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Introduction to Biological Imaging

Modul ME562

Dieses Modul wird durch Fakultät für Medizin 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

ME562 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das unregelmäßig angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
180 h 120 h 6 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Veranstaltung vermittelt den grundlegenden ingenieurwissenschaftlichen Hintergrund zu Methoden der Bild-Generierung mit einem Fokus auf Ansätze zur Bildrekonstruktion (Tomographie). Vorgestellt werden Hardware, physikalische Prinzipien und algorithmische Implementierung der gängigen Bildgebungsansätze wie Mikroskopie und MRT sowie aufstrebende Methoden wie optische und optoakustische Bildgebung, die in der Lage sind, neue biologische und medizinische Paradigmen zu formen. Beispiele praktischer Anwendungen in Biologie und Medizin werden vorgestellt. Die Veranstaltung beinhaltet auch angewandte praktische Übungen unter Verwendung von Matlab, die Lektüre herausragender wissenschaftlicher Publikationen sowie eine Exkursion zu einer Forschungseinrichtung.

Lernergebnisse

"Es soll ein Grundwissen in Biomedizinischer Bildgebung vermittelt werden, das insbesondere die folgenden Bereiche umfasst:
- physikalische und Hardware-Komponenten aller gängigen Bildgebungs-Technologien
- Wellen-Ausbreitung in Geweben für gebeugte und nicht-gebeugte Quellen
- Prinzipien der Vorwärts-Modellierung und Inversion / Bildrekonstruktion
- eigene Inversions-Programmierung in Matlab
- Anwendungsbereiche anatomischer, funktionaler und molekularer Bildgebung
- Bildgebungs-Technologien der nächsten Generation"

Voraussetzungen

"Kenntnisse in Linearer Algebra, Fourier-Transformationen, Computergestützte numerische Lösungen, Matlab und Elektronik
wie sie insbesondere durch die Lehrveranstaltungen Mathematik 1 und 4, Signaldarstellungen, Schaltungstechnik 1 sowie den Projektkurs Matlab vermittelt werden."

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Introduction to Biological Imaging
VO 3 Introduction to Biological Imaging Mi, 16:45–18:00
sowie einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

Die Veranstaltung ist eine Mischung aus fachlichen Vorträgen zu verschiedenen Themen der Bildgebung durch den Dozenten und Mitarbeiter in der Vorlesung sowie praktischen Übungen (insbesondere Programmieraufgaben unter Verwendung von Standard-Software), in denen das Gelernte umgesetzt und vertieft werden soll. Ein weiterer Bestandteil ist Literaturarbeit, bei der die Studenten sich anhand von Publikationen selbständig mit aktuellen Forschungsthemen vertraut machen und deren Aufbereitung und Präsentation üben sollen. Geplant ist auch der Besuch einer Forschungseinrichtung zur weiteren praktischen Veranschaulichung.

Medienformen

"Folgende Medienformen finden Verwendung:
- EDV-gestützte Präsentation der Vorträge von Dozenten und Studenten
- aktuelle Publikationen
- Die Studierenden bearbeiten die Übungen an überwiegend zur Verfügung gestellten Rechnern mit entsprechender Software (Matlab)"

Literatur

"Folgende Literatur wird empfohlen:
- Ntziachristos V., Leroy-Willig A, Tavitian B (Hrsg.): Textbook of in-vivo Imaging in Vertebrates
- Kak A, Slaney M: Principles of Computerized Tomography"

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Modulprüfung mit folgenden Bestandteilen: - Mid-term Exam (Hausarbeit) (40%) - Referat während der Vorlesung über eine aktuelle Publikation zu einem Bildgebungsthema (10%) - schriftliche Prüfung (50%)
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