Technische Universität Ilmenau

Mikrowellensensorik in der Medizin - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Fachinformationen zu Fachnummer 101506 - allgemeine Informationen
Fachnummer101506
Fakultät
Fachgebietsnummer2222 (Biosignalverarbeitung)
Fachverantwortliche(r) Dr. Marko Helbig
SpracheDeutsch
TurnusWintersemester
Vorkenntnisse

Elektrotechnik, Elektromagnetisches Feld, Elektrische Messtechnik

Lernergebnisse

Die Lehrveranstaltung hat zum Ziel, den Studierenden der Biomedizinischen Technik die Grundlagen der Mikrowellensensorik, insbesondere zum Zwecke der Anwendung in der Medizin zu vermitteln.

Die Studierenden kennen die physikalischen Grundlagen, welche die Ausbreitung und die Wechselwirkungen von Mikrowellen in Medien (insbes. Gewebe) und an dielektrischen Grenzflächen bestimmen. Sie besitzen grundlegende Kenntnisse über Methoden der Messtechnik im Mikrowellenbereich (u.a. über Netzwerkanalyse, dielektrische Spektroskopie) als auch über die dazu notwendigen technischen Komponenten und Messsysteme. Sie kennen Prinzipien und technische Umsetzungen ultrabreitbandiger Sensorik im Mikrowellenbereich, insbesondere der UWB-Radartechnik. Die Studierenden können medizinische Einsatzfelder der UWB-Sensorik benennen und ihr Potential analysieren. Sie kennen technische Voraussetzungen, signalanalytische Methoden sowie aktuelle Herausforderungen und Lösungsansätze der medizinischen Bildgebung und berührungslosen Vitaldatenerfassung mittels Mikrowellen.

Im letzten Teil der Lehrveranstaltung weisen die Studierenden nach, dass sie die vermittelten Kenntnisse auch in praktischen Messungen und Aufgabenstellungen einsetzen können.

Inhalt

- Physikalische Grundlagen: Mikrowellen im Spektrum elektromagnetischer Wellen, Wechselwirkungen elektromagnetischer Wellen in Medien, Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in Medien, Transmission und Reflexion an Grenzflächen

- Mikrowellenmesstechnik: Leitungsgeführte Wellenausbreitung, Streuparameter (S-Parameter), Messung der S-Parameter, Dielektrische Spektroskopie

- Antennen und Bauelemente für die Mikrowellensensorik: Grundlegende Begriffe und Kenngrößen, Antennen für Mikrowellensensorik

- UWB- und UWB-Radar: Ultrabreitbandtechnik, M-Sequenztechnologie, Grundlagen zum UWB-Radar, Beamforming / Migration, Oberflächenrekonstruktion mittels Boundary Scattering Transform, UWB-Sensorik in der Medizin

- Praktikum mit den thematischen Inhalten: Dielektrische Spektroskopie, Bildgebung / Beamforming, Berührungslose Vitaldatenerfassung

Medienformen

Powerpoint-Folien, Tafel, Demonstrationen, Praktische Übungen und Messungen im Labor

Literatur

• Detlefsen, Siart: Grundlagen der Hochfrequenztechnik. Oldenbourg, 2012

· Gustrau: Hochfrequenztechnik. Hanser, 2013

· Meinke: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Springer, 1992

· Thumm, Wiesbeck, Kern: Hochfrequenzmesstechnik. Vieweg + Teubner, 1998

· Hiebel: Grundlagen der vektoriellen Netzwerkanalyse. Rohde & Schwarz, 2011

· Göbel: Radartechnik. VDE-Verlag, 2011

· Sachs: Handbook of Ultra-Wideband Short-Range Sensing. Wiley-VCH, 2013

· Dössel / Buzug: Medizinische Bildgebung. (Bd. 7 der Reihe Biomedizinische Technik), de Gruyter, 2013

Lehrevaluation

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

WS 2014/15 (Vorlesung)

WS 2015/16 (Vorlesung)

WS 2017/18 (Vorlesung)

Hospitation:

Spezifik im Studiengang Master Biomedizinische Technik 2014
FachnameMikrowellensensorik in der Medizin
Prüfungsnummer2200509
Leistungspunkte3
Präsenzstudium (h)22
Selbststudium (h)68
VerpflichtungWahlpflicht
Abschlussmündliche Studienleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.