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#41174 / #2

Seit WiSe 2024/25

Deutsch

Medizinische Signalverarbeitung

9

Kolossa, Dorothea

Benotet

Portfolioprüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Energie und Automatisierungstechnik

34311900 FG Elektronische Systeme der Medizintechnik

Keine Angabe

Kontakt


EN 3

Osmers, Eike

eike.osmers@tu-berlin.de

Lernergebnisse

Die Studierenden haben ein elementares Verständnis der Entstehung, Erfassung und Verarbeitung biologischer Signale sowie der Beeinflussung biologischer Organismen durch Signale. Sie sind befähigt, Systeme zur Erfassung und Verarbeitung elektrophysiologischer und hörakustischer Signale zu verstehen, zu entwickeln, zu verbessern oder auch zu modifizieren.

Lehrinhalte

In der Integrierten Veranstaltung wechseln sich Vorlesungen zu physiologischen Grundlagen mit Vorlesungen und Programmierübungen zu signaltheoretischen und algorithmischen Inhalten ab. So werden z.B. die Funktionen des Nervensystems, des Herz-Kreislaufsystems sowie des Gehörs aus elektrotechnischer Sicht betrachtet. Im technischen Teil werden u.a. Möglichkeiten zur Signalerfassung, Filterung, Quellentrennung und zum maschinellen Lernen auf der Basis elektrophysiologischer und akustischer Daten besprochen. Die Programmierübungen in Python zeigen Verfahren zur medizinischen Signalverarbeitung und zum maschinellen Lernen aus elektrophysiologischen und elektroakustischen Signalen. Weiterhin werden medizintechnische Firmen oder Forschungseinrichtungen besucht. Im Projekt Medizinische Signalverarbeitung definieren sich Gruppen von nicht mehr als zwölf Studierenden ein eigenes Projekt zur Entwicklung einer systemelektronischen Baugruppe oder eines Echtzeitalgorithmus im Bereich der Elektrophysiologie oder der medizinischen Akustik. Das Projekt wird in Arbeitspakete unterteilt, wobei auf Schnittstellenfestlegungen besonders zu achten ist. In Teamarbeit findet die Schaltungsentwicklung, die Programmierung, der Aufbau und Test statt. Die Ergebnisse werden in einem Bericht dokumentiert und am Semesterende gemeinsam demonstriert. Beispiele: EKG-Verstärker mit Auswertung, digitaler Audioverstärker mit Quellentrennung für Hearables, etc. Das Modul enthält auch Inhalte zur gesellschaftlichen Verantwortung und Nachhaltigkeit bzw. zur Technikfolgenabschätzung, insbesondere: - Problem- und Praxisbezug - Zukunftsbezug und Reflexivität - Normativität und Nachhaltigkeit - Inter- und Transdisziplinarität.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Medizinische SignalverarbeitungPJWiSede4
Medizinische SignalverarbeitungIVSoSede2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Medizinische Signalverarbeitung (PJ):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)

Medizinische Signalverarbeitung (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 270.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 9 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die Lehrinhalte werden vermittelt durch Vorlesungen, Programmierübungen, Firmenbesichtigungen und ein Projekt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Bachelor Elektrotechnik, Technische Informatik oder ähnliche Abschlüsse einer Universität.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
(Punktuelle Leistungsabfrage) Schriftliche Prüfung zur IV Medizinische Signalverarbeitung30schriftlich60 Minuten
(Ergebnisprüfung) Programmierübung als Teil der IV Medizinische Signalverarbeitung20praktisch4 Aufgaben á 5 Punkte
(Ergebnisprüfung) Implementierung des Projekts Biosignalverarbeitung20flexibelQuellcode und Hardware (nach Projekt)
(Ergebnisprüfung) Dokumentation der Projekts Biosignalverarbeitung20schriftlichca. 10 Seiten in Gruppenarbeit
(Ergebnisprüfung) Abschlussvortrag des Projekts Biosignalverarbeitung10mündlich20 Minuten (pro Projektgruppe)

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Die Gesamtnote wird nach dem Notenschlüssel 2 der Fakultät IV ermittelt. Beurteilte Laborarbeit: Geprüft wird die Fachliche Qualität der Mitarbeit im Rahmen der Projektdurchführung - von der ersten Entwurfsidee, über Literaturrecherche und Realisierung, bis hin zum Debugging der Schaltung. Dokumentation: Geprüft wird die ausführliche technische Dokumentation zur realisierten Schaltung. Diese soll alle Design-Entscheidungen, die Vorgehensweise und Ergebnisse, gegebenenfalls inklusive Begründung unerwarteter Resultate, dokumentieren.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 12.

Anmeldeformalitäten

Eine Anmeldung vor Beginn der Vorlesungszeit in ISIS ist für die Planung der IV erforderlich. Nähere Informationen zu den Lehrveranstaltungen des Moduls und zur Anmeldung im Internet oder dem Aushang des Sekretariats EN 3. Die Anmeldung zur Modulprüfung erfolgt über MTS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Oppenheim, A., Schafer, R., Buck, J.: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, Pearson Studium, 2004
Silbernagl, S., Despopoulos, A.: Taschenatlas der Physiologie, Thieme, 2012.
Aurélien Géron: Hands-on Machine Learning with Scikit-Learn, Keras & Tensor-Flow, O'Reilly, 2019

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Computer Engineering (M. Sc.)114WiSe 2024/25SoSe 2025
Computer Science (Informatik) (M. Sc.)14WiSe 2024/25SoSe 2025
Elektrotechnik (M. Sc.)110WiSe 2024/25SoSe 2025
Elektrotechnik (Lehramt) (B. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Elektrotechnik (Lehramt) (M. Ed.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Medieninformatik (M. Sc.)12WiSe 2024/25SoSe 2025
Medientechnik (M. Sc.)16WiSe 2024/25SoSe 2025
Wirtschaftsingenieurwesen (M. Sc.)16WiSe 2024/25SoSe 2025

Sonstiges

Keine Angabe