Technische Universität Ilmenau

Bildgebende Systeme in der Medizin 2 - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Modulnummer 200116 - allgemeine Informationen
Modulnummer200116
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer2221 (Biomedizinische Technik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Andreas Keller
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Mathematik 1-3, Physik 1-2, Bildgebende Systeme 1, Messtechnik, Signale und Systeme

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen 

Die Studierenden kennen Gegenstand, Ziel und zu nutzende Methoden des Faches einschließlich seiner Stellung und Beziehungen im MSc-Studiengang BMT. Sie verstehen Begriff, Ursachen und Wirkungen der örtlichen Dynamik. Sie adaptieren bekannte Methoden der Beschreibung zeitlich dynamischer Systeme für mehrdimensionale, ortsabhängige Signale. Die Studierenden nutzen erfolgreich diese Methoden zur Analyse bildgebender Systeme in der Medizin über alle Stufen einschließlich des Auges als Empfänger und sind in der Lage, Möglichkeiten und Grenzen des Bildsignalübertragungsprozesses kritisch zu bewerten. Die Studierenden sind in der Lage, am Beispiel zweier vorgestellter Bilderzeugungssysteme (Magnetresonanztomographie, Ultraschallsysteme) diese Beschreibungsmethoden anzuwenden. Sie kennen den klinischen Nutzen bildgebender Systeme mit deren Aufgabenbezug, Grenzen und Risiken und sind sich der unterschiedlichen methodischen Herangehensweisen bewusst und können dies im Praktikum anwenden.

Die zugehörigen Praktikumsversuche befähigen die Studierenden zum selbstständigen Umgang mit experimentellem Computertomograph und mit modernem Ultraschall-B-Bild-System sowie zur experimentellen Bewertung des Übertragungsverhaltens. Sie sind befähigt zum Erkennen der Zusammenhänge zwischen genutzten physikalischen Wechselwirkungseffekten und technischen Komponenten sowie Bildfehlern und Grenzen der erreichbaren Bildgüte. Sie zeigen Interesse für die abzuleistenden Praktika und kennen und beachten die Vorschriften des Strahlenschutzes sowie weitere Sicherheitsvorschriften.

Die Studierenden verstehen aus der Vorlesung die vielschichtigen Anforderungen an bildgebende Systeme in der Medizin. Mit diesen Kenntnissen ist es ihnen möglich sich an fachspezifischen Diskussionen zu beteiligen und an sie gerichtete Fragen zu beantworten. Aus der Reflexion der Diskussionen in den Vorlesungen und Praktika lernen die Studierenden, Kritik an ihrer Meinung zu akzeptieren und andere Meinungen zuzulassen.

Inhalt 

 

SIGNALÜBERTRAGUNGSVERHALTEN:
Charakteristik des elementaren Bilderzeugungssystems, Erweiterung des Dynamikbegriffes, Systemklassen, Operatoreigenschaften, heuristischer Ansatz, vollständige Beschreibung, Koordinatentransformation, statisches Verhalten, Kontrastübertragung, örtliche Dynamik, Zerlegung in Impulse, Zerlegung in Sinusschwingungen, Rauschen, Übertragung von Rauschen, Auswirkung auf die Detailerkennbarkeit, Abtastsysteme, örtliche Abtastung, 2D-Abtasttheorem, Undersampling, Aliasing, Querschnittrekonstruktionsverfahren, Modellansatz, Gefilterte Rückprojektion, Messung des Übertragungsverhaltens, Aussage des  Übertragungsverhaltens, das Auge als Bildempfänger.

MAGNETRESONANZTOMOGRAFIE:
physikalischer Wechselwirkungseffekt, mikroskopische Kernmagnetisierung, makroskopische Kernmagnetisierung, Relaxation, Kernresonanz, Bestimmung der Relaxationszeiten, MR-Bildgebung, Ortsauflösung: Gradientenfelder, Prinzip, Möglichkeiten, Einzelschichtverfahren, Gerätetechnik.

DIAGNOSTISCHE ULTRASCHALLANWENDUNGEN:
Wechselwirkungseffekte, Schall, Ultraschall, Schallausbreitung an Grenzschichten, Echoprinzip, Dopplerprinzip, Ultraschallerzeugung, -wandlung, Bildgebung, Echoimpulstechnik, A-Bild, B-Bild, M-Bild, Doppler, Farbdoppler, Übertragungsverhalten, örtliches Auflösungsvermögen, zeitliches Auflösungsvermögen, Störgrößen, Rauschen.

PRAKTIKUMSVERSUCHE
-Computertomographische Querschnittsrekonstruktion
-Ultraschallb-Bildgebung

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Vorlesung

Medienform: PowerPoint-Präsentation, Mitschriften, Arbeitsblätter, ausführliche Praktikumsanleitungen

Veranstaltungsform: Präsenz

->wenn durch Corona-Maßnahmen erforderlich: online-Vorlesung

Technische Voraussetzung: webex https://intranet.tu-ilmenau.de/site/vpsl-pand/SitePages/Handreichungen_Arbeitshilfen.aspx

Moodle-Link: https://moodle2.tu-ilmenau.de/enrol/index.php?id=3419

 

Literatur

Bücher:

1. Keller, A.: Übertragungsverhalten Bildgebender Systeme in der Medizin. Ilmenau: Unicopy Campus Edition 2021. 156 S.

2. Imaging Systems for Medical Diagnostics; Ed.: Oppelt, A; 2nd. rev. & enl. ed.; Erlangen: Publicis 2005. 996 S.

3. Barrett, H. H.; Swindell, W.: Radiological Imaging: The Theory of Image Formation, Detection, and Processing; Vol.I & II; New York: Academic Press 1981. 384+352 S.

4. Buzug, T. M.: Computed Tomography From photon statistics to modern cone beam CT; Berlin: Springer 2008. -521 S.

5. Buzug, T. M.: Einführung in die Computertomographie. Mathematisch-physikalische Grundlagen der Bildrekonstruktion; Berlin: Springer 2004. 420 S.

6. Kalender, W. A.: Computed tomography: fundamentals, system technology, image quality, applications; 3., rev. ed.; Erlangen: Publicis Corp. Publ. 2011. 372 S.

7. Vlaardingerbroek, M. T.; Boer, J. A. den: Magnetresonanzbildgebung; Berlin: Springer 2004. 500 S.

8. Weishaupt, D.; Köchli, V. D.; Marincek, B.; Fröhlich, J.M.: Wie funktioniert MRI?; Berlin: Springer 2014. 180 S.

9. Ultraschall Lexikon; Berlin: Blackwell 1996. 145 S.

10. Götz, A.-J., Enke, F.: Kompendium der medizinisch – diagn. Ultrasonographie; Stuttgart: Enke 1997. 124 S.

11. Hedrick, W. A.; Hykes, D. L.: Starchman, D. E.: Ultrasound Physics and Instrumentation; 3rd  Ed.; St.  Louis: Mosby-Year Book 1995. 382 S.

12. Keller, A.: Magnet – Resonanz – Tomographie; in: Ardenne, Musiol, Klemradt (Hrsg.) Effekte der Physik und ihre Anwendungen; Frankfurt/M.: Verlag Harry Deutsch 2005. S. 82-86

13. Keller, A.: Röntgen – Computertomographie; in: Ardenne, Musiol, Klemradt (Hrsg.) Effekte der Physik und ihre Anwendungen; Frankfurt/M.: Verlag Harry Deutsch 2005. S. 230-234

Lehrevaluation
Spezifik Referenzmodul
ModulnameBildgebende Systeme in der Medizin 2
Prüfungsnummer220477
Leistungspunkte5
SWS2.5 (2 V, 0 Ü, 0.5 P)
Präsenzstudium (h)28.125
Selbststudium (h)121.875
VerpflichtungPflichtmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum AbschlussDas Modul Bildgebende Systeme in der Medizin 2 mit der Prüfungsnummer 220477 schließt mit folgenden Leistungen ab:
  • mündliche Prüfungsleistung über 20 Minuten mit einer Wichtung von 84% (Prüfungsnummer: 2200796)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 16% (Prüfungsnummer: 2200797)


Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Versuche Computertomographische Querschnittsrekonstruktion und Ultraschall-Bildgebung; Note ergibt sich aus Gespräch und Protokoll

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen

Prüfungsgespräch (mündliche Abschlussleistung) in Distanz nach §6a PStO-AB

Abschluss: PL

Dauer: 20 min

Technische Voraussetzung: webex https://intranet.tu-ilmenau.de/site/vpsl-pand/SitePages/Handreichungen_Arbeitshilfen.aspx

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Ingenieurinformatik 2021
ModulnameBildgebende Systeme in der Medizin 2
Prüfungsnummer220477
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)79
Selbststudium (h)71
VerpflichtungWahlmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum AbschlussDas Modul Bildgebende Systeme in der Medizin 2 mit der Prüfungsnummer 220477 schließt mit folgenden Leistungen ab:
  • mündliche Prüfungsleistung über 20 Minuten mit einer Wichtung von 84% (Prüfungsnummer: 2200796)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 16% (Prüfungsnummer: 2200797)


Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Versuche Computertomographische Querschnittsrekonstruktion und Ultraschall-Bildgebung; Note ergibt sich aus Gespräch und Protokoll

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen

Prüfungsgespräch (mündliche Abschlussleistung) in Distanz nach §6a PStO-AB

Abschluss: PL

Dauer: 20 min

Technische Voraussetzung: webex https://intranet.tu-ilmenau.de/site/vpsl-pand/SitePages/Handreichungen_Arbeitshilfen.aspx

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Biomedizinische Technik 2021
ModulnameBildgebende Systeme in der Medizin 2
Prüfungsnummer220477
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)22
Selbststudium (h)128
VerpflichtungPflichtmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum AbschlussDas Modul Bildgebende Systeme in der Medizin 2 mit der Prüfungsnummer 220477 schließt mit folgenden Leistungen ab:
  • mündliche Prüfungsleistung über 20 Minuten mit einer Wichtung von 84% (Prüfungsnummer: 2200796)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 16% (Prüfungsnummer: 2200797)


Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Versuche Computertomographische Querschnittsrekonstruktion und Ultraschall-Bildgebung; Note ergibt sich aus Gespräch und Protokoll

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen

Prüfungsgespräch (mündliche Abschlussleistung) in Distanz nach §6a PStO-AB

Abschluss: PL

Dauer: 20 min

Technische Voraussetzung: webex https://intranet.tu-ilmenau.de/site/vpsl-pand/SitePages/Handreichungen_Arbeitshilfen.aspx

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Ingenieurinformatik 2014
ModulnameBildgebende Systeme in der Medizin 2
Prüfungsnummer220477
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)22
Selbststudium (h)128
VerpflichtungWahlmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum AbschlussDas Modul Bildgebende Systeme in der Medizin 2 mit der Prüfungsnummer 220477 schließt mit folgenden Leistungen ab:
  • mündliche Prüfungsleistung über 20 Minuten mit einer Wichtung von 84% (Prüfungsnummer: 2200796)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 16% (Prüfungsnummer: 2200797)


Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Versuche Computertomographische Querschnittsrekonstruktion und Ultraschall-Bildgebung; Note ergibt sich aus Gespräch und Protokoll

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen

Prüfungsgespräch (mündliche Abschlussleistung) in Distanz nach §6a PStO-AB

Abschluss: PL

Dauer: 20 min

Technische Voraussetzung: webex https://intranet.tu-ilmenau.de/site/vpsl-pand/SitePages/Handreichungen_Arbeitshilfen.aspx

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl