Bachelorstudiengang Medizintechnik Masterstudiengang Medizintechnik. Kompetenzfeld Systemdynamik

Transkript

1 Bachelorstudiengang Medizintechnik Masterstudiengang Medizintechnik Kompetenzfeld Systemdynamik

2 Module des Kompetenzfelds Im Bachelor Systemdynamische Grundlagen der Medizintechnik Elektrische Signalverarbeitung Im Master: Kompetenzfeld Informationsverarbeitung Systemdynamik Automatisierung und Kommunikation Regelungstechnik

3 Module des Spezialisierungsfachs Spezialisierungsfach Systemdynamik Elektrische Signalverarbeitung Systemdynamische Grundlagen der Medizintechnik Dynamik ereignisdiskreter Systeme Dynamische Filterverfahren Echtzeitdatenverarbeitung Messtechnik in der Automatisierungstechnik Praktikum Systemdynamik Modellierung und Identifikation dynamischer Systeme Flache Systeme Dynamik verteiltparametrischer Systeme Numerische Methoden der Optimierung und optimalen Steuerung Objektorientierte Modellierung uns Simulation Prozessführung in der Verfahrenstechnik Introduction to systems biology Systems theory in systems biology Modellierung und Simulation in der Systembiologie

4 Lehrinhalte der Module Systemdynamische Grundlagen der Medizintechnik (WS, 6 LP) Techniken der Modellierung und Simulation Grundlagen der Regelungstechnik Methoden im Zustandsraum Methoden im Bildbereich Ersatzschaltbilder für physiologische Abläufe Fallbeispiele

5 Lehrinhalte der Module Elektrische Signalverarbeitung (SS, 6 LP) Gleichstrom und Wechselstrom, Halbleiter-Bauelemente Signale und Systeme, LTI-Systeme Zeitdiskrete Transformationen Frequenzselektive Filter Analoge Modulationen

6 Basiskompetenzen aus dem Grundstudium Höhere Mathematik 1 und 2 Lineare Algebra Differential- und Integralrechnung für Funktionen einer Veränderlichen Differentialrechnung für Funktionen von mehreren Veränderlichen Kurvenintegrale Einführung in die Elektrotechnik 1 und 2 Elektrischer Gleichstrom und elektrische und magnetische Felder Wechselstrom Halbleiterelektronik und Digitalelektronik Elektronik für Sensorik und Aktorik Elektrische Maschinen Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik Fourier-Reihe und Fourier-Transformation Laplace-Transformation Testsignale und Blockdiagramme Zustandsraumdarstellung

7 Methodik Problemformulierung Analyse/Synthese Modellbildung Parameteridentifikation Modell Modellvalidierung Numerik/Programmierung Simulation Regelungssynthese Programmverifikation Parameter/ Eingangsvariation Regelungsergebnis

8 Modellierung und Simulationstechnik Modelle zur Erklärung von physiologischen Vorgängen und Krankheiten Krankheitsverläufe, Stoffwechsel, Alterung, Verletzung, Heilung Simulationssysteme zur Planung und Training von Therapien Virtueller Patient zur Schulung und Therapieoptimierung

9 Chirurgische Navigation Absolut- Positionierung Telemanipulationssysteme Robotergestützte Behandlung Präoperative Bilddaten Positions- Sensor- Fusion Inertial- Navigation Laparoskopische Bilddaten Chirurgisches Navigationssystem unter Einsatz von Positions- und Bilddatenfusion

10 Sensorik (3D) Sensorik Miniaturisierte und intelligente Sensoren zur Erfassung von Vitalparametern. Konstitutives Modell Datenbank Präoperative Daten Mobile Systeme, körpernah und drahtlos vernetzt. Kommunikation der Sensoren untereinander. Haptisches Feedback 1. Klassifikation 2. Segmentierung Gerätenavigation σ, Δl/l, E 10

11 Systembiologie Dynamische Modelle für intrazelluläre Prozesse Signal Transduktion und Metabolismus Modelle für den Metabolismus von Rhodospirilum rubrum Evolutive Adaptation von E.Coli Modelle für die Signalverläufe in Leberzellen

12 Adaptive Optik Regelalgorithmen für Nanopositioniermaschine Arbeitsraum 25 x 25 x 5 mm Multiskaliges Meß- und Prüfsystem mit optischem Sensorkopf Regelung in der adaptiven Optik Konfigurierung der Regelung und aufgabenangepasste Trajektoriengenerierung

13 Mechatronische Systeme Steuerung und Regelung hydraulischer und pneumatischer Aktuatoren Energieeffizienz in der Pneumatik Drucklufterzeugung und Verteilung Optimale Betriebsstrategien für hydraulische Hybridfahrzeuge Steuerstrategien und Auslegungstools?

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15 Kompetenzfeld Systemdynamik 15