fachverantwortung:Dr. med. G. Herth

Lehrende:Dr. med. G. Herth

benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:BMT202, BMT405, BMT604

Modulhandbuch Master BMT: Seite 1 von 83

C.4 Nervengewebe

D. Physiologie erregbarer ZellenD.1 SynapsenD.2 RezeptorenD.3 TransmittersubstanzenD.4 Membranpotential, Na-K-PumpeD.5 ElektrotonusD.6 AktionspotentialeD.7 Neuromuskuläre Synapse

E. NervensystemE.1 Allgemeiner AufbauE.2 GehirnE.3 RückenmarkE.4 HirnhäuteE.5 BlutversorgungE.6 Motorische Systeme, ReflexeE.7 Hirnnerven und Sinnesorgane

F. Herz-Kreislaufsystem, BlutF.1 Aufbau und StrukturF.2 Anatomie und Physiologie des HerzensF.3 Sauerstofftransport

G. AtmungsorganeG.1 StrukturenG.2 Atemmechanik und Lungenvolumina

H. Niere und Säure-Basen-Haushalt, chem. Puffersystem

Medienformen:Skript, Folien, ausgewählte Bilder als elektronisches und Printmedium.Anatomische Modelle zur Vorführung und Selbststudium.In Zusammenarbeit mit dem Anatomischen Institut des Uniklinikums Homburg werden, falls organisatorisch möglich, praktische Demonstrationen auf freiwilliger Basis angeboten.Zur Vertiefung stehen in der Bibliothek multimediale Lernprogramme zur Verfügung.

Literatur:Schwegler J.S.: "Der Mensch - Anatomie und Physiologie", Georg Thieme Verlag, 3. Auflage 2002, ISBN 3-13-100153-4Speckmann / Wittkowski: "Bau und Funktionen des menschlichen Körpers", Verlag Urban und Fischer, 19. Auflage 1998, ISBN 3-437-26190-8Huch R., Bauer, Chr..: "Mensch, Körper, Krankheit", 4. Auflage 2003, Verlag Urban und Fischer, ISBN 3-437-26790-6


Titel des Moduls:Chemie

Code:BMT103a


ECTS-Credits:2


Lehrform und Methoden:Experimentalvorlesung


Modulbeschreibung


Semester:0


Inhalte:Stoffe und Stoffgemische, Trennverfahren, physikalische und chemische Vorgänge, AtombauChemische Bindungen (Ionenbindung, Metallbindung, kovalente Bindung, Komplexbindung), physikalische Bindungen (London-Kräfte, Dipol-Dipol und Dipol-Ion-Bindungen, Wasserstoffbrückenbindung).Elementare Reaktionsmechanismen (Ionenreaktion, Säure-Basen-Reaktion, Redoxreaktion, Radikalreaktion, Nucleophil-Elektrophil-Reaktion).Wichtige anorganische und organische Stoffe, Nomenklatur.Gefahren im Umgang mit Stoffen, Brand- und Explosionsschutz, toxische Stoffe

Medienformen:Overhead-Folien / Beamer, Vorlesungsversuche

Literatur:H.-D. Gutbrod, K. Kontermann, A. Pfänder: Chemie - Theorie und technische Anwendungen. Hamburg: Handwerk und Technik. Michael Wächter: Stoffe, Teilchen, Reaktionen. Hamburg: Handwerk und Technik.W. Amann et al.: Elemente Chemie Bd. 1 u. 2. Stuttgart: Klett.

Lernziele/Kompetenzen:Grundlagen der Chemie werden behandelt. Neben dem Verständnis für elementare chemische Vorgänge und Stoffeigenschaften werden Verhaltensweisen im Umgang mit Gefahrstoffen vermittelt.


Fachverantwortung:Prof. Dr. Rainer Eisenmann

Lehrende:Prof. Dr. Rainer Eisenmann

benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:



Titel des Moduls:Technische Chemie

Code:BMT103b


ECTS-Credits:2


Lehrform und Methoden:Experimentalvorlesung


Modulbeschreibung


Semester:0


Inhalte:Chemische Energetik (Reaktionsenergie und Aktivierungsenergie), Reaktionskinetik, Gleichgewichtsreaktionen und Massenwirkungsgesetz, pH-Wert, PufferElektrochemie: Faradaysche Gesetze, Nernstsche GleichungAnwendungen d. Elektrochemie: galvan. Elemente, Galvanotechnik, elektrochemische SensorenMaterialien: Leiterwerkstoffe, Halbleiter, Keramik, Kunststoffe.Gefahren im Umgang mit Stoffen, Brand- und Explosionsschutz, toxische Stoffe, Dosis-Wirkungsbeziehung, akute und chronische Gifte, sensibilisierende, fortpflanzungsgefährdende und krebserzeugende Wirkungen.Chemikaliengesetz und Gefahrstoff-Verordnung/Richtlinien.

Medienformen:Overhead-Folien / Beamer, Vorlesungsversuche

Literatur:H.-D. Gutbrod, K. Kontermann, A. Pfänder: Chemie - Theorie und technische Anwendungen. Hamburg: Handwerk und Technik. Michael Wächter: Stoffe, Teilchen, Reaktionen. Hamburg: Handwerk und Technik.W. Amann et al.: Elemente Chemie 2. Stuttgart:Klett.

Lernziele/Kompetenzen:Fachrelevante Anwendungen der Chemie werden behandelt. Neben dem Verständnis für physikalische-chemische Vorgänge und Stoffeigenschaften werden Verhaltensweisen im Umgang mit Gefahrstoffen und einschlägige gesetzliche Vorschriften vertieft.







Titel des Moduls:Allgemeine Krankheitslehre

Code:BMT202


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:2


Inhalte:I. AllgemeinesI.1 Definitionen (Krankheit, Gesundheit, Organismus und Umwelt)I.2 Beschreibung krankhafter Vorgänge (Symptome, Ätiologie, Pathogenese, Dispositionen)I.3 Medizinstatistische Begriffe und MethodenI.4 Tod, Todeszeichen, TodesfeststellungI.5 Pathologie als Tätigkeitsfeld

J. Veränderungen auf zellulärer EbeneJ.1 AnpassungsreaktionenJ.2 Zellveränderungen

K. Gewebeschäden und NoxenK.1 Chemische Noxen (Toxine)K.2 Physikalische Noxen

Lernziele/Kompetenzen:Aufbauend auf das Modul "Anatomie und Physiologie" werden sowohl Abläufe, die zu Funktionstörungen und Krankheiten führen können, als auch Anpassungs-, Kompensations- und Abwehrmechanismen des Körpers vermittelt. Diese werden anhand einiger ausgewählter Krankheitsbilder verdeutlicht. Es wird auch versucht, Einblicke in Prinzipien ärztlichen Handelns weiterzugeben.Die Teilnehmer sollen nach erfolgreichem Abschluss der Veranstaltung sich in die Lage versetzt sehen, in Ihrem späteren beruflichen Umfeld auftauchende medizinische Begriffe und Fragestellungen thematisch sinnvoll und richtig einordnen und analysieren zu können, Verbindungen zu Anwendungen aus technischen Fachgebieten in der Medizin knüpfen zu können und grundlegende Kenntnisse für die Teilnahme an weiteren speziellen Lehrveran¬staltungen des Studienganges zu besitzen.




benötigte Vorkenntnisse:BMT102

Voraussetzung für:BMT301, BMT405


L. ReperaturmechanismenL.1 Blutgerinnung, Thromben und FibrinolyseL.2 Regeneration und Wundheilung

M. AbwehrmechanismenM.1 Unspezifische Reaktionen (Resistenzmechanismen, Entzündungen)M.2 Spezifische Mechanismen (Strukturen des Immunsystems, Ablauf einer Immunreaktion, Überempfindlichkeits- und Autoimmunreaktionen)

N. Tumorpathologie(Entstehung, Klassifizierung, Therapie, häufige Tumoren)

O. Spezielle Pathologie in ausgewählten BeispielenO.1 Hormonelle Regelkreise und Calciumhomöostase am Beispiel OsteoporoseO.2 Biomechanische Pathogenese am Beispiel ArthroseO.3 Autoimmunerkrankung und Entzündung am Beispiel rheumatoide ArthritisO.4 Grenzen von Kompensationsmechanismen am Beispiel Herzinsuffizienz und -infarktO.5 Grund- und Folgeerkrankungen am Beispiel Diabetes mellitus

Medienformen:Skript, Folien, ausgewählte Bilder als elektronisches und Printmedium.Anatomische Modelle zur Vorführung und Selbststudium.In Zusammenarbeit mit dem Anatomischen Institut des Uniklinikums Homburg werden, falls organisatorisch möglich, praktische Demonstrationen auf freiwilliger Basis angeboten.Zur Vertiefung stehen in der Bibliothek multimediale Lernprogramme zur Verfügung.

Literatur:Schwegler J.S.: "Der Mensch - Anatomie und Physiologie", Georg Thieme Verlag, 3. Auflage 2002, ISBN 3-13-100153-4Speckmann / Wittkowski: "Bau und Funktionen des menschlichen Körpers", Verlag Urban und Fischer, 19. Auflage 1998, ISBN 3-437-26190-8Huch R., Bauer, Chr..: "Mensch, Körper, Krankheit", 4. Auflage 2003, Verlag Urban und Fischer, ISBN 3-437-26790-6


Titel des Moduls:Biochemie

Code:BMT752


ECTS-Credits:3


Lehrform und Methoden:Vorlesung und Praktikum

Semesterwochenstunden:Vorlesung: 2 Praktikum: 1

Modulbeschreibung

Studiengang:Biomedizinische Technik (M.Sc.)

Semester:7


Inhalte:Was ist Leben? Funktionen und StrukturenReaktionen in wässrigem MediumDie ZelleStoffgruppen: Fette und Lipide Kohlenhydrate Aminosäuren, Peptide, Proteine Nucleinsäuren Mineralstoffe, Vitamine, HormoneEnzyme und enzymatische ReaktionenStoffwechsel: Energie, Anabolismus, Katabolismus, XenometabolismusMolekulare GenetikToxikologie

Im Praktikum werden typische Vertreter der Biomoleküle und deren Reaktionen vorgestellt.

Lernziele/Kompetenzen:Erarbeitung elementarer Kenntnisse über die wichtigsten biochemischen Vorgänge.Die Studierenden lernen die biologisch/biochemisch relevanten Stoffklassen sowie deren Funktionen kennen. Sie verstehen die Zusammenhänge zwischen Lebensvorgängen und chemischen Reaktionen.

Harmonisierungssemester

Leistungsnachweise:Testat (Labor), Klausur





Medienformen:Overhead-Folien / Beamer

Literatur:Hubert Rehm & Friederike Hammar: Biochemie light. Frankfurt a.M.: Harri Deutsch 2005. Bernd Löwe: Biochemie. Bamberg: C.C. Buchner 1989.Nelson, David L. Cox, Michael M. Lehninger, Albert L.: Lehninger Biochemie. Heidelberg: Springer 2005 Berg, Jeremy M. Tymoczko, John L. Stryer, Lubert Biochemie. Heidelberg:Spektrum 2003 Follmann, Hartmut: Biochemie - Grundlagen und Experimente. Stuttgart: Teubner 2001


Titel des Moduls:Mathematik

Code:BMT761


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:1. Vektorrechnung

2. Lineare Gleichungssysteme

3. Grundlagen der Analysis

4. Differentialrechnung

5. Integralrechnung

6. Unendliche Reihen

7. Differentialgleichungen (DGl)

8. Fourier- und Laplace-Transformation

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung verfügen die Studierenden über die nötigen mathematischen Denkstrukturen, ein fundiertes Wissen und entsprechende handwerkliche Fertigkeiten zur Untersuchung technisch-wissenschaftlicher Fragestellungen. Sie sind in der Lage, das grundsätzliche Zeitverhalten von elementaren und komplexen Systemen zu untersuchen und zu berechnen und damit kleinere Systeme analytisch untersuchen.

Mit dem Wissen und Verständnis von höherdimensionalen Räumen verfügen sie über ein erstes Grundlagenwissen für die Vektoranalysis und über ein erstes Verständnis von funktionalen Zusammenhängen von physikalischen Größen von mehreren Variablen oder Parametern. Dieses und das Verständnis des Eigenwertproblems erlaubt den Studierenden ein tiefergehendes Verständnis komplexer biomedizintechnischer Systeme.



Fachverantwortung:Prof. Dr. Wolfgang Langguth

Lehrende:Prof. Dr. Wolfgang Langguth



9. Funktionen mit mehreren unabhängigen Variablen

10. Eigenwerttheorie

Medienformen:Tafel, Overhead, Beamer, Skript (in Bearbeitung)

Literatur:PAPULA: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 1-3, Vieweg, 2000.Burg, Haf, Wille: Höhere Mathematik für Ingenieure, Band 1-3, Teubner, 2003.Brauch, Dreyer, Haacke: Mathematik für Ingenieure, Teubner, 2003.Dürrschnabel: Mathematik für Ingenieure, Teubner, 2004.DALLMANN, ELSTER: Einführung in die höhere Mathematik III, Gustav Fischer, 1991PAPULA: Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Vieweg, 2000.BRONSTEIN, SEMENDJAJEW, MUSIOL, MÜHLIG: Taschenbuch der Mathematik, Deutsch 2000STÖCKER: Taschenbuch der Mathematik, Harri Deutsch Verlag, Frankfurt


Titel des Moduls:Physik

Code:BMT762


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:Mechanik der Flüssigkeiten und Gase:Druck und Kompressibilität, Innere Reibung, Viskosität und laminare Strömungen, Oberflächenspannung, Reibungsfreie stationäre Strömungen und Bernouilli-GleichungThermodynamik:Temperaturmessung, Kinetische Gastheorie, Wärmekapazität, Phasenumwandlungen, Dampfdruck und Luftfeuchtigkeit, Wärmetransport, Diffusion, Osmose, Schwingungen und Wellen:Harmonische Schwingungen, frei gedämpfte Schwingungen, erzwungene Schwingungen und Resonanz, Überlagerung von Schwingungen, gekoppelte Schwingungen, nichtlineare SystemeEbene harmonische Wellen, Wellengleichung, Mechanische Wellen, elektromagnetische Wellen, Energietransport in Wellen, Überlagerung von Wellen, Interferenz, Huygens’sches Prinzip, Beugung, DopplereffektElemente der Atom- und Quantenphysik

Medienformen:Skript / Tafelanschrieb, PC-Beamer bzw. Overhead-Folien

Literatur:die betreffenden Kapitel aus:Pitka, R., Bohrmann, S., Stöcker, H., Terlecki, G., Zetsche, H.: Physik – Der Grundkurs, Verlag Harri Deutsch, 2005

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden rekapitulieren und vertiefen diejenigen Grundlagenkenntnisse der Physik, die besondere Relevanz für biomedizinische Anwendungen besitzen und mit denen insbesondere Studierende mit einer Vorqualifikation als Elektrotechnikingenieur eventuell nur wenig vertraut sind.


Leistungsnachweise:mündliche Prüfung

Fachverantwortung:Prof. Dr. Michael Möller

Lehrende:Prof. Dr. Michael Möller



Hering, E., Martin, R., Stohrer, M.: Physik für Ingenieure, Springer-Verlag, 2004Kamke, D., Walcher, W.: Physik für Mediziner, B.G.Teubner, Stuttgart, 1994Paus, H.J.; Physik in Experimenten und Beispielen, Carl Hanser Verlag, München,2002


Titel des Moduls:Programmierung

Code:BMT763


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:Einführung (Klassifizierung von Programmiersprachen, Vorstellung von verschieden Programmiersprachen)Entwurfstechniken (Programmablaufplan, Struktogramm, UML Klassendiagramme)

Programmieren in C++ Vom Quelltext zum Programm in C++(Editoren, Compiler, Linker, Standard Libraries) Zahlen(Zahlensysteme, Codes, Zahlendarstellung)Datenstrukturen (Elementare Datentypen, Variablen, Kostanten, Aufzählungstyp, Programmierstil)Operatoren (Zuweisungsoperatoren, arithmetische Operatoren, Vergleichsoperatoren, logische und bit Operatoren etc.)Kontrollstrukturen (Sequenz, Auswahl, Wiederholung) Ein- und Ausgabe(stdio und iostream Befehle)

Lernziele/Kompetenzen:Ziel der Lehrveranstaltung ist eine grundlegende Einführung in das Programmieren. Die Studierenden erlernen im Rahmen dieser Harmonisierungsveranstaltung - beispielhaft an der Sprache C++ - wie sie den Computer als effektives Werkzeug zur Lösung naturwissenschaftlich-technischer Probleme nutzen können. Im Praktikum lernen die Studenten ihre Lösungskonzepte zu präsentieren und unter Anleitung ihre Programmiertechniken zu verbessern.


Leistungsnachweise:Testat, mündliche Prüfung

Fachverantwortung:Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss

Lehrende:Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss



Typenkonvertierung (Operatorenvorgang, Datentypenkonvertierung) Funktionen (Deklaration und Aufruf, Prototypen, Speicherklassen, rekursive Funktionen)Arrays und String(Ein- und mehrdimensionale Arrays, Arrays als Funktionsparameter, Strings)Zeiger(Adressoperator, Zeiger und Felder, dynamische Speicherverwaltung, Felder von Zeigern- Zeiger auf Zeiger, Zeiger auf Funktionen)Dateien(Zugriff, Aufbau, file handling)Einführung in die Objektorientierte Programmierung und visuelle Programmierung Funktionsüberladung, Klassen, Konstruktoren und Destruktoren, Visual C++)

Kurze Einführung in die Programmierung in Matlab

Medienformen:Tafel, Skript, digitaler Projektor, Software

Literatur:A. Willemer "Einstieg in C++", Galileo Press, 2005D. May "Grundkurs Software-Entwicklung mit C++", Vieweg, 2006B. W. Kernighan und D. M. Ritchie "Programmieren in C", Hanser, 1990H. Erlenkötter und V. Reher "Die Programmiersprache C", rororo Computer,1995G. Gramlich und W. Werner "Numerische Mathematik mit Matlab", dpunkt-Verlag, 2000F. Budszuhn "Visual C++", Addison-Wesley, 2004


Titel des Moduls:Elektrotechnik und Schaltungstechnik

Code:BMT771


ECTS-Credits:4


Lehrform und Methoden:Vorlesung und Übungen

Semesterwochenstunden:Vorlesung: 2 Übung: 1

Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:Gleichstrom, Spannung, Potenzial, Richtungssinn, Zweipol, Zählpfeilsysteme, Ohmsches Gesetz, Widerstand, Quellen, Ersatzschaltbilder, Kirchhoffsche Gesetze, Knoten-Potenzial-Verfahren, Reihenschaltung, Parallelschaltung, Superposition, Leistung, Leistungsanpassung,

elektrisches Feld, Verschiebungsdichte, Kondensator, Reihen-Parallelschaltung, Schaltvorgänge an RC-Schaltungen, Energie,

Induktion, Durchflutung, magnetischer Kreis, Induktivität, Reihen-Parallelschaltung, Schaltvorgänge an RL-Schaltungen, Energie,

Wechselstrom, Wechselspannung, Mittelwert, Effektivwert, Lineare Operationen mit Sinusgrößen, komplexe Rechnung, Impedanz, Admittanz, Frequenzgang, Bode-Diagramm,

pn-Diode, Gleichrichter, Begrenzer, Arbeitspunkt, Lastgerade, Zenerdiode, Schottky-Diode, Backward-Diode, Tunnel-Diode, Fotodiode, Solarzelle, LED, LASER,

Bipolartransistoren, Arbeitspunkt, Verstärkergrundschaltungen, Gegenkopplung, Stromquelle,Operationsverstärker ideal und real, Gegentakt, Gleichtakt, Offset, lineare und nichtlineare

Lernziele/Kompetenzen:Basierend auf dem vermittelten Grundlagenwissen zu den Eigenschaften elektronischer Bauelemente werden die Studierenden dazu befähigt, verschiedene rechnerische und grafische Methoden zur Schaltungsanalyse und -dimensionierung anzuwenden. Sie sind in der Lage, vorgegebene Schaltungen funktionell zu verstehen und auch umgekehrt einfache geforderte Funktionen unter Beachtung einschränkender Randbedingungen in Schaltungen umzusetzen



Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Volker Schmitt

Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Volker Schmitt



Schaltungen,

Sperrschicht-Feldeffekttransistoren, Isolierschicht-Feldeffekttransistoren, Logikschaltkreise, TTL, NMOS, CMOS

Medienformen:Folien, Kopiervorlagen von Folien und Aufgabenblättern

Literatur:V. SEIDEL: Starthilfe Elektrotechnik; Teubner, 2000M. J. COOKE: Halbleiter-Bauelemente; Hanser Verlag, ISBN 3-446-16316-6M. REISCH: Elektronische Bauelemente; Springer Verlag, ISBN 3-540-60991-1BYSTRON/BORGMEYER: Grundlagen der technischen Elektronik; Hanser VerlagJ. MILLMAN, A. GRABEL: Microelectronics; Mc Graw Hill Verlag, ISBN 0-07-100596-XGIACOLETTO, LANDEE: Electronics Designer's Handbook; Mc Graw Hill VerlagGÜNTHER KOß, WOLFGANG REINHOLD: Lehr- und Übungsbuch Elektronik; Fachbuchverlag Leipzig, ISBN 3-446-18714-6H. GÖBEL: Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik; Springer Verlag, 2005, ISBN 3-540-23445-4


Titel des Moduls:Methoden der Produktentwicklung und CAD

Code:BMT772


ECTS-Credits:3


Lehrform und Methoden:Interaktive Lehrveranstaltung mit Vortrags- und Übungseinheiten


Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:1 Der Produktentwicklungsprozess - Übersicht und Teilprozesse 1.1 Produktentwicklung als spezieller Problemlöseprozess 1.2 Die Allgemeine Arbeitsmethodik

2 Der systemtechnische Aufbau - Das Produktmodell "Baustruktur" der Konstruktionslehre

3 Methoden zum Teilprozess "Aufgabe klären" 3.1 System- und Prozessstudien 3.2 QFD - Quality Function Deployment 3.3 Die Anforderungsliste: Funktion, Aufbau, Inhalt

4 Methoden zum Teilprozess "Konzipieren" 4.1 Die Arbeitsschritte beim Konzipieren 4.2 Die Elementarmethode "Abstrahieren" 4.3 Funktionen und Funktionsstrukturen 4.4 Wirkprinzipien und Wirkstrukturen 4.5 Systematische Lösungssuche 4.6 Systematisches Entwickeln von Lösungen durch Eigenschaftsvariation

5 3D-CAD-Systeme als Werkzeug in der Produktentwicklung 5.1 Gundlegende Funktionen zum Modellieren von Bauteilen

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden erwerben Kenntnisse, den Produktentwicklungsprozess in den wesentlichen Teilprozessen "Aufgabe klären" und "Konzipieren" mit grundlegenden und speziellen Methoden der Produktentwicklung zu gestalten und zu planen. Sie erhalten einen Überblick für die Leistungsfähigkeit aktueller 3D-CAD-Systeme, um diese als Werkzeuge im Produktentwicklungsprozess berücksichtigen und einsetzen zu können.


Leistungsnachweise:Seminarvortrag

Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Bernd Heidemann

Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Bernd Heidemann



5.2 Das Erstellen von Baugruppen 5.3 Kinematische Simulation von Baugruppen

Medienformen:Vorlesungsbegleitendes Script mit Materialien für die Mitarbeit und Nachbereitung, Anschauungsobjekte, Beamerprojektion, Tafelbilder.

Literatur:Ehrlenspiel, Klaus: Integrierte Produktentwicklung. Carl Hanser Verlag, München, 2003.Pahl, G.; Beitz, W.: Konstruktionslehre - Methoden und Anwendung. Springer Verlag, Berlin, 2005.


Titel des Moduls:Automatisierungs- und Regelungstechnik

Code:BMT773


ECTS-Credits:5


Lehrform und Methoden:Vorlesung, Übungen und Praktikum

Semesterwochenstunden:Vorlesung: 2 Übung: 1 Praktikum: 1

Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:Einführung und Grundlagen der Steuerungs- und Regelungstechnik- Steuerkreiselemente, Regelkreiselemente und Wirkungspläne- Definitionen, Normen und Nomenklatur, Unterschied Regelung / Steuerung

Steuerungstechnik- Digitaltechnik, Zahlensysteme, Codierung, Zahlenformate - Grundelemente binäre Logik- Aufbau und Funktionsweise von Automatisierungsgeräten- Variablen, Datentypen und Zahlenformate- Verknüpfungs- und Ablaufsteuerung- Analogwertverarbeitung- Realisierung von Steuerungsaufgaben mit SPS-Systemen (Labor)

Regelungstechnik- Funktionsbeschreibung elementarer Übertragungsglieder- Differentialgleichung und Übertragungsfunktion- Beschreibung von Systemen (PN, Ortkskurve, Bodediagramm, Zeit- und Frequenzverhalten)- Statisches und dynamisches Verhalten von Regelkreisen- Entwurf, Einstellung und Optimierung von Reglern (Zeit- und Frequenzbereich)- Nichtstetige schaltende Regler- Simulation von Regelkreisen (Matlab/Simulink)

Lernziele/Kompetenzen:Mit diesem Modul erwirbt der Studierende Methoden und Verfahren, die für das Verständnis und Problemlösung von steuerungs- und regelungstechnischen Aufgabenstellungen eingesetzt werden können. Der Studierende ist in der Lage, die erlernten Methoden für die Steuerung und Automatisierung von Systemen der Biomedizintechnik anzuwenden.



Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Benedikt Faupel

Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Benedikt Faupel



Medienformen:Folien, PC, Beamer

Literatur:Unbehauen, H.: Regelungstechnik I; 11. Auflage; Vieweg Verlag, Braunschweig; 2001Lutz, H.; Wendt, W.: Taschenbuch der Regelungstechnik; 3. Auflage; Verlag Harri Deutsch, Frankfurt/Main 2000.Föllinger, O.: Regelungstechnik; 8. Auflage; Hüthig Verlag, Heidelberg 1994.Föllinger, O.: Laplace- und Fourier-Transformation. Hüthig Verlag, Heidelberg, 1986.L. Merz; H. Jaschek: Grundkurs der Regelungstechnik, Oldenbourg Verlag, München, 1985.H. Jaschek; W. Schwimm: Übungsaufgaben zum Grundkurs der Regelungstechnik, Oldenbourg Verlag, München 1993.Walter, H.: Kompaktkurs Regelungstechnik. Vieweg Verlag, Braunschweig 2001.Tröster, Fritz: Steuerungs- und Regelungstechnik für Ingenieure. Oldenbourg Verlag, München 2001.

Siemens: Ausbildungsunterlage für S7 (www.siemens.de/sce)Wellenreuther, Zastrow: Automatisieren mit SPS. Vieweg-Verlag. WiesbadenWellenreuther, Zastrow: Automatisierungsaufgaben mit SPS, Vieweg-Verlag. Wiesbaden.


Titel des Moduls:Werkstoffwissenschaften

Code:BMT774


ECTS-Credits:3


Lehrform und Methoden:Seminaristischer Unterricht


Modulbeschreibung


Semester:7


Inhalte:1. Grundbegriffe Festigkeit-Verformung-Bruch und Zugversuch 2. Überblick Metallkunde (Kristallaufbau und Gefüge, Gitterbaufehler und ihre Bedeutung für Verformbarkeit und Festigkeit)3. Grundlagen der Werkstofftechnologie (Diffusion, Kristallisation, Legierungs- und Ausscheidungsbildung, Gefügeveränderung und -beeinflussung durch diffusionsgesteuerte Vorgänge)4. Zustandsschaubild Eisen-Kohlenstoff (schematische und reale Gefügeausbildung)5. Stahl (Sorten, Bezeichnungen)6. Glühverfahren, Härten und Vergüten von Stahl 7. Übersicht über Nichteisenwerkstoffe (Aluminium,- Titan- und Nickelwerkstoffe)8. Kunststoffe (charakteristische Merkmale, faserverstärkte Werkstoffe)9. Keramische Werkstoffe (Struktur, Herstellung, Einteilung und Eigenschaften)10. Werkstoffprüfung (Härte, Kerbschlag- und Risszähigkeit, Schwingfestigkeit) 11. Bioverträglichkeit (Grundlagen und Einflussmöglichkeiten)

Lernziele/Kompetenzen:Ausgehend vom Verständnis der Zusammenhänge zwischen Struktur und Verhalten sollen die werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen zur Beeinflussung und Ermittlung von Werkstoffeigenschaften erlernt werden. Hierbei wird auf die spezifischen Vorkenntnisee der Hörer eingegangen. Darauf aufbauend sollen geeignete Werkstoffe und -zustände für verschiedene medizintechnische Anwendungen und Verfahren ausgewählt werden können.



Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Walter Calles

Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Walter Calles

benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:BMT824


Medienformen:Tafel/Skript, PC-Beamer, Overhead, Filme

Literatur:Bargel/Schulze, Werkstoffe, Springer-VerlagBergmann, Werkstofftechnik, Teil 1, Grundlagen, HanserHeine, Werkstoffprüfung, Fachbuchverlag LeipzigHa, Wintermantel, Medizintechnik mit biokompatiblen Werkstoffen und Verfahren, Springer


Titel des Moduls:Biomedizinische Signal- und Bildverarbeitung

Code:BMT801


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:Zeit-Frequenzanalyse / Skalenraumanalyse (Unschärfe Relation und gefensterte Fourier-Transformation, Wavelet-Transformation, Wigner und Choi-Williams Verteilungen)

Multiraten Signalverarbeitung von Biosignalen und Bildern (Multiraten-Operationen, Modulations- und Polyphasendarstellung, paraunitäre Filter)

Digitale Filterbänke (paraunitäre und biorthogonale Filterbänke, Baum und Parallelstrukturierte Filterbänke, Lattice und Lifting-Implementierung, diskrete Wavelet und Wavelet Packet-Transformation, Frame-Transformation, 2D Filterbänke)

Biosignal- und Bildkompression(Best Basis Ansatz, Signal-adaptierte Filterbänke/Transformationen, Principal Component Filter Banks)

Merkmalsextraktion und Selektion in biomedizinischen Signalen und Bildern(Dimensionsreduktion, Kapazität von Mustererkennungssystemen, Adaptive Transformationen und Filterdesign für hybride Systeme)

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden vertieftes Wissen in der biomedizinische Signal und Bildverarbeitung. Sie können Methoden der Zeit-Frequenzanalyse sowie moderne Verfahren der digitalen/multiraten Signalverarbeitung für eine Vielzahl von biomedizinischen Signalen und Bildern anwenden und erweitern. Die Studierenden sind in der Lage sich selbstständig Transformationen zu entwerfen und für das individuelle Problem anzupassen. Sie sind in der Lage selbständig komplexe Probleme der biomedizinischen Signal- und Bildverarbeitung zu lösen.

Leistungsnachweise:Testat, Klausur




Voraussetzung für:BMT922


Klassifikation und Neuheitendetektion (Statistische Methoden, Ansatz über neuronale und RBF Netze, Support-Vektor Maschinen, kernbasierte Neuheitendetektoren, Approximationsnetzwerke)

Bildsegmentierung, Bildverbesserung und Strukturerkennung(Pixel-basierte Methoden, morphologische Verfahren, Ecken-basierte Segmentierung, Diffusionsfilter, Hough-Transformation)

Implementierung(DSPs, FPGAs, ASICs, embedded PCs)

Aktuelle Trends und Anwendungen der Biosignal- und Bildverarbeitung

Medienformen:Tafel, digitaler Projektor, Software

Literatur:A. Mertins "Signaltheorie", 1996A. V. Oppenheim und R. W. Schafer "Zeitdiskrete Signalverarbeitung", Oldenburg, 1999S. A. Azizi "Entwurf und Realisierung digitaler Filter", Oldenburg, 1990M. Vetterli and J. Kovacevic "Wavelets and Subband Coding", Prentice Hall 1995P. P. Vaidyanathan "Multirate Systems and Filter Banks", Prentice Hall, 1990S. Mallat "A Wavelet Tour of Signal Processing", Academic Press, 1999J. Weickert "Anisotropic Diffusion in Image Processing", Teubner, 1998J. L. Semmelow "Biosignal and Biomedical Image Processing", Marcel Dekker, 2004E. N. Bruce "Biomedical Signal Processing and Signal Modelling", John Wiley & Sons, 2001B. Schölkopf und A. J. Smola "Learning with Kernels: Support Vector Machines, Regularization, Optimization, and Beyond", MIT Press, 2002B. D. Ripley "Pattern Recognition and Neural Networks", Cambridge University Press, 1996G. Strang und T. Nguyen "Wavelets and Filter Banks", Wellesley-Cambridge Press, 1996K. V. Price, R. Storn and J. Lampinen "Differential Evolution. A Practical Approach to Global Optimization", Springer, 2005I. Daubechies "Ten Lectures on Wavelets", SIAM, 1992M. V. Wickerhausen "Adaptive Wavelet Analysis", Vieweg, 1993 Digital Signal Processing: A Practical Guide for Engineers and Scientists, Newnes, 2002


Titel des Moduls:Aktuelle Medizinische Gerätetechnik

Code:BMT802


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:Physikalisch technische Grundlagen moderner medizinischer Geräte.

Vergleich etablierter und neuartiger Messverfahren für gleichartige diagnostische Aufgaben.

Vergleich unterschiedlicher Therapieverfahren für ähnliche Problemstellungen, z.B. Hochfrequenz- und Laserchirurgie.

(die konkret besprochenen Geräte und Verfahren werden jeweils neu ausgewählt; auch in Abhängigkeit von aktuellen Diskussionen in der (Fach)presse)

Nicht-technische Aspekte der Einführung neuer Technologien:- das Problem der Zulassung neuartiger Therapieverfahren durch die Kostenträger (gesetzliche Krankenversicherung usw.).- das Problem der Definition des Nutzes eines Therapieverfahrens

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden haben detaillierte Kenntnisse der Funktionsgrundlagen komplexer medizinischer Geräte. Gegenstand der Vorlesung können sowohl moderne Geräte des klinischen Alltags, als auch neuartige Konzepte, die sich noch im Entwicklungsstadium befinden, sein.

Die Studierenden können verschiedene physikalisch-technische Ansätze zur Lösung diagnostischer oder therapeutischer Aufgaben vergleichen und beurteilen und mit (potentiellen) medizinischen Anwendern diskutieren. Sie sind in der Lage technische und medizinische Vor- und Nachteile gegeneinander abzuwägen.

Sie erhalten einen Einblick in die gesellschaftlichen Aspekte der Akzeptanz neuer Technologien in der Medizintechnik.

Leistungsnachweise:Seminarvortrag, mündliche Prüfung



benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:BMT821, BMT924


(unmittelbarer therapeutischer Nutzen, Folgekosten, Lebensqualität)

Medienformen:Tafel / Skript, PC-Beamer bzw. Overhead-Folien, Kopien von Gebrauchsanweisungen und technischer Dokumentation einzelner Geräte

Literatur:Kramme, R.: Medizintechnik, Springer-Verlag, 2002Enderle, J., Blanchard, S., Bronzino, J.: Introduction to Biomedical Engineering, Academic Press, 2000Originalarbeiten aus technisch-wissenschaftlichen Zeitschriften.


Titel des Moduls:Medizinprodukterecht

Code:BMT803


ECTS-Credits:3




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:1. Einführung 1.1 Zielsetzung und Entwicklung 1.2 Konzeption des Medizinprodukterechts 1.3 Grundlagen des Medizinprodukterechts2. Klinische Prüfung 2.1 Rechtliches Umfeld 2.2 Voraussetzungen zur Durchführung 2.3 Patientenaufklärung, Datenschutzerklärung 2.4 Probandenversicherung 2.5 Ethikkommission 2.6 Anzeige3.Konformitätsbewertungsverfahren in der Praxis 3.1 Einleitung

Lernziele/Kompetenzen:Lernziel ist es, den Studierenden Kenntnisse über praxisrelevante Bestimmungen des Medizinprodukterechts im Hinblick auf die klinische Prüfung, das Inverkehrbringen, den Export und die Hygiene bei der Aufbereitung von Medizinprodukten zu vermitteln sowie die haftungsrechtlichen Folgen bei Nichteinhaltung der gesetzlichen Vorgaben aufzuzeigen.

Die Studierenden werden befähigt, klinische Prüfungen von Herstellerseite durchzuführen, Konformitätsverfahren für komplexe medizinisch-technische Systeme und Fragestellungen zu Gerätekombinationen, Software und In-Vitro-Diagnostika zu bearbeiten und die Anforderungen an die Hygiene bei der Aufbereitung von Medizinprodukten verantwortlich umzusetzen.

Ferner erwerben die Studierenden Kenntnisse über die Bestimmungen für Werbung und internationalen Vertrieb von Medizinprodukten.


Fachverantwortung:Dipl.-Ing. Friedbert Theis

Lehrende:Dipl.-Ing. Friedbert Theis

benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:BMT821


3.2 Beteiligung einer Benannten Stelle 3.3 Aktive Implantate 3.4 Sonstige Medizinprodukte 3.5 In-Haus-Herstellung4.Geräte-Kombinationen 4.1 Rechtliche Kriterien 4.2 Sicherheitstechnische Kriterien5. Software als Medizinprodukt 5.1 Begriffsbestimmungen 5.2 Allgemeine Anforderungen 5.3 Klassifizierung6. In-vitro-Diagnostika (Laborgeräte) 6.1 Definition 6.2 Produktkategorien 6.3 Zulassungsverfahren 6.4 Interne und externe Qualitätssicherung7. Ausfuhr von Medizinprodukten 7.1 Exportzertifikat 7.2 Ausfuhrverbot8. Werbung 8.1 Grundsätze 8.2 Heilmittelwerbegesetz / Medizinproduktegesetz9. Anforderungen an die Hygiene bei der Aufbereitung von Medizinprodukten 9.1 Grundsätzliches 9.2 Durchführung der Aufbereitung 9.3 Transport und Lagerung10. Abwehr von Risiken 10.1 Marktbeobachtung 10.2 Medizinprodukte-Sicherheitsplanverordnung11. Haftung 11.1 Zivilrecht 11.2 Öffentliches Recht 11.3 Strafrecht

Medienformen:Teilskript, Tafel, Overhead-Projektor, Beamer

Literatur:Schmatz / Nöthlichs Sicherheitstechnik Band 7, Teil 3 MedizinprodukteSchorn Medizinprodukte-RechtBöckmann / Frankenberger Durchführungshilfen zum MedizinproduktegesetzSchmitt / Will Wiesbadener Kommentar zum Medizinproduktegesetz


Titel des Moduls:Business English

Code:BMT804

Pflicht/Wahl:Wahlpflicht

ECTS-Credits:2

Arbeitsaufwand:24,5 h / 35,5 h

Lehrform und Methoden:Sprachlehrveranstaltung nach kommunikativ-pragmatischem Ansatz


Modulbeschreibung


Semester:8

Arbeitssprache:englisch, ggf. deutsch

Inhalte:I. Organisationsformen und -strukturen von FirmenII. Grundbegrifflichkeiten zu Finanzmitteln (Buchhaltung, Bilanzen etc.)III. Präsentationen anhand konkreter FallbeispieleIV. Interkulturelles Bewusstsein z.B. anhand von Verhandlungsführung und SitzungenV. Grammatik nach Bedarf

Medienformen:Zielgruppenspezifisch zusammengestellte Lehr- und Lernmaterialien (Print, Folien, Audio, Video, Software)

Literatur:Liste mit empfohlener Literatur wird ausgeteilt.

Lernziele/Kompetenzen:Dieser Kurs schließt an die Pflichtfremdsprache im Bachelorstudium an und vertieft die dort erlernten Grundlagen auf ein höheres Niveau. Die Studierenden entwickeln einerseits die generelle Ausdrucksfähigkeit in der Fremdsprache weiter, andererseits erlernen sie die englische Wirtschaftsterminologie in deren praxisrelevanten Grundlagen. Anhand fachbezogener Materialien erlernen sie grundlegende Firmenstrukturen und -abläufe auf Englisch. Darauf aufbauend lernen die Studierenden andere konkrete, berufsrelevante Aufgabenstellungen kennen und üben Firmenpräsentationen und Projektpräsentationen ein. Ferner erhalten die Studierenden Einblicke in kulturelle Zusammenhänge, um an Sitzungen und Verhandlungen im internationalen Rahmen teilnehmen zu können.


Fachverantwortung:Prof. Dr. Christine Sick

Lehrende:Marina Hefti, M.A., Stefanie Krächan-Lashbrook, M.A., CTEFLA




Titel des Moduls:Höhere Mathematik

Code:BMT805


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:1. Vektorfunktion einer reellen Variablen1.1 Vektorfunktion und ihre geometrische Bedeutung1.2 Differenzieren eines Vektors

2. Skalar- und Vektorfelder2.1 Definition von Skalar- und Vektorfeldern, physikalische Motivation, Beispiele2.2 Der Gradient eines Skalarfeldes2.3 Divergenz und Rotation eines Vektorfeldes2.4 Der Nabla-Operator2.5 Der Laplace-Operator2.6 Rechenregeln und nützliche Gleichungen2.7 Krummlinige Koordinaten

3. Kurven-, Oberflächen- und Volumenintegrale3.1 Das Kurvenintegral über ein Vektorfeld3.2 Das Kurvenintegral über ein Vektorfeld3.3 Mehrfachintegrale3.4 Oberflächenintegrale3.5 Volumenintegrale

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung besitzt der Student ein fundiertes Wissen und entsprechende handwerkliche Fertigkeiten zur Untersuchung elektromagnetischer Felder oder anderer Felder der Physik mit den Methoden der Vektoranalysis.

Damit verfügt er über die notwendigen technischen Fertigkeiten zum mathematischen Verständnis der Maxwell-Gleichungen.




benötigte Vorkenntnisse:E301



4. Anwendungen

Medienformen:Tafel, Overhead, Beamer, Skript (angestrebt)

Literatur:PAPULA: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 1-3, Vieweg, 2000. Burg, Haf, Wille: Höhere Mathematik für Ingenieure, Band 1-3, Teubner, 2003.Brauch, Dreyer, Haacke: Mathematik für Ingenieure, Teubner, 2003.Dürrschnabel: Mathematik für Ingenieure, Teubner, 2004.MARSHEDEN, TROMBA: Vektoranalysis, Spektrum, 1995SCHARK: Vektoranalysis für Ingenieurstudenten, Harri Deutsch, 1992DALLMANN, ELSTER: Einführung in die höhere Mathematik II, Gustav Fischer, 1991Bourne, Kendall: Vektoranalysis, Teubner, 1966PAPULA: Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Vieweg, 2000BRONSTEIN, SEMENDJAJEW, MUSIOL, MÜHLIG: Taschenbuch der Mathematik, Deutsch 2000STÖCKER: Taschenbuch der Mathematik, Harri Deutsch Verlag, Frankfurt


Titel des Moduls:Medizinphysikexperte

Code:BMT811


ECTS-Credits:7


Lehrform und Methoden:Vorlesung, Übungen und Praktikum

Semesterwochenstunden:Vorlesung: 4 Übung: 1 Praktikum: 1

Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:- Vertiefung Radioaktivität, Neutronenphysik, - Berechnung von Abschirmungen für Photonen und Neutronen, - Strahlenschutzmesstechnik, - Physik medizinischer Beschleuniger, PET, SPECT, - Vertiefung Dosimetrie (KERMA) und Messtechnik, - Abschätzung der Strahlenexposition bei der Inkorporation radioaktiver Stoffe, - Vertiefung Strahlenbiologie, Strahlenrisiko, Natürliche Strahlenexposition des Menschen,- Strahlenschutzrecht nach RöV und StrlSchV, - Strahlenanwendung in der Medizin, - Medizinische Dosisbegriffe für die konventionelle Röntgendiagnostik und die CT (Kenndosisleistung, Dosisflächenprodukt, Einfalldosis, CTDI, Dosislängenprodukt), - Abschätzung von Organdosen in der Röntgendiagnostik und bei der CT, - besondere Strahlenschutzprobleme beim Röntgen von Schwangeren, - Strahlentherapie und Bestrahlungsplanung, - Brachytherapie, - Afterloading, - Nuklearmedizin

Lernziele/Kompetenzen:Vermittlung vertiefter Kenntnisse der Anwendung ionisierender Strahlung in der Medizin.Der erfolgreiche Besuch der Veranstaltung ist behördlich anerkannt als Kurs zum Erwerb der Fachkunde als Medizinphysikexperte gemäß der Richtlinie Strahlenschutz in der Medizin nach Strahlenschutzverordnung.Die Vorlesungsinhalte zu Strahlentherapie, Bestrahlungsplanung etc werden extern mit Demonstrationsübungen in der Klinik für Radioonkologie der Caritas-Klinik Saarbrücken vom dortigen Medizinphysiker durchgeführt.

Vertiefungsrichtung Medizinische Physik


Fachverantwortung:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts

Lehrende:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts




Medienformen:Vorlesung, Powerpoint, Skript

Literatur:Krieger H, Strahlenphysik, Dosimetrie und Strahlenschutz Bd. 1 (5.Aufl.) und 2 (3.Aufl.), Teubner


Titel des Moduls:Medizinische Optik und Lasermedizin

Code:BMT812


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:Grundlagen:Elektromagnetisches Spektrum, Reflexion und Brechung, Interferenz und Kohärenz, Beugung, Wechselwirkung von Licht und Materie

Abbildungsoptik:Brechung an sphärischen Flächen, Abbildungsgleichungen, ABCD-Matrixformalismus, Klassische augenbezogene Geräte (Brille, Mikroskop, Fernrohr), Blenden und Luken, beugungsbegrenztes Auflösungsvermögen und Modulationsübertragungsfunktion

sonstige optische Komponenten:

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden kennen die physikalischen Eigenschaften von Licht und seine Beschreibung - je nach Anwendungssituation - als Strahl, Welle oder Teilchen. Sie können abbildende Systeme formal beschreiben und Abweichungen von den idealisierenden Annahmen der Strahlenoptik quantifizieren. Sie kennen die grundlegenden Phänomene der Wechselwirkung von Licht mit biologischem Gewebe, können die dominierenden Mechanismen in verschiedenen Situationen benennen, und sie unterschiedlichen diagnostischen und therapeutischen Anforderungen zuordnen. Auf der Grundlage dieser Kenntnisse können sie die Funktion und Anwendung unterschiedlicher medizinisch-optische Geräte und Verfahren erklären.

Die Studierenden kennen die für die Medizintechnik relevanten Eigenschaften der Laserstrahlung und ihre Wechselwirkung mit biologischem Gewebe.Sie können die Gefährdung durch unterschiedliche Laser beurteilen und die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen ergreifen. Sie kennen unterschiedliche Lasertypen und können sie anhand ihrer Eigenschaften unterschiedlichen diagnostischen und therapeutischen Anwendungen zuordnen.







Lichtquellen (Lampen, Laser, Leuchtdioden), Strahlungsdetektoren, Glasfasern, optische Filter

Gewebeoptik:Ausbreitung von Licht in biologischem Gewebe (Absorption, Vielfachstreuung, Fluoreszenz)

Medizinisch-optische Geräte und Verfahren:Pulsoximeter, Endoskope, Fluoreszenzdiagnostik, optische Kohärenz-Tomografie, klassische Mikroskope, Rastermikroskopieverfahren, ophthalmologische Geräte

Laserphysik und -technik:Eigenschaften von Laserstrahlung, prinzipieller Aufbau eines Lasers, verschiedene Lasertypen

Lasersicherheit

Laser in der Diagnostik:Laserspektroskopie und Fluoreszenzdiagnostik, Flusszytometrie, Optische Kohärenztomografie (OCT), Diffuse Optische Tomografie, Laser-Doppler-Perfusionsbildgebung (LDPI)

Laser in der Therapie:Grundlagen: Wechselwirkung von Lasern mit GewebePhotodynamische Therapie (PDT), Koagulation, Verdampfen, Ablation, "Laserskalpell", Beispiele aus Ophthalmologie, Dermatologie und Zahnheilkunde

Medienformen:Tafel / Skript, PC-Beamer bzw. Overhead-Folien

Literatur:Optik-Kapitel in Lehrbüchern der Physik, ansonsten einzelne Kapitel aus:Kühlke, D.: Optik. Grundlagen und Anwendungen, Verlag Harri Deutsch, 2004Lipson, S.G., Lipson, H.S., Tannhauser, D.S.: Optik, Springer-Verlag, 1997Hecht, E.: Optik, Oldenbourg Verlag, 2005Pedrotti, F., Pedrotti, L., Bausch, W., Schmidt, H.: Optik für Ingenieure, Springer-Verlag, 2005Bille, J., Schlegel, W.: Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik, Springer-Verlag, 2005Berlien, H.-P., Müller, G.J.: Applied Laser Medicine, Springer-Verlag, 2003Niemz, M.H.: Laser-Tissue-Interactions, Springer-Verlag, 2004


Titel des Moduls:Fertigung aktiver Implantate

Code:BMT821


ECTS-Credits:3




Modulbeschreibung


Semester:8

Arbeitssprache:englisch/deutsch

Inhalte:1. Module aktiver Implantate2. Aktive Gewebeschnittstellen (Aktoren und Sensoren)2.1 Bauformen und Herstellungsmethoden 2.2 Materialien und deren Verarbeitung2.3 Messmethoden zur Qualitätssicherung2.4 Einflüsse der biologischen Umbebung auf die Schnittstelle3. Passive Gewebeschnittstellen (Kapselung)3.1 Methoden der Kapselung aktiver Implantate3.2 Verarbeitungsprozesse und Prozessverträglichkeit3.3 Testmethoden für die Langzeitstabilität von Kapselungen4. Verbindungstechnik aktiver Implantate4.1 Steckersysteme4.2 Leitungen4.3 Verbindungstechnik5. Energie- und Datentransport bei aktiven Implantaten5.1 Transkutane Verbindungen5.2 Induktive Kopplung5.3 Optische Datenübertragung5.4 Energiespeicher6. Elektronische Schnittstellen zu Aktoren und Sensoren

Lernziele/Kompetenzen:Ziel der Lehrveranstaltung ist, die Methoden zur Herstellung aktiver medizinischer Implantate zu vermitteln. Dies beinhaltet spezielle Verfahren zur Herstellung von implantierbaren Mikrosystemen, die Kapselung der Systeme, die Aufbau und Verbindungstechnik, Energie und Datenübertragung sowie die elektronischen Schaltungen als Schnittstelle zu Sensoren und Aktoren. Weiterhin beinhaltet die Vorlesung Verfahren zur Qualitätssicherung der einzelnen Komponenten.

Vertiefungsrichtung Neural Engineering


Manufacturing of active Implants

Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Hoffmann

Lehrende:Dr-Ing. Klaus Peter Koch (IBMT)

benötigte Vorkenntnisse:BMT802, BMT803, BMT823



6.1 Ableitverstärker6.2 Stimulatoren

Medienformen:PPT-Präsentation, Folien, Script

Literatur:Koch, K.P.: "Neural prostheses and biomedical microsystems in neurological rehabilitation", in: Sakas, D.E., Simpson, B., Krames, E. (Eds.): "Neuromodulation". London, New York: Springer-Verlag (submitted, 2005).Koch, K.P.: "Telemedizin am Beispiel aktiver Implantate", in: Kramme, R. (Eds.): "Medizintechnik - Verfahren, Systeme und Informationsverarbeitung". Berlin Heidelberg, New York: Springer-Verlag (submitted, 2006).Karsten Meyer-Waarden, "Bioelektrische Signale und ihre Ableitverfahren", Schattauer


Titel des Moduls:Neuronale und kognitive Systeme

Code:BMT822


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:Historische Hintergründe (Biologischer Realismus, Abbildung biologischer neuronaler Netze, interdisziplinäre Fusion von Neurowissenschaften und Informatik, Ansatz der Biokybernetik, künstliche Intelligenz)Die Bausteine des Gehirns (sensorische Neurone, Motoneurone, Interneurone Glia, Morphologie der verschiedenen Neurone)Membranpotenziale (Cytologie und Biophysik der Neuronen, Ionenkanäle, Hodgkin-Huxley Modell) Synaptische Transmission (Elektrische und chemische synaptische Transmission, Wirkungsweise von Neurotransmittern, Steuerung der Transmitterfreisetzung, Exitzatorische und inhibitorische Synapsen, Leitung und Superposition von EPSPs und IPSPs) Neuronale Proteine (Synthese, Transport, Funktion)Assoziatives Lernen und synaptische Plastizität (Physiologische Basis für das Lernen, Lernen mit und ohne Unterweisung, assoziatives

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden Einblicke in die Abbildung und Imitation von Hirnfunktionen und neuronaler Verarbeitung durch computerbasierte bzw. mathematische Modelle erhalten. Die erforderlichen Grundlagen der Neurobiologie werden zu Beginn der Veranstaltung bereitgestellt. Der Lehrplan umfasst Methoden aus dem Bereich der Neuroinformatik, Neuro-Systeme, des maschinellen Lernens, der kognitiven Psychologie und der Lerntheorie. Die Veranstaltung liefert das theoretische Fundament für viele weitere Veranstaltungen in der Vertiefung "Neural Engineering" im folgenden Semester. Die Studierende sind befähigt, neuronale und kognitive Systeme durch Modelle abzubilden.



Neural and Cognitive System


Lehrende:Farah I. Corona, M.Sc. (Biomed. Eng.), Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss

benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:BMT922, BMT924, BMT925


Lernen von Mustern)Computerbasiertes Lernen und Lerntheorien (VC und Fat-Shattering-Dimension, Kapazitätskontrolle, strukturelle Risikominimierung, Kern-Maschinen, Experten Systeme)Computerbasierte Darstellung künstlicher neuronale Systeme (einzelne computerbasierte Neuronen, neuronale Darstellungen und Transformationen, feed-forward und rekursive künstliche neuronale Netze)Lernen mit Unterweisung als Funktionsapproximation (Inverses Problem des Lernens, Regularisierungsmethoden, Approximation multivariater vektorwertiger Funktionen, Invarianzen) Aufmerksamkeitsmodelle in neuronalen und kognitiven Systemen (Top-Down Verarbeitung, Adaptive Resonanztheorie und Erwartung, exogene und endogene Aufmerksamkeit)Neuronale Dynamik (Kontrolltheorie, Arbeitsgedächtnis, motorische Kontrollschleifen, sensorimotorische Integration)Modelle verschiedener Hirnareale (Modelle des Zerebellum, Hippocampus, Basalganglien und der Hirnrinde) Aktuelle Trends der Neuroinformatik


Literatur:Z. W. Hall "Introduction to Molecular Neurobiology", Sinauer Associates Incorporated, 1992J. Malmivuo und R. Plonsey "Bioelectromagnetism", Oxford University Press, 1999M. Abeles "Corticonics: Neural Circuits of the Cerebral Cortex", Cambridge University Press, 1991M. F. Bear, B. W. Connors und M. A. Paradiso "Neuroscience", Lippincott Williams and Wilkins, 2001MG. L. Fain und G. L. Fan "Molecular and Cellular Physiology of Neurons", Harvard University Press, 1999B. Alberts, D. Bray und J. Lewis "Molecular Biology of the Cell", Garland Science, 2002D. S. Levine "Introduction to Neural and Cognitive Modeling", Lawrence Erlbaum Associates, 2000P. S. Churchland and T. J. Sejnowski "The Computational Brain", MIT Press, 1992P. Dayan and L.F. Abbott "Theoretical Neuroscience", MIT Press, 2001C. Eliasmith and Ch. H. Anderson "Neural Engineering", MIT Press, 2003Ch. Koch "Biophysics of Computation", Oxford University Press, 1999V. N. Vapnik "Statistical Learning Theory", John Wiley & Sons, 1998B. Schölkopf and A. J. Smola "Learning with Kernels: Support Vector Machines, Regularization, Optimization, and Beyond", MIT Press, 2002R. Fletcher "Practical Methods of Optimization" John Wiley & Sons, 1987B. D. Ripley "Pattern Recognition and Neural Networks", Cambridge University Press, 1996G. Wahba "Spline Models for Observational Data" SIAM, 1990


Titel des Moduls:Technologien der Mikrosystemtechnik

Code:BMT823


ECTS-Credits:3



Semesterwochenstunden:Vorlesung: 2,5 Übung: 0,5

Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:Einführung Märkte und Anwendungen der Mikrosystemtechnik

Übersicht über Mikrotechnologien: Lithographie, Schichttechniken, Volumen- und

Oberflächenmikromechanik, LIGA-Technik

Betrachtung ausgewählter Fertigungsprozesse o Reinraumtechnik und Verhalten im Reinraum o Lithografie o Dünnschichtverfahren o Dotierverfahren o Ätztechniken

Betrachtung ausgewählter Anwendungsfelder und Produkte: o Mikrosensorik: Druck-, Beschleunigungs- und Drehratensensor o Mikroaktorik: Tintenstrahldruckkopf, Spiegelchips für DLP

Medienformen:Vorlesung als PowerPoint Präsentation mit eingebauten Videosequenzen, insbesondere im Bereich ausgewählter Fertigungsprozesse und Bauelemente.

Lernziele/Kompetenzen:Grundlegendes Verständnis von häufig verwendeten Technologien in der Mikrosystemtechnik: Kenntnis über die jeweiligen Vor- u. Nachteile, Kenntnis über typische Lösungsansätze; Kenntnis über die Herstellung und Funktionsweise typischer Bauelemente der Mikrosystemtechnik.




Lehrende:Dr. Ulrich Schmid

benötigte Vorkenntnisse: Voraussetzung für:BMT821, BMT923


Literatur:Fachbücher: ♦ A. Heuberger (Hrsg.), Mikromechanik, Springer Verlag, Berlin (1991), ISBN 3-540-18721-9, Preis: ca. € 135.♦ S. Büttgenbach, Mikromechanik, Teubner Verlag, Stuttgart (1994), ISBN: 3-519-13071-8, Preis: € 17.♦ U. Mescheder, Mikrosystemtechnik: Konzept und Anwendungen, Teubner-Verlag, Stuttgart (2000), ISBN 3-519-06256-9, Preis: € 39,90.♦ G. Gerlach, W. Dötzel, Grundlagen der Mikrosystemtechnik, Hanser Verlag, München (1997), ISBN 3-446-18395-7, Preis: € 24,90.♦ M. Madou, Fundamentals of Microfabrication, CRC Press, Boca Raton (1997), ISBN: 0-8493-9451-1, Preis: ca. € 100.

Fachzeitschriften: Sensors and ActuatorsJournal of Micromechanics and MicroengineeringJournal of Microelectromechanical SystemsJournal of the Electrochemical SocietyIEEE Transactions on Electronic Devices


Titel des Moduls:Biomaterialien

Code:BMT824


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:Biokompatibilität und Biofunktionalität (Reaktion von biologischen Systeme auf synthetische Materialien, Resorption, Einkapselung, Nekrose, Proteine an Oberflächen, Akute und chronische Entzündung, Kontakt zwischen Blut und Material)

Materialien (Natürliche Biomaterialien, Keramiken und Gläser, Metalle und Legierungen, Komposits, Polymere, Nanomaterialien)

Oberflächenmodifizierung von Biomaterialien und im von Materialien im med. Bereich (Methoden zur Oberflächenmodifizierung, Biofunktionale Oberflächen, antibakterielle Beschichtungen, photokatalytische Schichten, nonfouling Oberflächen)

Abbau von Biomaterialien in biologischen Umgebungen (Abbau von synthetischen Polymeren, Abbau von Metallen und Keramiken)

Anwendungen von Biomaterialien (Wundversorgung und Hautersatz, Dentalimplantate, Biomaterialien für das Gesicht und in der Ophthalmologie, Ersatz von Skelettgewebe, kardiovaskuläre Implantate)

Nanomaterialien in der Life Science

Lernziele/Kompetenzen:Da Biomaterialien als solche teilweise in der Veranstaltung "Biochemie" vorgestellt werden, liegt der Schwerpunkt der Veranstaltung auf der Reaktion des Körpers auf Materialien sowie der Anwendung von verschiedensten Materialien in der Medizin und Life Science. Die Studierenden erwerben ein solides Grundwissen in diesem Bereich und sind befähigt eine zweckoptimierte Materialauswahl zu treffen.


Leistungsnachweise:mündliche Prüfung, Projektarbeit

Biomaterials


Lehrende:Farah I. Corona, M.Sc. (Biomed. Eng.)


Voraussetzung für:


(Magnetflüssigkeits-Hyperthermie, Magnetic Drug Targeting, Gentransfer, biologische Charakterisierung von Nanomaterialien)


Literatur:F. H. Silver "Biomaterials, Medical Devices, and Tissue Engineering", Chapman & Hall, 1994B. Ratner, A. S. Hoffmann, F. J. Schoen, J. E. Lemons (Herausgeber) "Biomaterials Science", 2nd Ed., Elsevier, 2004M. Szycher (Herausgeber) "High Performance Biomaterials", Technomic, 1991J. Black "Biological Performance of Materials", 2nd Ed., Marcel Dekker, 1992A. Fujishima, K. Hashimoto, T. Watanabe, "TiO2 Photocatalysis: Fundamentals and Applications", Bkc Inc., 2000J. Enderle, S. Blanchard, J. Bronzino "Introduction to Biomedical Engineering", Academic Press, 2000J. G. Webster (Editor) "Bioinstrumentation (int. Edition)", John Wiley & Sons, 2004J. G. Webster (Editor) "Medical Instrumentation: Application and Design" , John Wiley & Sons, 1998J. Bronzino (Editor) "The Biomedical Engineering Handbook, Third Edition - 3 Volume Set", Springer Verlag, 2000


Titel des Moduls:Biomechanik

Code:BMT825


ECTS-Credits:2




Modulbeschreibung


Semester:8


Inhalte:1. Inhalte des Faches(allgemeine Definition, Methodik)

2. Biomechanische Eigenschaften von Körperstrukturen2.1 Skelett-Muskulatur (Sarkomere und Gleitfilamenttheorie, Muskelmodell nach HILL, EMG)2.2 Bänder und Sehnen und Probleme nicht-linearer Zusammenhänge2.3 Physik verformbarer fester Körper und deren Anwendung2.4 Gelenkknorpel und Reibung2.5 Knochen und anisotropes Verhalten2.6 Gelenke und einfache Hebelsysteme

3. Ganganalyse3.1 Anthropometrische Verfahren3.2 Funktionelle Mechanik des Fußes3.3 Gangphasen und Schrittzyklus nach PERRY

Lernziele/Kompetenzen:Die Teilnehmer der Vorlesung lernen, aufbauend auf den vermittelten medizinischen Grundlagen, die aus den strukturellen Besonderheiten der einzelnen Gewebe resultierenden mechanisch-physikalischen und Material-Eigenschaften von Körperstrukturen zu verstehen und diese mittels physikalischer Zusammenhänge und mathematischer Methoden näherungsweise qualitativ und / oder quantitativ zu beschreiben. Im Wesentlichen werden diese Überlegungen auf den Bewegungsapparat angewandt und ermöglichen das Verständnis für die bei der Gang- und Bewegungsanalyse messtechnisch zu ermittelnden Parameter und Methoden. Zusammenhänge zu weiteren Anwendungsbereichen (Prothetik, Orthopädie, Sportwissenschaften, Rehabilitation) werden aufgezeigt.







3.4 Praktische Ganganalyse und Messverfahren

Medienformen:Skript, Folien, ausgewählte Bilder als elektronisches und Printmedium.Anatomische Modelle

Literatur:Kummer B.: "Biomechanik, Deutscher Ärzte-Verlag, Köln 2005, ISBN 3-7691-1192-3


Titel des Moduls:Wahlpflichtmodul

Code:BMT8wp


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:0


Inhalte:

Medienformen:

Literatur:

Lernziele/Kompetenzen:

Leistungsnachweise:je nach gewähltem Fach

Fachverantwortung:--

Lehrende:--



Titel des Moduls:Numerische Mathematik

Code:BMT901


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte: 1. Einführung und fundamentale Konzepte 2. Lösung linearer Gleichungssysteme a. Direkte Verfahren b. Iterative Verfahren 3. Polynomiale Approximation, Interpolation 4. Nichtlineare Gleichungen 5. Numerische Differentiation 6. Differentialgleichungen 7. Orthogonale Polynome 8. Numerische Integration 9. Integralgleichungen10. Nichtlineare Gleichungssysteme11. Least Squares, Fourier Reihen und Fouriertransformation12. Eigenwertprobleme

Lernziele/Kompetenzen:Numerische Methoden spielen in den Ingenieurstudiengängen, speziell auch in der Mechatronik, u.a. bei der Planung von Experimenten und Auswertung von Beobachtungsdaten, bei der Modellierung, Simulation und Optimierung von Prozessen, beim Erkennen und Modellieren von Zusammenhängen eine große Rolle.

Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung verfügt der Student über ein gesichertes Grundlagenwissen elementarer und fortgeschrittener Methoden der Numerischen Mathematik. Er kann sie in praktischen Problemstellungen anwenden und kann über eine Fehlerbetrachtung die Ergebnisse beurteilen. Unter dem Einsatz von Software Tools wie MatLab ist er in der Lage auch umfangreichere Problemstellungen der Elektrotechnik, die den Einsatz numerischer Methoden erfordern, kompetent und erfolgreich zu lösen.





Voraussetzung für:


Medienformen:Tafel, Overhead, Beamer, Skript (angestrebt)

Literatur:SCHWARZ: Numerische Mathematik, Teubner, 1993SCHEID: Numerische Analysis, Schaum, 1991PRESS ET AL. : Numerical Recipes, Cambridge Press, 1987STOER: Einführung in die Numerische Mathematik I und II, Springer, 1972SCHWETLICK, KRETSCHMAR: Numerische Verfahren für Naturwissenschaftler und Ingenieure, Fachbuchverlag Leipzig, 1991SCHABACK, WERNER: Numerische Mathematik, Springer, 1992KOSE, SCHRÖDER, WIELICZEK: Numerik sehen und verstehen, Vieweg, 1992BRONSTEIN, SEMENDJAJEW, MUSIOL, MÜHLIG: Taschenbuch der Mathematik, Deutsch 2000STÖCKER: Taschenbuch der Mathematik, Harri Deutsch Verlag, Frankfurt


Titel des Moduls:Technisches Englisch

Code:BMT902


ECTS-Credits:2

Arbeitsaufwand:24,5 h / 35,5 h

Lehrform und Methoden:Sprachlehrveranstaltung nach kommunikativ-pragmatischem Ansatz


Modulbeschreibung

Studiengang:Elektrotechnik (M.Sc.)

Semester:9

Arbeitssprache:englisch, ggf. deutsch

Inhalte:I. Basiswissen (mathemat. Formeln, Werkzeuge, Materialien etc.)II. Fachliche BasistexteIII. Weiterführende Fachtexte, Audios und Videos aus den VertiefungsfächernIV. Präsentationen zu technischen ThemenV. Grammatik nach Bedarf

Medienformen:Zielgruppenspezifisch zusammengestellte Lehr- und Lernmaterialien (Print, Folien, Audio, Video, Software)

Literatur:Liste mit empfohlener Literatur wird ausgeteilt. Die Lektüre englischer Fachzeitschriften, sowie der Besuch auf entsprechenden Websites werden dringend empfohlen.

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden müssen gute, fachbezogene Sprachkenntnisse vorweisen auf dem Niveau B2/ Vantage des Europäischen Referenzrahmens. Diese Kenntnisse vertiefen die Studierenden in diesem Kurs weiter, indem sie sowohl den englischen Wort- und Phrasenschatz, als auch gehobene Satzkonstruktionen so erweitern, dass sie technische Zusammenhänge in der Fremdsprache erfassen, diskutieren und präsentieren können. In diesem Kurs erlernen die Studierenden Grundwissen, damit sie im Rahmen ihrer später folgenden Projektarbeiten komplexe wissenschaftliche Materialien selbständig verstehen, exzerpieren und auch präsentieren können. Da dies ein vorbereitender Kurs ist und kein begleitender, ist eine exakte Verkoppelung mit den nachfolgenden Projekten des Master-Studiums zu diesem frühzeitigen Studienzeitpunkt nicht möglich.


Fachverantwortung:Prof. Dr. Christine Sick

Lehrende:Marina Hefti, M.A., Stefanie Krächan-Lashbrook, M.A., CTEFLA




Titel des Moduls:Fachpraktikum / Projektarbeit

Code:BMT911


ECTS-Credits:11


Lehrform und Methoden:Fachpraktikum / Projektarbeit


Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Die Inhalte der Projektarbeiten ergeben sich vorwiegend aus den Arbeitsschwerpunkten der betreuenden Professoren. Schwerpunktmäßig werden daher Themen aus der medizinischen Gerätetechnik und medizinischen Optik und der Anwendung ionisierender Strahlung in der Medizin bearbeitet. Die konkreten Aufgabenstellungen resultieren dann aus aktuellen Fragestellungen der angegebenen Fachgebiete. Darüber hinaus können aber auch Themen aus dem Anwendungsspektrum der Kooperationspartner bearbeitet werden.

Lernziele/Kompetenzen:Im Rahmen einer Projektarbeit sollen die Studenten in einer Gruppe von 3 bis 5 Studenten unter Anleitung eines Professors ein praktisches oder wissenschaftliches Projekt bearbeiten.

Das Thema kann sowohl von der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes, dem Institut für Biomedizinische Technik oder dem Universitätsklinikum des Saarlandes als auch aus medizin-technischen Unternehmen kommen.

Ziele dieses Lehrfaches sind:- Verbesserung der Kommunikationsfähigkeit der Studenten- Bearbeitung eines Themas in der Gruppe und Weiterentwicklung der Teamfähigkeit- Planung, Durchführung und Verteidigung einer wissenschaftlichen praktischen Arbeit und dem damit verbundenen Selbstmanagement einschließlich Zeitmanagement- Anfertigen einer schriftlichen Arbeit und Training der Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse bzw. Moderation oder aktive Teilnahme an einer Diskussionsrunde



Fachverantwortung:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts, Prof. Dr. Michael Möller

Lehrende:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts, Prof. Dr. Wolfgang Langguth, Prof. Dr. Michael Möller



Medienformen:PPT-Präsentation, Folien, Skript

Literatur:Richten sich nach den Themen des Fachpraktikums.


Titel des Moduls:Messung ionisierender Strahlung (Praktikum)

Code:BMT912


ECTS-Credits:4


Lehrform und Methoden:Praktikum


Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Das Praktikum besteht aus 8 Versuchen zu den Themen: - Ionisationskammer (Bestimmung der Strom-Spannungscharakteristik und der Energiedosisleistung aus dem Ionisationsstrom)- Signalverarbeitung in der Kernstrahlungsmesstechnik (Pulsverarbeitung, Diskriminatoren, Counter, Fensterdiskriminator und Pulshöhenanalyse)- Ansprechvermögen eines Geiger-Müller-Zählers und eines Szintillationsdetektors (NaJ)- Untersuchungen zum quadratischen Abstandsgesetz bei punktförmigen Strahlenquellen- Bestimmung der Schwächungskoeffizienten verschiedener Materialien- Alpha- und Gamma-Spektroskopie mit Silizium- und NaJ-Detektoren- Versuche zur praktischen Strahlenschutzmesstechnik (Personendosimetrie mit DIS-Dosimetern, Kontaminationsmessungen, Messung der Ortsdosisleistung)- Messungen an einem mobilen C-Bogen-Röntgengerät (Messungen zur Qualitätskontrolle, Messungen des Streustrahlenfeldes und des Dosisflächenproduktes in Abhängigkeit der Röhrenspannung und des Röhrenstromes)

Medienformen:Versuchsanleitung, Praktische Übungen

Literatur:Knoll, Radiation Detection and Measurement, 3.Aufl. Wiley, 1999

Lernziele/Kompetenzen:Praktische Vertiefung der in Medizinphysikexperte erworbenen theoretischen Kenntnisse über die Kernstrahlungs- und Strahlenschutzmesstechnik.



Fachverantwortung:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts

Lehrende:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts


Voraussetzung für:



Titel des Moduls:Bildgebende Verfahren in der Medizin

Code:BMT913


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Die physikalische Grundlagen der Entstehung und die biologische Wirkung von ionisierender Strahlung wird größtenteils in "Medizinphysikexperte" behandelt, und wird hier an den betreffenden Stellen nur kurz rekapituliert. Die Sonografie wird in "Ultraschall in der Medizin" behandelt.

Projektionsröntgenverfahren:Film-Folien-Systeme, Speicherfolien-Systeme, Bildverstärker-Fernseh-Systeme, Röntgenaufnahmeparameter, Beispiele von Geräten für verschiedene klinische Einsatzbereiche

Computertomografie:Standard-CT und Spiral-CT: Funktionsprinzipien der unterschiedlichen Verfahren, verschiedene Gerätegenerationen und spezielle Konzepte, unterschiedliche Verfahren der Bildrekonstruktion und -visualisierung, Artefakte, Bildqualität und Dosis, technische Ansätze zur Dosisreduktion, Klinische Beispiele

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden haben erweiterte Kenntnisse über die physikalischen Grundlagen, Gerätekomponenten und die an diese gestellten Anforderungen, die Funktion der Geräte und anspruchsvolle diagnostische Anwendungen verschiedener bildgebender Verfahren in der Medizin erworben. Sie können unterschiedliche Verfahren vergleichen und im Hinblick auf Aufwand, Risiko und diagnostische Anforderungen bewerten. Besonderes Gewicht liegt auf den tomografischen Verfahren; die Studierenden verstehen die mathematischen Grundlagen der Bildrekonstruktion und haben Kenntnisse ihrer technischen Realisierung. Sie wissen, wie die Resultate bildgebender Verfahren im klinischen Umfeld weiterverarbeitet und verwaltet werden. Sie kennen aktuelle Trends, Anwendungen und eventuelle zukünftige Entwicklungen in diesem Feld.


Leistungsnachweise:Seminarvortrag, mündliche Prüfung





Tomografische Verfahren:Allgemeine Einführung in tomografische Verfahren, mathematische Grundlagen der Bildrekonstruktion, Methoden der Visualisierung dreidimensionaler Bildinformationen

Kernspinresonanztomographie:Systemkomponenten:Physikalische und technische Grundlagen der Anforderungen an die einzelnen Komponenten, Magnete. Spulen. HF-Sende- und Empfangssystem und ihre Ansteuerung. Bildqualität. Sicherheitsaspekte. Aktuelle Entwicklungen.Pulssequenzen:Messung unterschiedlicher Gewebeeigenschaften, Spin-Echo, Gradientenecho, Magnetisierungs-Präparation, Echoplanarverfahren, DiffusionsbildgebungAnwendungen:Angiografie, Messungen mit KontrastmittelnFunktionelle Kernspintomografie (fMRI): Messung der Blutoxygenierung (BOLD)

Vergleich und Bewertung der einzelnen Verfahren hinsichtlich des Aufwandes für Anschaffung und Betrieb der Geräte sowie die Durchführung der Untersuchungen, der Gefährdung von Patient und Umgebung, des Ablaufs der Untersuchungen und der diagnostischen Vor- und Nachteile

Kombinierte (multimodale) Verfahren

Weitere Verfahren der funktionellen Bildgebung

Navigation und Planung chirugischer Eingriffe mittels bildgebender Verfahren.

Bilddatenverarbeitung und -speicherung, radiologische Informationssysteme

Medienformen:Tafel / Skript, PC-Beamer bzw. Overhead-Folien

Literatur:Dössel, O.: Bildgebende Verfahren in der Medizin, Springer-Verlag, 2000Morneburg, H.: Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik, Publicis Corporate Publishing, 1995Oppelt, A.: Imaging Systems for Medical Diagnostics, Publicis Corporate Publishing, 2005


Titel des Moduls:Ultraschall in der Medizin

Code:BMT914


ECTS-Credits:3




Modulbeschreibung


Semester:9

Arbeitssprache:deutsch/englisch

Inhalte:1. Grundlagen der Ultraschalltechnik:- Akustik- Elektronik- Signalverarbeitung2. Ultraschallbildgebung- A-, B-, C-, M-Imaging- Doppler, Colour Flow- Elastografie- Harmonic Imaging3. Funktionelle Sonografie- Doppler, Colour Flow- spezielle Verfahren4. Gerätetechnik- Einkanal-Systeme- Mehrkanal-Systeme (Digital Phased Systeme)5. Ultraschallköpfe- Aufbau

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden müssen Kenntnisse aufweisen auf dem Gebiet der Medizinischen Ultraschalltechnik und den beteiligten Disziplinen:- Bildgebende und funktionelle Verfahren (B, Doppler, M, Colour Flow, Elastografie, Harmonic Imaging, spezielle Verfahren)- Akustik (Welle, Strahl, Richtcharakteristik, physikal. Grundlagen)- Signal- und Bildverarbeitung (Scankonversion, A-, B-, C-, M-Image, Doppler)- Gerätetechnik (Einkanal-Technik, Phased Array Technik, digital, analog)- Schallkopfaufbau- Sicherheitsaspekte (Strahlenschutz, Zulassungsaspekte)




Lehrende:Dipl.-Ing. Peter Weber (IBMT)



- Design6. Zukunft: Molecular Imaging?

Medienformen:Skript, Beamer, Praktikum am IBMT

Literatur:Olaf Dössel, Bildgebende Verfahren in der Medizin, Springer, 1999, ISBN: 3-540-66014-3


Titel des Moduls:Audiologie

Code:BMT915


ECTS-Credits:3



Semesterwochenstunden:Vorlesung: 1,5 Praktikum: 0,5

Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Überblick über das Hörsystem (Außen-, Mittel- und Innenohrs, Hörbahn)

Funktion und Diagnostik des Außen- und Mittelohrs (Aufbau, LTI-Modellierung, Freifeldentzerrung, Impedanzanpassung, Schallleitungsschwerhörigkeit, Impedanz-Audiometrie, Stapediusreflex-Audiometrie)

Funktion und Diagnostik des Innenohrs(Cochleäre Mikro- und Makromechanik, Schallempfindungs- und Lärmschwerhörigkeit, Otoakustische Emissionen und deren Distorsionsprodukte, Modelle des Innenohrs) Funktion, Störungen und objektive Diagnostik des zentralen Hörsystems (Hirnstamm, Thalamus, kortikale Verarbeitung, tonotope Abbildung, Hörnerv, binaurale Interaktion, elektrische Reaktionsaudiometrie, BERA, Notched Noise BERA, ASSR, computerbasierte Modelle der Verarbeitung entlang der Hörbahn)

Psychoakustik und Sprachwahrnehmung (Wahrnehmungsgrundgrößen, zeitliche Verarbeitung, Sprachproduktion und Sprachverarbeitung)

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden einen Einblick in die theoretische und klinische Audiologie, wobei ihr in der Physik erworbenes Wissen über Akustik die Basis bildet. Sie lernen den Aufbau und die Funktion des Außen-, Mittel- und Innenohrs und der Hörbahn kennen und werden mit diagnostischen Methoden und therapeutischen Geräten vertraut gemacht. Weiterhin erhalten die Studierende einen kurzen Einblick in die Psychoakustik und können ihr erworbenes Wissen technisch und klinisch anwenden.


Leistungsnachweise:mündliche Prüfung, Projektarbeit





Therapeutische Geräte(Hörgeräte, knochenverankerte Hörgeräte, Cochlear-Implantate, Hirnstamm-Implantate)

Medienformen:Tafel, Lehrbrief, digitaler Projektor, Software

Literatur:B. Kollmeier, "Audiologie", Lehrbrief der Universität Oldenburg, 2001 E. Lehnhardt, "Praxis der Audiometrie", Thieme, 2000M. Clark, "Cochlear Implants" Springer, 2003M. Clark, "Introduction to Audiology", Allyn & Bacon, 2002


Titel des Moduls:Gebäudesystemtechnik

Code:BMT918


ECTS-Credits:2




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:1.Klassische Niederspannungstechnik2.Das Intelligente Haus3.Grundlagen der seriellen Kommunikation3.1.Serielle Datenübertragung3.2.Synchrone und asynchrone Kommunikation3.3.Datenflusssteuerung3.4.Datensicherung (Parität, Hamming-Distanz)3.5.Übertragungsverfahren (RS232, RS422, RS485)4.EIB-Kommunikationsbus4.1.Topologie4.2.Mehrebenenstruktur

Lernziele/Kompetenzen:Der Studierende hat nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung grundlegende Kenntnisse der Kommunikationstechnik, wie sie in Wohn- und Zweckgebäuden angewendet wird, erlernt. Darüber hinaus ist er in der Lage, die erworbenen Kenntnisse zur Planung von Projekten anzuwenden, technische Lösungen für eine vorgegebene Aufgabenstellung aus dem Arbeitsgebiet der Gebäudesystemtechnik zu erarbeiten und zu dokumentieren. Insbesondere werden Kompetenzen erworben in:

- Anwendung der Konzepte der Gebäudesystemtechnik- Automatisierung von Prozessen in Zweck- und Wohngebäuden mit Hilfe des EIB- Planung und Implementierung von Netzwerktoplogien auf Basis des EIB- Prozessbezogene Auswahl und Projektierung der EIB-Aktoren und -Sensoren- Planung von Niederspannungsnetzen, insbesondere von Hausinstallationsnetzen- Planung und Projektierung von EIB-basierter Gebäudeautomatisierung- Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Anlagen der Gebäudeautomatisierung, insbesondere hinsichtlich der Minimierung der Energiekosten



Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Michael Igel

Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Michael Igel



4.3.Linien- und Bereichskoppler5.EIB Hilfsspannungsversorgung6.EIB Buskomponenten6.1.Systemgeräte6.2.Aktoren und Sensoren6.3.Adressierungsverfahren6.4.Zeitlicher Ablauf der Buskommunikation7.Niederspannungstechnik7.1.Struktur von Niederspannungsnetzen7.2.Betriebsmittel7.3.Hausinstallationstechnik7.4.Planung und Inbetriebnahme von Niederspannungsnetzen8.Gebäudesystemtechnik in der Niederspannungstechnik8.1.Beispiele für EIB-Standardfunktionen8.2.Planung und Projektierung von EIB-Anlagen8.3.Alternativer Einsatz von WLan, Infrarot, Powerline, Ethernet8.4.Vernetzungsaspekte9.Wirtschaftliche Aspekte der Gebäudesystemtechnik9.1.Kosten der klassischen Niederspannungstechnik9.2.Kostenermittlung für EIB-Anlagen9.3.Minimierung von Energiekosten durch Gebäudesystemtechnik

Medienformen:Skript, Beamer, Übungen mit Komponenten der Gebäudesystemtechnik

Literatur:Rose, Michael: EIB für die Gebäudesystemtechnik, HüthigBeiter, Robert: Installationsbus EIB/KNX Twisted Pair, Hüthig & PflaumVogt, Dieter: Elektro-Installation in Gebäuden, VDE Verlag



Code:BMT91w


ECTS-Credits:6




Modulbeschreibung


Semester:0


Inhalte:

Medienformen:

Literatur:





Lehrende:--



Titel des Moduls:Fachpraktikum / Projektarbeit

Code:BMT921


ECTS-Credits:11


Lehrform und Methoden:Praktikum


Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Richten sich nach den Themen des Fachpraktikums aus den Bereichen Entwicklung, Fertigung und Applikation von Geräten und Modulen der Neuroprothetik, des Neuromonitoring und der Klinischen Neurophysiologie einschließlich methodischer Fragestellungen.

Lernziele/Kompetenzen:Im Rahmen einer Projektarbeit sollen die Studenten in einer Gruppe von 3 bis 5 Studenten unter Anleitung eines Professors ein praktisches oder wissenschaftliches Projekt bearbeiten.

Das Thema kann sowohl von der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes, dem Institut für Biomedizinische Technik oder dem Universitätsklinikum des Saarlandes als auch aus medizin-technischen Unternehmen kommen.

Ziele dieses Lehrfaches sind:- Verbesserung der Kommunikationsfähigkeit der Studenten- Bearbeitung eines Themas in der Gruppe und Weiterentwicklung der Teamfähigkeit- Planung, Durchführung und Verteidigung einer wissenschaftlichen praktischen Arbeit und dem damit verbundenen Selbstmanagement einschließlich Zeitmanagement- Anfertigen einer schriftlichen Arbeit und Training der Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse bzw. Moderation oder aktive Teilnahme an einer Diskussionsrunde



Fachverantwortung:Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Hoffmann, Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss

Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Hoffmann, Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss




Literatur:Richten sich nach den Themen des Fachpraktikums.


Titel des Moduls:Neuronale Signalanalyse und Modellierung

Code:BMT922


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Neuronale Korrelate von exogenen und endogenen Prozessen (EEG-Rhythmen, Charakterisierung von evozierte Potenziale in Raum und Zeit, Einfluss der exogenen und endogenen Aufmerksamkeit, Habituationseffekte)Entwicklung von EEG basierten Datenbanken (Qualitätskontrolle, Einflussfaktoren, Artefakt Elimination)Analyse von Mehrkanalableitung (Kohärenzanalyse, Phasenanalyse, Principal Component Analysis, Independent Component Analysis, Methoden der nichtlinearen Dynamik)Erkennung von EEG Mustern und Rhythmen (Frequenz und Zeit-Frequenz Verfahren, Systeme zur adaptiven Wellenformerkennung)Synchronisationsanalyse und Denoising (Wavelet Shrinkage, verschiebungsvariante- und

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden ein vertieftes Wissen im Bereich neuronalen Signalanalyse und der neuronalen Signalmodellierung. Diese Lehrveranstaltung bildet eine komplementäre Ergänzung zu den Veranstaltungen "Klinische Neurophysiologie" in Bezug auf computerbasierte Methoden sowie die zu der Veranstaltung "Neuronale und kognitive Modellierung" in Bezug auf die quantitative Analyse kognitiver und subbewusster Prozesse. Die Veranstaltung baut auf dem in dem Modul "Biomedizinische Signal- und Bildverarbeitung" gewonnenen methodischen Wissen auf und nutzt dies als Grundlage für die spezifische und fortgeschrittene Analyse von neuronalen Signalen.Den Studierenden werden moderne Methoden zur Analyse von Mehrkanalableitungen und evozierten Single Sweeps bereitgestellt und Anwendung ausführlich besprochen. Vertiefende Einblicke die Modellierung von neuronalen large-scale Potenzialen, d.h. die detaillierte Behandlung des EEG Vorwärtsproblems, verschaffen den Studenten ein besseres Verständnis für morphologische Veränderungen im EEG durch psychophysiologische Parameter und die EEG Nutzung zum Neurofeedback in der Therapie.


Leistungsnachweise:Testat, Projektarbeit

Neural Signal Analysis and Modeling




Voraussetzung für:


verschiebungsinvariante Verfahren, Zeit-Skalen-Entropie)Single Sweep Analyse von evozierten Potenzialen (Probleme von Mittlungsverfahren, Phase-locking Analyse, Entropieanalyse)Spike Detektion (Spike Analyse, Clustering-Verfahren, Experten Systeme)Mathematische Signalmodellierung (Partielle Differentialgleichungen, Vektoranalysis für die Signalmodellierung, Multiskalen-Ansätze, black-, gray- und white-box Ansatz, numerische Implementierung, Modellfitting) EEG-Modellierung (Modell von Nunez mit Robinson Erweiterung)Multiskalen-Modellierung von ereigniskorrelierten Potenzialen (Modell von Rennie und Robinson)Neurofeedback und Anwendungen (objektive Therapieevaluierung, Therapie für Suchtkrankheiten, Tinnitus-Therapie, Neurofeedback bei ADHS)


Literatur:J. R. Evans and A. Abarbanel "Introduction to Quantitative EEG and Neurofeedback", Academic Press, 1999J. L. Semmelow "Biosignal and Biomedical Image Processing", Marcel Dekker, 2004E. N. Bruce "Biomedical Signal Processing and Signal Modelling", John Wiley & Sons, 2001C. Eliasmith and Ch. H. Anderson "Neural Engineering", MIT Press, 2003A. Hyvärinen, J. Karhunen, E. Oja "Independent Component Analysis", John Wiley & Sons, 2001.P. L. Nunez, R. Shrinivasan Electric Fields of the Brain "The Neurophysics of EEG", Oxford University Press, 2005M. Vetterli and J. Kovacevic "Wavelets and Subband Coding", Prentice Hall 1995P. P. Vaidyanathan "Multirate Systems and Filter Banks", Prentice Hall, 1990S. Mallat "A Wavelet Tour of Signal Processing", Academic Press, 1999J. Banasiak, "Difference and Differential Equations in Mathematical Modelling" Lecture Book, University of Natal, Durban, 2003J. T. Ottensen und M. Danielsen (Herausgeber) "Mathematical Modelling in Medicine (Studies in Health Technology and Informatics, 71", IOS Press, 2000D. E. Goldberg "Genetic Algorithms in Search , Optimization, and Machine Learning" Addison-Wesley, 1989M. L. Quyen et al. "Comparison of Hilbert transform and wavelet methods for the analysis of neural synchrony",J. Neuroscience Methods 111: 83-98, 2001W. E und B. Engquist "The Heterogeneous Multi-Scale Method", Comm. Math. Sci., 1, 87-133 (2003).P. A. Robinson, C. J. Rennie, D. L. Rowe, S. C. O'Connor and & E. Gordon "Multiscale brain modelling", Philosophical Transactions of the Royal Society of London: B, 360, 1043-1050, 2005.J. J. Wright, D. J. Rennie, G. J. Lees, P. A. Robinson, P. D. Bourke, C. L. Chapman, E. Gordon, D. L. Rowe "Simulated electrocortical activity at microscopic, mesoscopic and global scales" Neuropsychopharmacology, 28, 80-93, 2003C. J. Rennie, P. A. Robinson, J. J. Wright "Unified neurophysical model of EEG spectra and evoked potentials", Biological Cybernetics, 86, 457-471, 2002


Titel des Moduls:Neuroprothesen

Code:BMT923


ECTS-Credits:3




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Vorlesung:1. Grundlagen1.1. Neuroprothetik als Fachgebiet, wirtschaftlicher Faktor1.2. Technische und physiologische Grundlagen der Neuroprothetik1.3. Funktionelle Elektrostimulation, Elektrotherapie; Neuromodulation, Neurostimulation2. Elektrode2.1. Elektrodenarten2.2. Elektrodenfertigung3. ausgewählte Implantate und Neuroprothesen3.1. Herzschrittmacher3.2. Tiefenhirnstimulator3.3. Retinaimplantat3.4. Hörimplantat (Cochlear, Hirnstamm)3.5. Brain Computer Interfaces, Elektrocorticographie3.6. Blasenstimulation3.7. Extremitätenprothesen (Hand, Fuß, Ganganalyse...)3.8. Cyberhandkonzept4. Zulassung, technische Sicherheit5. Ethische Fragen des Einsatzes von Neuroprothesen6. Trends in der Neuroprothetik7. Labordemonstration

Lernziele/Kompetenzen:Das Ziel der Lehrveranstaltung ist, den Studierenden die verschiedenen Möglichkeiten der Neuroprothesen, bestehend aus Aktorik, Sensorik und integrierter Signalverarbeitung als miniaturisierte Medizintechnik näher zu bringen. Neben Fragen des Aufbaus und der Wirkungsweise der Implantate werden auch die Fertigung und Applikation behandelt.



Neuroprostheses


Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Hoffmann


Voraussetzung für:


Projekt: Brain Computer Interfaces1. Konzept2. Signalerfassung3. Signalverarbeitung4. Signalanalyse5 Erzeugung und Ausgabe eines Steuersignals6. Steuerung eines technischen Systems7. Aufbau und Test des Gesamtsystems8. Dokumentation9. Präsentation und Bewertung

Medienformen:PPT-Präsentation, Folien, Script, Vorlesungsfolien, Praktikumsanleitung

Literatur:Black J ,Biological Performance of Materials, CRC PressBronzino J D, Ph. D., P.E., The Biomedical Engineering Handbook, CRC PressCreco R S, Prinz F B and Smith R L, Nanoscale Technology in Biological Systems, CRC PressEliasmith C and Anderson C H , Neural Engineering, Computation, Representation, and Dynamics in Neurobiological SystemsHOFFMANN, K.-P., DEHM, J. (Hrsg.): VDE-Studie zum Anwendungsfeld Neuroprothetik, VDE Frankfurt (Hessen), 2005Horch K W, Dhillon G S, Neuroprosthetics, Theory and Practice, World ScientificMalsch N H, Biomedical Nanotechnology, CRC PressWerner J und Mitautoren, Systeme der Medizintechnik, Oldenburg Verlag


Titel des Moduls:Klinische Neurophysiologie

Code:BMT924


ECTS-Credits:5




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Vorlesung1. Grundlagen1.1.Messtechnische Grundlagen der Neuroelektrodiagnostik1.2. Physiologische Grundlagen1.3 Technische und signalanalytische Grundlagen2.Geräte und Methoden2.1. Elektroenzephalographie2.2. Magnetenzephalographie2.3. Elektromyographie2.4. Elektroneurographie, Reflexe, vegetative Parameter2.5. Evozierte Potentiale (Visuell evozierte Potentiale, frühen akustisch evozierte Potentiale, Elektroretinographie, somatosensibel evozierte Potentiale, motorisch evozierte Potentiale)2.6. Elektrokardiographie2.7. Elektrookulographie und Augenbewegungen2.8. Schlafdiagnostik2.9. Monitoring (Intraoperatives Monitoring, Narkosetiefe, Hirndruck,...)3. Kopfdiagnostik3.1. Bildgebung (Röntgen, Computertomographie, Magnetresonanztomographie, elektrische Inpedanztomographie3.2.Funktionelle Bildgebung (PET, SPECT, Doppler, Funktionelle MRT)

Lernziele/Kompetenzen:Die Studierenden sollen die Geräte und Methoden kennen lernen, die in der Klinischen Neurophysiologie eingesetzt werden. Vermittelt werden hierbei auch die Grundlagen der klinischen Neurophysiologie. In einem zur Vorlesung gehörigen Praktikum lernen die Studierenden ausgewählte Methoden des Neuromonitorings praktisch kennen.Die Lehrform ist daher eine Verbindung aus praktischer Demonstration und Praktikum.



Clinical Neurophysiology


Lehrende:Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Hoffmann

benötigte Vorkenntnisse:BMT802, BMT822



4. Thermographie5. LabordemonstrationPraktikum1. Eigenschaften bioelektrischer Signale2. Technische Eigenschaften eines Differenzverstärkers3. Stimulatoren4. Charakterisierung von Elektroden5. Elektroenzephalographie6. Elektromyographie/ Elektroneurographie7. Evozierte Potentiale8. Reflexe, vegetative Parameter9. Augenbewegungen10. Pulswellenlaufzeit, Blutdruck11. Polygraphie12. Thermographie13. Artefakte


Literatur:"Medizintechnik Verfahren-Systeme-Informationsverarbeitung", Rüdiger Kramme (Hrsg.), 2. Auflage, Springer-Verlag, ISBN 3-540-41810-5"Enzyklopädie elektrophysiologischer Untersuchungen", W. Wehrli, J. Loosli-Hermes (Hrsg.), 2. Auflage, Urban & Fischer Verlag, ISBN 3-437-47470-7"The Biomedical Engineering Handbook", Joseph D. Bronzino, Ph. D., P.E, March 2006, CRC Press, ISBN: 0-8493-2124-7"Neuromonitoring" M. Stöhr, W. Wagner, K. Pfadenhauer, K. Scheglmann, Steinkopff-Verlag Darmstadt, ISBN: 3798511608"Neuroprosthetics - Theory and Practice", Kenneth W. Horch , Gurpreet S. Dhillon, World Scientific, ISBN 981-238-022-1"Neural Engineering - Computation, Representation, and Dynamics in Neurobiological Systems", Chris Eliasmith and Charles H. Anderson, ISBN 0-262-05071-4"Biological Performance of Materials", Jonathan Black, January 2006, CRC Press, ISBN 0-8493-3959-6"Systeme der Medizintechnik", Jürgen Werner und Mitautoren, Oldenburg Verlag, ISBN 3-486-27559-3"Biomedical Engineering Principles", Arthur B. Ritter, Stanley Reismann, Bozena B. Michniak, 2005, CRC Press, ISBN: 0-8247-9616-0"Biomedical Nanotechnology", Neelina H. Malsch, 2005, CRC Press, ISBN: 0-8247-2579-4"Medical Textiles and Biomaterials for Healthcare", S.C.Anand, M. Miraftab, and S. Rajendran, January 2006, CRC Press, ISBN: 0-8493-1780-0"Nanoscale Technology in Biological Systems", Ralph S. Creco, Fritz B. Prinz and R. Lane Smith, 2005, CRC Press, ISBN: 0-8493-1940-4


Titel des Moduls:Auditive Verarbeitung und Wahrnehmung

Code:BMT925


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:9


Inhalte:Überblick über das Hörsystem (Funktion des Außen-, Mittel- und Innenohrs, Hörbahn)

Störungen und objektive Diagnostik des auditiven Systems (objektive Diagnostik und Störungen des Außen-, Mittel-, Innenohrs, und des zentralen Hörsystems, Therapiemaßnahmen)

Psychoakustik des normalen Gehörs (Grundgrößen der Wahrnehmung, binaurale Verarbeitung)

Einführung in die auditive Szenenanalyse (Historie, Differenzen: auditives und visuelles System)

Exogene Verarbeitung und automatische Aufmerksamkeit (Gestalt-Theorie, Theorie der primitiven Gruppierung, Streaming)

Endogene Verarbeitung und nicht-automatische Aufmerksamkeit(selektive auditive Verarbeitung, bewusste und wissensbasierte Selektionsprinzipien)

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden einen tieferen Einblick in die auditive Verarbeitung und Wahrnehmung des Menschen erhalten. Einen besonderen Schwerpunkt bildet die Abbildung auditiver Modelle auf neuronalen Strukturen, das binaurale Hören sowie die selektive auditive Aufmerksamkeit. Den Studierenden wird bewusst, welche Bedeutung die Forschung in diesem Themengebiet zur Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Verfahren besitzt. Sie können ihr Wissen in die Forschung und Entwicklung kreativ einbringen.



Auditory Processing and Perception


Lehrende:Yin Fen Low


Voraussetzung für:


Neuronale Modelle zur selektiven Aufmerksamkeit (neuronale Filterstrukturen, ART-STREAM, Wrigley-Modell)

Neuronale Korrelate der exogenen und endogenen auditiven Verarbeitung(auditorisch evozierte Potenziale, Mismatch-Negativity, fMRI Paradigmen, Problem des exogenen und endogenen Interfaces)

Wahrnehmung von Sprache und Musik (Common-Fade-Cues, sequentielle Sprachorganisation, Melodie und Timbre)

Neurodiagnostik und Therapie in der Audiologie (Neurofeedback-Systeme, Sprach-Codierungsalgorithmen für Cochlearimplants, Hirnstammimplantate)


Literatur:A. S. Bregman "Auditory Scene Analysis", MIT Press, 2001J. W. Hall III "Handbook of Auditory Evoked Responses", Allyn & Bacon, 1992D. S. Levine "Introduction to Neural and Cognitive Modeling", Lawrence Erlbaum Associates, 2000Jorge Rosner "Peeling the Onion: Gestalt Theory and Methodology", Gestalt-Institute of Toronto, 1990S. Grossberg, K. K. Govindarajan, L. L. Wyse, and M. A. Cohen "ARTSTREAM: A neural network model of auditory scene analysis and source segregation", Neural Networks, 17, 511-536, 2004S.N. Wrigley and G.J. Brown "A computational model of auditory selective attention" IEEE Transactions on Neural Networks. 15: 1151-1163, 2004 D. L. Wang "Primitive Auditory Segregation Based on Oscillatory Correlation" Cognitive Science 20: 409-456,1996M. Clark "Cochlear Implants" Springer, 2003M. Clark "Introduction to Audiology", Allyn & Bacon, 2002D. Marr "Vision", Henry Holt & Company, 1982


Titel des Moduls:Künstliche Organe

Code:BMT926


ECTS-Credits:4




Modulbeschreibung


Semester:9

Arbeitssprache:englisch

Inhalte:Design-Anforderungen (Funktion, Material, Morphologie, Optimierung, Evaluierung, Validierung, Individualisierung, implantierbarer und extrakorporaler Organersatz)

Künstliches Herz und Kreislauf- Assistenzsysteme(Herzversagen, pneumatisch und elektrisch, pulsatiler und kontinuierlicher Fluss, , Hämodynamische Leistung, Langzeit- und Kurzzeitanwendungen, Design-Beispiele: das Berlin-Herz und das Mexiko-Herz, Modellrechnungen)

Künstliche Lungen (Lungenversagen, Systeme zum Gasaustausch, Antrieb, Sauerstoff- und Kohlendioxidtransport, Design-Beispiele)

Künstliche Nieren (Nierenversagen, Nierentransplantation, Stofftransport in der Dialyse, Reinigung und Filtrierung, Hämofiltration und Hämodiafiltration, Design Beispiele)

Assistenzsysteme für die Leber und die künstliche Leber (Globaler Ersatz der Leberfunktion und hybride Ersatzsysteme, Design-Beispiele)

Lernziele/Kompetenzen:Lernziele/Kompetenzen: Nach erfolgreichem Abschluss dieser Lehrveranstaltung haben die Studierenden einen grundlegenden Einblick in den Bereich der künstlichen Organe erhalten. Sie wissen über die besonderen Anforderungen an technische Systeme zum Organersatz Bescheid und sind auch mit den besonderen Design Anforderungen vertraut. Auf die Physiologie und Pathologie des zu ersetzenden Organs wird im individuellen Fall zur Kontextherstellung gesondert eingegangen.

Leistungsnachweise:Projektarbeit, mündliche Prüfung

Artificial Organs


Lehrende:Farah I. Corona, M.Sc. (Biomed. Eng.)

benötigte Vorkenntnisse:BMT203, BMT204

Voraussetzung für:


Künstliche Bauchspeicheldrüse(Therapeutische Optionen bei Diabetes, Insulin Therapie, Systeme zur Insulinsekretion, Systeme zur Insulin Produktion, Design-Beispiele)

Luftröhren und Kehlkopfersatz(Pneumatische und elektrische künstliche Kehlköpfe, Stimmprothesen, nicht poröse Röhren und vermaschte künstliche Luftröhren, Modellrechnungen)


Literatur:J. Enderle, S. Blanchard, J. Bronzino "Introduction to Biomedical Engineering", Academic Press, 2000J. G. Webster (Editor) "Bioinstrumentation (int. Edition)", John Wiley & Sons, 2004J. G. Webster (Editor) "Medical Instrumentation: Application and Design" , John Wiley & Sons, 1998J. Bronzino (Editor) "The Biomedical Engineering Handbook, Third Edition - 3 Volume Set", Springer Verlag, 2000S. N. Vaslef, R. W. Anderson "The Artificial Lung", Landes Bioscience, 2002T. Akutsu und H. Koyanagi "Heart Replacement (Artificial Heart)", Taylor & Francis Group, 2001F. H. Silver "Biomatierials, Medical Devices, and Tissue Engineering", Chapman & Hall, 1994B. Ratner, A. S. Hoffmann, F. J. Schoen, J. E. Lemons (Herausgeber) "Biomaterials Science", 2nd Ed., Elsevier, 2004



Code:BMT92w


ECTS-Credits:8




Modulbeschreibung


Semester:0


Inhalte:

Medienformen:

Literatur:





Lehrende:--



Titel des Moduls:Master Thesis

Code:BMT1001


ECTS-Credits:30

Arbeitsaufwand:900 h

Lehrform und Methoden:Master Thesis


Modulbeschreibung


Semester:10

Arbeitssprache:deutsch oder englisch

Inhalte:Die Masterarbeit zeichnet sich im Vergleich zu einer Diplomarbeit durch hohe Praxisrelevanz und einem höheren Anspruchsniveau aus. Sie wird - nach Möglichkeit- zusammen mit einem Praxispartner oder im Rahmen eines Forschungsprojektes bearbeitet und geschrieben. In ihr sollen die auf allen Gebieten erworbenen Fertigkeiten und Kenntnisse anhand einer konkreten Aufgabe zur Anwendung kommen. Der Umfang dieser Arbeit beträgt maximal 6 Monate. Die Arbeit kann in Abstimmung mit dem Betreuer sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache verfasst werden. Die Ergebnisse der Arbeiten werden in einem Kolloquium präsentiert und diskutiert.

Medienformen:Projektabhängig

Literatur:Richtet sich nach dem Thema der Arbeit.

Lernziele/Kompetenzen:Die Master-Thesis ist Bestandteil der wissenschaftlichen Ausbildung und stellt eine Prüfungsleistung zur Masterprüfung dar. Die Master-Thesis stellt die Abschlussarbeit dar. In der Thesis weist der Studierende nach, dass er in dem vorgesehenen Zeitraum von 6 Monaten eine klar definierte Aufgabe ziel- und ergebnisorientiert eingeständig bearbeitet.

Leistungsnachweise:Projektarbeit

Fachverantwortung:fachspezifische Betreuung

Lehrende:Prof. Dr. Karl-Heinz Folkerts, Prof. Dr.-Ing. Klaus-Peter Hoffmann, Prof. Dr. Wolfgang Langguth, Prof. Dr. Michael Möller, Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss




Titel des Moduls:Elektromagnetische Verträglichkeit

Code:E936

Pflicht/Wahl:Wahl

ECTS-Credits:2




Modulbeschreibung

Studiengang:Elektrotechnik (M.Sc.)

Semester:9


Inhalte:1. Einführung in die EMV2. Beschreibung der EMV3. Signal-Spektren4. EMV - Umgebung: Quellen und Senken5. Kopplungsarten6. Allgemeine EMV - Gegenmaßnahmen7. EMV in der Geräteentwicklung und Installationstechnik8. Europäisches Recht, EU-Richtlinien, Produkthaftung und Gewährleistung9. EMV - Messverfahren im Überblick10. Biologische Wirkungen elektromagnetischer Felder

Lernziele/Kompetenzen:Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung besitzt der Student theoretisches und praktisches Grundlagenwissen zur EMV. Er kennt die grundlegenden physikalischen und elektrotechnischen Modelle der elektromagnetischen Beeinflussung (EMB) und der zur Anwendung kommenden Gegenmaßnahmen zur Vermeidung der EMB in der Designphase aber auch beim fertigen Gerät. Er ist über die zur Anwendung kommenden Simulationen von EMB zur Vermessung von Geräten informiert und verfügt über erste praktische Erfahrungen über Messungen zur EMV. Er kennt die aktuelle europäische und internationale Gesetzes- und Normenlage zum Themengebiet EMV und benachbarter Gebiete und kann diese beim Produktdesign und der Produktentwicklung einsetzen. Während der Projektarbeit hat sich der Studenten ein erstes Spezialwissen in seiner Vertiefungsrichtung angeeignet und praktisch umgesetzt. Auf dieser Grundlage ist der Student fähig sich weiteres Spezialwissen in seiner fachlichen Spezialisierung anzueignen und während seiner späteren beruflichen Laufbahn anzuwenden.

Leistungsnachweise:Projektarbeit





Medienformen:Tafel, Overhead, Beamer, Skript

Literatur:- A. Schwab: Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer Verlag- E. Habiger: Elektromagnetische Verträglichkeit, Hüthig Verlag- E. Habiger u.a.: Elektromagnetische Verträglichkeit, Verlag Technik, Berlin, München- T. Williams: EMC für Product Designers, B.H. Newnes- R. Perez: Handbook of Electromagnetic Compatibility, Academic Press- H. Meyer, Hrsg.: Elektromagnetische Verträglichkeit von Automatisierungssystemen, VDE-Verlag- W. Rudolph: EMV-Fibel für Elektroinstallateure und Planer, VDE-Verlag- W. Rudolph, O. Winter: EMV nach VDE 0100, VDE-Verlag- M. Grapentin: EMV in der Gebäudeinstallation, Verlag Technik- J. Goedbloed: Elektromagnetische Verträglichkeit, Pflaum Verlag- G. Durcansky: EMV - gerechtes Gerätedesign, Franzis’ Verlag- P. Kodali: Engineering Electromagnetic Compatibility, IEEE Press- C. Paul: Introduction to Electromagnetic Compatibility, Wiley & Sons- P. Chatterton, M.Houlden: EMC, Electromagnetic Theory for Practical Design, Wiley


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Modulbeschreibung - htwsaar.de · Aufbauend auf das Modul "Anatomie und Physiologie" werden sowohl Abläufe, die zu Funktionstörungen und Krankheiten führen können, als auch Anpassungs-,