Informatikanwendungen in der Medizin II
Computer Aided Medical Procedures II

Modul IN2022

Dieses Modul wird durch Fakultät für Informatik 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

IN2022 ist ein Semestermodul in Englisch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Der Besuch von Modul IN2021 (Informatikanwendungen in der Medizin) ist von Vorteil aber nicht zwingend erforderlich. Folgende Inhalte werden beispielhaft behandelt und ggf. durch industrielle oder klinische Fallstudien von Experten lokaler Kliniken und medizintechnischer Firmen ergänzt: - Bildverarbeitung ++ Bildfilterung im Ortsbereich ++ Bildfilterung im Frequenzbereich ++ Bildtransformationen - Bildsegmentierung ++ Pixelbasierte Verfahren ++ Graphbasierte Verfahren und graphische Modelle ++ Variationsmethoden - Bildregistrierung ++ Intensitäts- und landmarkenbasierte Verfahren ++ Registrierung von inter-/intra-Patientendaten und inter-/intra-Modalitäten ++ Graphbasierte Verfahren und graphische Modelle ++ Variationsmethoden - Grundlagen des maschinellen Lernens ++ Clustering ++ Hauptkomponentenanalyse - Grundlagen der 3D Volumenvisualisierung ++ Physikalische Grundlagen ++ Überblick über Renderingtechniken In den Übungen gibt es die Möglichkeit für die Teilnehmer bei der Implementation oder Anwendung der Methoden zur Lösung von realen Problemstellungen ein tieferes Verständnis zu erlangen und praktische Erfahrung zu sammeln.

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an diesem Modul verstehen die Teilnehmer die Grundlagen, Unterschiede und Anwendungsgebiete hochentwickelter Algorithmen zur Bildverarbeitung, Bildsegmentierung, Bildregistrierung und können diese auch in MATLAB implementieren. Zudem verstehen sie die Grundlagen von Algorithmen des maschinellen Lernens sowie von Methoden zur 3D Volumendarstellung. Die Teilnehmer sind des Weiteren in der Lage anspruchsvolle Aufgabenstellungen im Bereich der computerunterstützten Diagnose und Intervention zu verstehen und Lösungsansätze mit Hilfe der behandelten Algorithmen zu erarbeiten.

Voraussetzungen

IN2021 Informatikanwendungen in der Medizin, Bachelor oder Vordiplom in Informatik, in einem naturwissenschaftlichen oder ingenieurwissenschaftlichen Fach

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Computer Aided Medical Procedures II (IN2022) Mittwoch, 12:30–14:00
Donnerstag, 14:30–16:00

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung, Übung, Programmieraufgaben zum Selbststudium

Medienformen

Folienpräsentation, Tafelanschrieb

Literatur

[Peters2000] Terry M. Peters: Image-guided surgery: From X-rays to Virtual Reality. Comput Methods Biomech Biomed Engin, 4(1):27-57, 2000 [MICCAI] Various Proceedings of MICCAI (International Society and Conference Series on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention) [TMI] Various IEEE Transactions on Medical Imaging

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Prüfungsart: schriftliche Klausur. Die Prüfungsleistung wird in Form einer 90-120 minütigen schriftlichen Klausur erbracht. Hilfsmittel sind nicht zugelassen. Wissensfragen überprüfen das Verständnis der Grundlagen, Unterschiede und Einsatzgebiete hochentwickelter Algorithmen zur medizinischen Bildverarbeitung und computergestützten Chirurgie. Anhand kleiner Fallstudien wird zudem überprüft, ob die Teilnehmer selbständig in der Lage sind für eine konkrete Anwendung den richtigen Algorithmus auszuwählen, sowie die Anwendung und das Ergebnis eines gegebenen Algorithmus auf ein konkretes Problem kritisch zu bewerten.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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.