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Physik der Magnetresonanzbildgebung 1
Physics of Magnetic Resonance Imaging 1

Modul PH2270

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

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

verfügbare Modulversionen
WS 2018/9SS 2018

Basisdaten

PH2270 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das in jedem Semester 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 PH2270 in der Version von SS 2018 war Marion Irene Menzel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Diese Vorlesung ist der erste Teil einer Vorlesungsreihe, welche die physikalischen Grundlagen der Magnetresonanz-Bildgebung behandelt.

Der Inhalt des ersten Teils konzentriert sich auf die Prinzipien der Bilderzeugung durch Magnetresonanz. Am Anfang der Vorlesung wird die Frage beantwortet, wie ein Magnetresonanz(MR)-Signal entsteht, anschließend wird die Detektion und Manipulation dieses Signals behandelt und abschließend wird aufgezeigt, wie aus Magnetresonanz-Signale ein Bild erzeugt werden kann.

Insbesondere werden folgende Themen behandelt:

1.    Einführung in die MRT

2.    Erzeugung des MR-Signals

a.    Magnetische Momente

b.    Radiofrequenz-Anregung

c.     Signal Detektion

3.    Characteristika des MR-Signals

a.    Freier Induktionszerfall

b.    Spin Echo

c.     Gradientenecho

4.    Räumliche Kodierung der MR-Signale

a.    Schichtselektion

b.    Frequenz- und Phasenkodierung

c.     k-Raum

5.    Relaxation und Bildkontrast

a.    Saturation-Recovery Sequenz

b.    Inversion-Recovery Sequenz

c.     Spin-Echo Sequenz

Lernergebnisse

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

1.    die physikalischen Grundlagen der Erzeugung und Detektion des Magnetresonanz-Signals zu beschreiben

2.    zu verstehen, wie ein Magnetresonanz-Bild erzeugt wird.

3.    zu erklären, wie der Bildkontrast in einem Magnetresonanz-Bild entsteht.

MR-Pulssequenzen zu analysieren und ihre Funktionsweise zu verstehen

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Quiz, Übungen, Diskussionen.


Physik der Magnetresonanzbildgebung 1 umfasst 5 Hausaufgabensets. Diese Hausaufgabensets werden zum Ende von ausgewählten Vorlesungsterminen ausgegeben. Zu Beginn der darauffolgenden Vorlesung können die Studierenden ihre jeweiligen bearbeiteten Hausaufgabensets abgeben, diese werden nicht benotet. Die Lösung der Hausaufgabensets wird zu Beginn der Vorlesung besprochen, an dem das Hausaufgabenset abzugeben ist.

Medienformen

Tafelanschrieb, Powerpoint Präsentation

Literatur

Lehrbuch: Principles of Magnetic Resonance Imaging: A Signal Processing Perspective by Zhi-Pei Liang and Paul C. Lauterbur.

Weitere Literatur:

Magnetic Resonance Imaging Physical Principles and Sequence Design 2. Ed. by: Robert W. Brown, Y.-C. Norman Cheng, E. Mark Haacke, Michael R. Thompson, Ramesh Venkatesan; online verfügbar an der TUM via: http://onlinelibrary.wiley.com.eaccess.ub.tum.de/book/10.1002/9781118633953

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine schriftliche Klausur von 60 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Rechenaufgaben und Verständnisfragen überprüft.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch mündlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 25 Minuten.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Wie erfolgt die Bildkodierung in 2 und 3 Dimensionen?
  • Wie wird T1 Bildkontrast in einer Gradientenechosequenz erzeugt?
  • Berechnen Sie, wieviele Protonen effektiv zu dem erzeugten effektiven magnetischen Moment bei 7 T beitragen.

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Auf die Note einer bestandenen Modulprüfung in der Prüfungsperiode direkt im Anschluss an die Vorlesung (nicht auf die Wiederholungsprüfung) wird ein Bonus (eine Zwischennotenstufe "0,3" besser) gewährt (4,3 wird nicht auf 4,0 aufgewertet), wenn die/der Studierende die Mid-Term-Leistung bestanden hat, diese besteht aus der Abgabe von mindestens 3 von 5 Hausaufgabensets.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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