PTI04450 – Biomedical Measurement Engineering

Module
Biomedical Measurement Engineering
Biomesstechnik
Module number
PTI04450
Version: 2
Faculty
Physikalische Technik / Informatik
Level
Bachelor
Duration
1 Semester
Semester
Winter semester
Module supervisor

Prof. Dr.-Ing. Silvio Dutz
Silvio.Dutz(at)fh-zwickau.de

Lecturer(s)

Prof. Dr.-Ing. Silvio Dutz
Silvio.Dutz(at)fh-zwickau.de

Course language(s)

German - 90.00%
in "Biomesstechnik"

English - 10.00%
in "Biomesstechnik"

ECTS credits

6.00 credits

Workload

180 hours

Courses

5.00 SCH (1.00 SCH Internship | 4.00 SCH Lecture with integrated exercise / seminar-lecture)

Self-study time

105.00 hours
105.00 hours Self-study - Biomesstechnik

Pre-examination(s)

Praktikumstestat
in "Biomesstechnik"

Examination(s)

schriftliche Prüfungsleistung
Module examination | Examination time: 120 min | Weighting: 80%
in "Biomesstechnik"

alternative Prüfungsleistung - Presentation
Module examination | Examination time: 15 min | Weighting: 20%
in "Biomesstechnik"

Media type
No information
Instruction content/structure

- Elektrophysiologische Grundlagen zur Entstehung bioelektrischer und biomagnetischer Signale, deren messtechnisch relevante Eigenschaften, die Vielfalt und die Eigenschaften nichtelektrischer Biosignale;

- Die bioelektrische Messkette mit: Eigenschaften von Elektroden, Vorverstärker, Analogfilter, Störgrößen und deren Einkoppelwege sowie deren Minimierung; Messung von EKG*, EEG, EVP*, EMG, ERG* und EOG* sowie Bioimpedanzmessung;

- Messtechnik für biomagnetische Signale mit: Supraleitung, Josephson-Effekten und SQUIDs;

- physikalische und technische Prinzipien für Sensoren und Transducer mit u.a.: thermoelektrische Effekte, piezoelektrischer und -resistiver Effekt, kapazitive, induktive und optische Messprinzipien; Messverfahren, Geräteprinzipien und Beispiele zur nichtinvasiven und invasiven Blutdruck-*, Sauerstoffpartialdruck- und Temperaturmessung* sowie zur Messung von Geräuschen und strömenden Medien*, zur Pulsoxymetrie*; Biosensoren; Entwicklung eines Pulssensors*

 - Monitoring und Vitalparameterüberwachung, Biotelemetrie

Zu den mit * gekennzeichneten Themen werden Praktikums-versuche angeboten.

Qualification objectives

Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse zur Entstehung und Messung bioelektrischer und biomagnetischer Signale sowie nichtelektrischer Biosignale und deren Besonderheiten im Vergleich zu technischen Signalen. Sie erlangen das theoretische Wissen zu Prinzipien, Funktion und Einsatz elektrischer Messgeräte und Sensoren für nichtinvasive und invasive Diagnoseverfahren. Die Studierenden erwerben außerdem Grundkenntnisse zur Verstärker- und Filtertechnik für Biosignale sowie zur drahtgebundenen und drahtlosen Übertragung von Biosignalen einschließlich des Monitorings. Die Studierenden werden befähigt, moderne technische Lösungen der Elektronik und Sensortechnik bezüglich ihrer Anwendung in der Biomesstechnik einzuschätzen und in neue medizintechnische Produkte zu integrieren. Das Praktikum ermöglicht den Studierenden das erworbene theoretische Wissen an Beispielen medizinischer Messgeräte an Probanden anzuwenden und die Wechselwirkungen zwischen Mensch und Gerät tiefgründiger zu verstehen. Außerdem wird der Entwicklungsprozess von Sensoren in einer mikroprozessorbasierten Umgebung trainiert. Der Seminarvortrag zu einem ausgewählten biomesstechnischen Thema fördert die Ausbildung fachübergreifender Kompetenzen der wissenschaftlichen Arbeit wie Recherchieren, Analysieren, Vortragen, Präsentieren und Diskutieren.

Special admission requirements

keine

Recommended prerequisites

Grundlagenkenntnisse der Module Experimentalphysik, Elektrotechnik, Messtechnik, Physikalische Chemie, Grundlagen der Biomedizinischen Technik und Biophysik

Continuation options
No information
Literature

- Kramme: Medizintechnik – Verfahren, Systeme, Informations-verarbeitung, Springer-Verlag;

- Bley: Kompendium Medizin und Technik, Forum Medizin Verlagsgesellschaft;

-  Eichmeier: Medizinische Elektronik, Springer-Verlag;

- Bolz: Technik in der Kardiologie - eine interdisziplinäre Darstellung für Techniker und Mediziner, Springer-Verlag

- Morgenstern, Kraft: Biomediznische Technik Band 1 - Faszination, Einführung, Überblick, De Gruyter Verlag

- Niebuhr, Lindner: Physikalische Messtechnik mit Sensoren, R. Oldenbourg Verlag;

- Wang, Liu: Biomedical Sensors and Measurement, Springer-Verlag;

- Hauptmann: Sensoren – Prinzipien und Anwendungen, Carl Hanser Verlag;

- Malmivuo, Plonsey: Bioelectromagnetism, Oxford University Press; Bronzino: The Biomedical Engineering Handbook, CRC Press, IEEE Press

Es wird empfohlen immer den neuste Auflage zu benutzen

Notes
No information