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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
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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
2 18.06.2014
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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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
3 18.06.2014
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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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
4 18.06.2014
Medizinische Signalverarbeitung
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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
5 18.06.2014
Was ist Signalverarbeitung?
Sensor
Signal-verarbeitung
“Object ofinterest”
Signale, Messungen
Information für Anwendungen
Erfassung
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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
6 18.06.2014
Anwendungen der Signalverarbeitung
Sprache Bild Komm. Auto Messtech.
Audio Video Radar Medizin
Signalverarbeitung
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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
7 18.06.2014
Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (1)
Sensor: Kernspin-Tomograph Signal: MRT-Spektroskopie Aufgabe: Untersuchung der Struktur von
Molekülen und Stoff- zusammensetzung
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8 18.06.2014
Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (2)
Sensor: Kernspin-Tomograph Signal: Ganzkörper-MRT-Aufnahmen Aufgabe: Automatische Segmentierung
vom Fettgewebe zur Diagnose von Diabetes
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9 18.06.2014
Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (3)
Sensor: Kappe mit Elektroden Signal: EEG Aufgabe: Detektion von Epilepsie,
Brain-Computer-Interface
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10 18.06.2014
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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11 18.06.2014
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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12 18.06.2014
Beispiele für Schaltungsentwicklungen im Bereich Medizintechnik
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13 18.06.2014
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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14 18.06.2014
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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16 18.06.2014
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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B.Sc. MedizintechnikB. Yang & M. Berroth
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….