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Biomedizinische Physik 2
Biomedical Physics 2

Modul PH2002

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.

Modulversion vom SS 2018 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
SS 2018SS 2017SS 2011

Basisdaten

PH2002 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Biophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 30 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2002 ist Franz Pfeiffer.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Diese Vorlesung ist der zweite Teil einer Vorlesungsreihe, welche die physikalischen Grundlagen biomedizinischer Anwendungen behandelt (Teil 1: PH2001).

Dieser Kurs vermittelt die physikalischen Grundlagen biomedizinischer Anwendungen in Klinik und Forschung. Diese Anwendungen umfassen die Strahlentherapie, Laseranwendungen und Mikroskopie. Konkret werden folgende Schwerpunkte in diesen Anwendungen behandelt: Strahlenbiologie, Beschleunigerquellen für Strahlentherapie, Bestrahlungsplanung, Protonentherapie, Laseranwendungen, Licht-Mikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, Elektronenmikroskopie, Röntgenmikroskopie.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der / die Studierende in der Lage

  1. die physikalischen Grundlagen verschiedener Strahlentherapieverfahren zu beschreiben.
  2. Laser-Anwendungen in der Medizin zu nennen und die zugrunde liegenden Wechselwirkungsvorgänge zu verstehen.
  3. verschiedene Methoden der Mikroskopie zu erklären und ihre Vor- und Nachteile zu vergleichen.

Voraussetzungen

Die Veranstaltung setzt den ersten Teil der Reihe "Biomedizinische Physik 1" fort, kann aber auch ohne Vorkenntnisse besucht werden.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Das Modul besteht aus einer Vorlesung, in der die Inhalte durch Vortrag der theoretischen Grundlagen und deren experimentellen Umsetzungen erläutert und durch anschauliche Beispiele aus der klinischen Anwendungen verständlich gemacht werden. Dabei werden multimediale Anschauungsmaterialien zur Erläuterung der verschiedenen Verfahren benutzt. Hoher Wert wird auf die Anregung interaktiver Diskussion mit den Studierenden und unter den Studierenden über das gerade Erlernte gelegt. Die Vorlesungsunterlagen enthalten Hyperlinks auf die Originalarbeiten, die den Einstieg in die eigenständige Literaturrecherche fördern sollen. Die Studierenden werden angeleitet die in der Vorlesung erläuterten Themen durch derartige Recherche selbständig zu vertiefen.

Medienformen

  • PowerPoint Vortrag mit integrierten Animation und Lehrvideos
  • Interaktive Diskussionen mit Tafelanschrieb
  • Gedruckte HandOuts und PDFs mit Hyperlinks
  • Exkursion

Literatur

  • H. Zabel, Medical Physics 1 & 2, De Gruyter

  • Oppelt, Imaging Systems for Medical Diagnostics, Siemens & Publicis Corporate Publishing Erlangen

  • W. Schlegel und J. Bille, Medizinische Physik, Bd. 2, Springer Verlag

  • J. Als-Nielsen und D. MacMorrow, Elements of Modern X-Ray Physics, John Wiley & Sons

  • W. Kalender, Computertomographie. Grundlagen, Gerätetechnologie, Bildqualität, Anwendungen, Publicis Corporate Publishing, Erlangen

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen, Diskussionen anhand von Skizzen und einfachen Formeln überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Wie ist ein Linearbeschleuniger für die Strahlentherapie aufgebaut und wie funktioniert er?
  • Wie erzeugt man Protonenstrahlen für die Bestrahlungstherapie?
  • Wie und warum unterscheiden sich die Tiefendosiskurven bei Bestrahlung mit Photonen und Ionen?
  • Erläutern sie die Motivation für Dosisfraktionierung an Hand von Zell-Überlebenskurven.
  • Wie funktioniert eine Lichtmikroskop/ Phasenkontrast-Mikroskop/ Laser-Scanning Konfokalmikroskop/ STED-Mikroskop?

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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