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Einführung in die Biosignalverarbeitung

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Einführung in die Biosignalverarbeitung
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: BMT2502.BIOS
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P213-0067, P213-0070
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
3V+2P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 5
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur (50%), Praktische Prüfung mit Ausarbeitung (50%)

[letzte Änderung 22.11.2018]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

BMT2502.BIOS (P213-0067, P213-0070) Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 5. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Dr. Daniel Strauß
Dozent/innen:
Prof. Dr. Dr. Daniel Strauß


[letzte Änderung 17.07.2019]
Lernziele:
Die Studierenden besitzen das grundlegende Wissen der Biosignalverarbeitung, abgestimmt auf die Veranstaltung "Grundlagen der medizinischen Messtechnik". Neben dem allgemeinen Basiswissen zu Signalklassen und Signalräumen, Signaltransformationen und Filtertechniken haben sie Methoden der praktischen Biosignalverarbeitung -- wie z.B. die Handhabung von  Artefakten -- kennengelernt und in praktischen ßbungen und als Studienteilnehmer vertieft.
Als Studienteilnehmer lernen die Studenten essenzielle Soft Skills im Umgang mit Probanden und Patienten.

[letzte Änderung 17.07.2019]
Inhalt:
1. Signaltypen
1.1 deterministische Signale
1.2 stochastische Signale
1.3 fraktale und chaotische Signale
2. Signaldiskretisierung
2.1 Analog-Digitalumsetzung
2.2 Abtasttheorem/Aliasing
2.3 Multiraten Signalverarbeitung (Ausblick)
3. Transformationsanalyse
3.1 Räume für kontinuierliche und diskrete Signale
3.2 Integral- und Reihendarstellung von Signalen
3.3 Fourier-Transformation
3.4 Auto- und Kreuzkorrelationsfunktion, Wiener-Theorem, Kohärenzfunktion
3.5 Grundlagen der Zeit-Frequenzanalyse (Ausblick)
3.6 Grundlagen der z-Transformation
5. Systeme für die Biosignalverarbeitung
5.1 LTI-Systeme
5.2 Ideale Filter
5.3 Wiener Filter und adaptive Filter
5.4 Grundlagen des Filterdesigns
5.5 Implementierungstechniken
6. Störungen in Biosignalen
6.1 Stochastisches Rauschen
6.2 Signal-Rausch-Abstand
6.3 Artefakte
6.4 Denoising-Techniken
7. Signalerkennung
7.1 Korrelationstechniken
7.2 Matched Filter
7.3 Experten-Systeme (Ausblick)
8. Studienteilnahme

[letzte Änderung 17.07.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Tafel, digitaler Projektor, Software

[letzte Änderung 22.11.2018]
Literatur:
Akay, M. (Ed.): Time Frequency and Wavelets in Biomedical Signal Processing, IEEE Computer Society Press, 1997
Akay, M.: Biomedical Signal Processing, Academic Press, 1994
Azizi, S.A.: Entwurf und Realisierung digitaler Filter, Oldenbourg, 1990
Bruce, Eugene N.: Biomedical Signal Processing and Signal Modeling, John Wiley & Sons, 2001
Mertins, A.: Signaltheorie, ?, 1996
Oppenheim, Alan V.; Schafer, Ronald W.; Buck, John R.: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, Oldenbourg, (akt. Aufl.)
Semmlow, John L.: Biosignal and Biomedical Image Processing, Marcel Dekker, 2004
Vetterli, Martin; Kovacevic, Jelena: Wavelets and Subband Coding, Prentice Hall, 1995

[letzte Änderung 17.07.2019]
[Fri Jun 14 12:02:48 CEST 2024, CKEY=b3BMT2502.BIOS, BKEY=bmt3, CID=BMT2502.BIOS, LANGUAGE=de, DATE=14.06.2024]