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B.Sc . Medizintechnik Kompetenzfeld Sensor signalverarbeitung Prof. Dr.-Ing. B. Yang

B.Sc . Medizintechnik Kompetenzfeld Sensor signalverarbeitung Prof. Dr.-Ing. B. Yang Prof. Dr.-Ing. M. Berroth. Module des Kompetenzfelds. Zwei Module: Signale und Systeme, Prof. Yang WS, 4SWS, 6LP → Grundlagen für Signalverarbeitung (SW) Schaltungstechnik, Prof. Berroth

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B.Sc . Medizintechnik Kompetenzfeld Sensor signalverarbeitung Prof. Dr.-Ing. B. Yang

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Presentation Transcript

  1. B.Sc. MedizintechnikKompetenzfeld 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. 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

  4. Medizinische Signalverarbeitung

  5. Was ist Signalverarbeitung? Information für Anwendungen Signal- verarbeitung Signale, Messungen Sensor Erfassung “Object of interest”

  6. Anwendungen der Signalverarbeitung SpracheBildKomm. Auto Messtech. Audio Video Radar Medizin Signalverarbeitung

  7. Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (1) • Sensor: Kernspin-Tomograph • Signal: MRT-Spektroskopie • Aufgabe: Untersuchung der Struktur von Molekülen und Stoff-zusammensetzung

  8. Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (2) • Sensor: Kernspin-Tomograph • Signal: Ganzkörper-MRT-Aufnahmen • Aufgabe: Automatische Segmentierung vom Fettgewebe zur Diagnose von Diabetes

  9. Beispiele medizinischer Signalverarbeitung (3) • Sensor: Kappe mit Elektroden • Signal: EEG • Aufgabe: Detektion von Epilepsie, Brain-Computer-Interface

  10. 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

  11. 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) ……

  12. Beispiele für Schaltungsentwicklungen im Bereich Medizintechnik

  13. 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

  14. Entwicklungszyklus Idee / Konzept Hardware Prototyp 1 Software Prototyp 2

  15. Temperaturaufzeichnungsgerät • Einsatzgebiet: • Temperatur-Überwachung von Blutkonserven

  16. Elektrolarynx • Einsatzgebiet: • Sprechhilfe für Patienten ohne Kehlkopf • Microcontroller (flexibel konfigurierbar) • Bluetooth Funkmodul (keine Steckverbinder, Hygiene!)

  17. IC-Entwurfszyklus CAD-Labor • Konzept • Schaltplan • Simulation • Layout Halbleiterfabrik

  18. On-waferProbes IC-Entwurfszyklus Halbleiterfabrik Messlabor INT • Messtechnik • Aufbautechnik • Charakterisierung

  19. Im Messlabor….

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