Technische Universität Ilmenau

Mikrowellensensorik in der Medizin - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties Mikrowellensensorik in der Medizin in degree program Master Biomedizinische Technik 2014
module number101506
examination number2200509
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group 2222 (Biosignal Processing)
module leader Dr. Marko Helbig
term winter term only
languageDeutsch
credit points3
on-campus program (h)22
self-study (h)68
obligationelective module
examoral pass-fail certificate, 30 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
previous knowledge and experience

Elektrotechnik, Elektromagnetisches Feld, Elektrische Messtechnik

learning outcome

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.

content

- 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

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Vorlesung

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

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=698

 

 

literature / references

• 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

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

WS 2014/15 (Vorlesung)

WS 2015/16 (Vorlesung)

WS 2017/18 (Vorlesung)

Hospitation: