Neuroprothetik
Neuroprosthetics

Modul EI7246 [NeuroProth]

Dieses Modul wird durch Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

EI7246 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das in jedem Semester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
180 h 56 h 6 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Diese Vorlesung behandelt elektrische Implantate von etablierten Systemen wie Herzschrittmachern bis zu den noch in Entwicklung befindlichen Retina Implantaten. Hierbei werden sowohl die Grundlagen der elektrischen Erregung von Neuronen als auch biologische, materialtechnische und medizinische Einflussfaktoren sowie der Stand der Technik diskutiert. Im begleitenden Praktikum werden Aufgaben zu den Themen Grundlagen der elektrischen Stimulation sowie Signalverarbeitungsstrategien implementiert. Insgesamt soll dabei ein virtuelles Modell einer Neuroprothese erarbeitet werden. Schlagworte: Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate, Retina-Implantate, Deep-Brain Stimulation, Brain-Computer Interfaces, Funktionelle Elektrostimulation und Magnetstimulation, Implantattechnologien, Elektrodensysteme, Energieversorgung, Biokompatibilität

Lernergebnisse

- Überblick über aktuelle und in der Entwicklung befindliche Neuroprothesen - Interdiszipilinäres Verständnis grundlegender physikalischer und biologischer Prinzien sowie deren Modellierung - Entwicklung einer Kodierungsstrategie für ein Neuroimplantat - Umgang mit Fachliteratur

Voraussetzungen

Grundlagen MatLab Grundlagen der Systemtheorie Grundlagen der Signalverarbeitung

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Neuroprothetik Freitag, 11:00–13:00
Freitag, 14:00–16:00
Freitag, 16:00–18:00

Lern- und Lehrmethoden

d empfohlen: - Medizintechnik mit biokompatiblen Werkstoffen und Verfahren; Erich Wintermantel, Suk-Woo Ha (mit Einschränkung, dieses Werk umfasst die gesamte Thematik der Biokompatibilität, die Aspekte bei elektrischen Implantaten werden nur am Rande behandelt)

Medienformen

Folgende Medienformen finden Verwendung: - Frontalvorlesung - Skript - betreutes Praktikum

Literatur

Folgende Literatur wird empfohlen: - Neuroprosthetics Theory and Practice , Kenneth W. Horch, Gurpreet S. Dhillon (Hsg), World Scientific, 2004 - Medizintechnik mit biokompatiblen Werkstoffen und Verfahren; Erich Wintermantel, Suk-Woo Ha (mit Einschränkung, dieses Werk umfasst die gesamte Thematik der Biokompatibilität, die Aspekte bei elektrischen Implantaten werden nur am Rande behandelt)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung weisen Studierende durch das Beantworten von Fragen nach, dass sie physikalische und biologische Prinzien sowie deren Modellierung verstanden haben und am Beispiel aktueller bzw. in Entwicklung befindlicher Neuroprothesen in Kontext setzen können (100%). Durch die Laborleistung weisen Studierende nach, dass sie die Koordinierungsstrategie unter Hinzunahme von einschlägiger Fachliteratur umsetzen können (Studienleistung).

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.