B.Sc. Medizintechnik. Kompetenzfeld Sensorsignalverarbeitung
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- August Jasper Frei
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1 Kompetenzfeld Sensorsignalverarbeitung Prof. Dr.-Ing. B. Yang Prof. Dr.-Ing. M. Berroth
2 Module des Kompetenzfelds Zwei Module: Signale und Systeme, Prof. Yang WS, 4SWS, 6LP Grundlagen für Signalverarbeitung (SW) Schaltungstechnik, Prof. Berroth WS + SS, 6SWS, 6LP Schaltungstechnik 1 (V/Ü) im WS Schaltungstechnik 2 (V) im SS Grundlagen für elektrische Sensoren (HW)
3 Signale und Systeme: Inhalte der Module Was sind Signale und Systeme? Analyse analoger und digitaler Signale und Systeme im Zeitbereich und Frequenzbereich Fourier-Transformation Theorie der linearen Systeme Schaltungstechnik: Frequenzgänge und Ortskurven Grundzüge der Vierpoltheorie Netzwerkanalyse bei periodischer Anregung Laplace-Transformation Transistor- und Operationsverstärkerschaltungen
4 Medizinische Signalverarbeitung
5 Was ist Signalverarbeitung? Information für Anwendungen Signalverarbeitung signals + system models + math. methods + HW/SW Signale, Messungen Sensor Erfassung Object of interest
6 Anwendungen der Signalverarbeitung Sprache Bild Komm. Auto Messtech. Audio Video Radar Medizin Signalverarbeitung
7 Zusammenarbeit mit Uni. Tübingen zwischen Uni. Stuttgart, Prof. Yang Uni. Klinik Tübingen, Radiologie (Prof. Schick, Fr. Prof. Schwenzer, Dr. Schmid, ) in Form von vielen studentischen Arbeiten bisher mehr als 35 davon 8 von Medizintechnik gemeinen Promotionen gemeinsamen DFG-Projekten
8 Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (1) Sensor: Kernspin-Tomograph (MRT) Signal: MRT-Spektroskopie Aufgabe: Untersuchung der Struktur von Molekülen und Stoffzusammensetzung
9 Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (2) Sensor: MRT Signal: Ganzkörper-MRT-Aufnahmen Aufgabe: Automatische Segmentierung vom Fettgewebe zur Diagnose von Diabetes
10 Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (3) Sensor: MRT-PET Signal: MRT- und PET-Aufnahmen Aufgabe: Bewegungskorrektur, Compressive Sensing PET Original Unkorrigiert 10 Korrigiert
11 Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (4) Sensor: MR-PET Signal: MRT- und PET-Aufnahmen Aufgabe: Gewebsklassifizierung, autom. Krebserkennung
12 M.Sc. Medizintechnik Spezialisierungsfach Bildgebende Verfahren und Sensorsignalverarbeitung Praktikum: EKG-Signale Dr. Lauer (Siemens Medizintechnik): Technologien der medizinischen Bildgebung und Labordiagnostik Prof. Ott, Digitale Bildverarbeitung Prof. Yang: Spezialvorlesungen für Signalverarbeitung Projektpraktikum: Mustererkennung (Krebserkennung aus MRI-Bildern)
13 Beispiele für Schaltungsentwicklungen im Bereich Medizintechnik
14 Schaltungsentwicklung Besondere Anforderungen in der Medizintechnik: Sicherheit für Patient und Arzt (z.b. Defibrilator) Zuverlässigkeit (z.b. Herzschrittmacher!) Kompakte Bauweise Niedriger Energieverbrauch Einfache Bedienbarkeit Einfache Konfiguration
15 Entwicklungszyklus Idee / Konzept Hardware Software Prototyp 1 Prototyp
16 Temperaturaufzeichnungsgerät Einsatzgebiet: Temperatur-Überwachung von Blutkonserven
17 Elektrolarynx Einsatzgebiet: Sprechhilfe für Patienten ohne Kehlkopf Microcontroller (flexibel konfigurierbar) Bluetooth Funkmodul (keine Steckverbinder, Hygiene!)
18 IC-Entwurfszyklus CAD-Labor Konzept Schaltplan Simulation Layout Halbleiterfabrik
19 IC-Entwurfszyklus Halbleiterfabrik Messlabor INT On-wafer Probes Messtechnik Aufbautechnik Charakterisierung
20 Im Messlabor
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WS 2010/2011 Vorbesprechung 12. Oktober 2010 Prof. Rudi Freund Prof. Thomas Grechenig Dr. Barbara Tappeiner Dr. Anna Wujciow TMI Technisch Medizinische Informatik INSO Industrial Software Institut für