B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth

1 18.06.2014

B.Sc. Medizintechnik

Kompetenzfeld Sensorsignalverarbeitung

Prof. Dr.-Ing. B. Yang

Prof. Dr.-Ing. M. Berroth

B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth

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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 WSSchaltungstechnik 2 (V) im SS

→ Grundlagen für elektrische Sensoren (HW)

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Inhalte der Module

Signale und Systeme: 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

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Medizinische Signalverarbeitung

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Was ist Signalverarbeitung?

Sensor

Signal-verarbeitung

“Object ofinterest”

Signale, Messungen

Information für Anwendungen

Erfassung

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Anwendungen der Signalverarbeitung

Sprache Bild Komm. Auto Messtech.

Audio Video Radar Medizin

Signalverarbeitung

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Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (1)

Sensor: Kernspin-Tomograph Signal: MRT-Spektroskopie Aufgabe: Untersuchung der Struktur von

Molekülen und Stoff- zusammensetzung

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Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (2)

Sensor: Kernspin-Tomograph Signal: Ganzkörper-MRT-Aufnahmen Aufgabe: Automatische Segmentierung

vom Fettgewebe zur Diagnose von Diabetes

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Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (3)

Sensor: Kappe mit Elektroden Signal: EEG Aufgabe: Detektion von Epilepsie,

Brain-Computer-Interface

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Interdisziplinäre Zusammenarbeit

zwischen Uni. Stuttgart, Prof. Yang Uni. Klinik Tübingen (Prof. Schick, Fr. Prof. Schwenzer,

Dr. Schmid, …)

in Form von vielen studentischen Arbeiten (10 - 15) gemeinen Promotionen (3) gemeinsamen DFG-Projekten

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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)

……

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Beispiele für Schaltungsentwicklungen im Bereich Medizintechnik

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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

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Entwicklungszyklus

Hardware

Software

Idee / Konzept

Prototyp 1

Prototyp 2

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15 18.06.2014

Temperaturaufzeichnungsgerät

Einsatzgebiet: Temperatur-Überwachung von Blutkonserven

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Elektrolarynx

Microcontroller (flexibel konfigurierbar) Bluetooth Funkmodul (keine Steckverbinder, Hygiene!)

Einsatzgebiet: Sprechhilfe für Patienten ohne

Kehlkopf

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17 18.06.2014

Halbleiterfabrik

IC-EntwurfszyklusCAD-Labor

Konzept Schaltplan Simulation Layout

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18 18.06.2014

IC-Entwurfszyklus

On-wafer Probes

Messtechnik Aufbautechnik Charakterisierung

Halbleiterfabrik

Messlabor INT

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19 18.06.2014

Im Messlabor….