B.Sc. Medizintechnik Kompetenzfeld Sensorsignalverarbeitung 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 WS + SS, 6SWS, 6LP Schaltungstechnik 1 (V/Ü) im WS Schaltungstechnik 2 (V) im SS → Grundlagen für elektrische Sensoren (HW)

Inhalte der Module Signale und Systeme: Schaltungstechnik: 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

Medizinische Signalverarbeitung

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

Anwendungen der Signalverarbeitung Sprache Bild Komm. Auto Messtech. Audio Video Radar Medizin Signalverarbeitung

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

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

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

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

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) ……

Beispiele für Schaltungsentwicklungen im Bereich Medizintechnik

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

Entwicklungszyklus Idee / Konzept Hardware Prototyp 1 Software

Temperaturaufzeichnungsgerät Einsatzgebiet: Temperatur-Überwachung von Blutkonserven

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

IC-Entwurfszyklus CAD-Labor Konzept Schaltplan Simulation Layout Halbleiterfabrik

IC-Entwurfszyklus Messtechnik Aufbautechnik Charakterisierung Halbleiterfabrik Messlabor INT On-wafer Probes Messtechnik Aufbautechnik Charakterisierung

Im Messlabor….