Medizinische Ingenieurwissenschaft

Modulhandbuch ab WS 2014/15

Modul ME4230-KP04

Scannende Bildgebungs- und 3D-Druckverfahren (ScanBildge)

Dauer:

1 Semester

Angebotsturnus:

Jedes Wintersemester

Leistungspunkte:

Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:

Master Medizinische Ingenieurwissenschaft 2014 (Wahlpflicht), Medizinische Ingenieurwissenschaft, Beliebiges Fachsemester
Master Medizinische Ingenieurwissenschaft 2020 (Wahlpflicht), Medizinische Ingenieurwissenschaft, Beliebiges Fachsemester

Lehrveranstaltungen:

ME4230-Ü: Scannende 3D Bildgebungs- und Druckverfahren (Übung, 1 SWS)
ME4230-V: Scannende 3D Bildgebungs- und Druckverfahren (Vorlesung, 2 SWS)

Workload:

30 Stunden Vortrag (inkl. Vor- und Nachbereitung)
45 Stunden Selbststudium
15 Stunden Gruppenarbeit
30 Stunden Präsenzstudium

Lehrinhalte:

Bildentstehung und analog-digital Wandler
Digitale Bildaufnahme
Rauschquellen bei der Signal- und Bildaufnahme
Lichtquellen und Lichtquellenmodulation
Zeitliche Signalsequenzen
Pulsoxymetrie als Beispiel für Signalsequenzen
Aufbau und Ansteuerung von galvanometrischen Scannern
Erzeugung von Lichtverteilung mit scannenden Verfahren
Scannende mikroskopische 3D Verfahren (Beispiel: Konfokale Mikroskopie)
Scannende 3D Entfernungsmessung (Beispiel: LiDAR)
Additive 3D Druckverfahren mittels scannender Verfahren

Qualifikationsziele/Kompetenzen:

Die Studierenden lernen die unterschiedlichen Komponenten der scannenden 3D-Bildgebung praktisch kennen: Lichtmodulation der Laserquellen, Strahlablenkung mittels galvanometrischer Spiegel inkl. elektronischer Ansteuerung, Lichtdetektions- und Digitalisierungshardware und Begriffe wie Analog-zu-Digitalwandler (ADC), Signal-zu-Rausch-Verhältnis, Rauschquellen etc., sowie digitale Bilderstellung aus dem zeitlichen 1D Messsignal.
Die Studierenden erwerben theoretische und vor allem praktische Kenntnisse über aktuelle technische 3D-Scanverfahren und Anwendungen, wie LiDAR Messtechnik, 3D Mikroskopie und optischen 3D Druck als Fertigungsverfahren und können diese eigenständig in einfachen Demonstratoren implementieren.
Die Studierenden erwerben fachliche, Sozial- und Kommunikationskompetenz durch Diskussion von komplexen technischen Problemstellungen in der Gruppe.
Sie erlernen im Rahmen von Kurzvorträgen, komplexe Themen im Team zu erarbeiten und kompakt darzustellen.

Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:

Wissenschaftlicher Vortrag
Regelmäßige und erfolgreiche Teilnahme am Kurs

Modulverantwortlicher:

Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Karpf

Lehrende:

Institut für Biomedizinische Optik

Literatur:

B. E. A. Saleh, M.C. Teich: Grundlagen der Photonik - John Wiley & Sons, USA
L. Bergmann, C. Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik - Bd.3, Optik, de Gruyter, Deutschland
J. Fraden: Handbook of Modern Sensors - Springer, Deutschland
Wissenschaftliche Artikel, die innerhalb des Kurses zur Verfügung gestellt werden.:

Sprache:

Englisch, außer bei nur deutschsprachigen Teilnehmern

Bemerkungen:

Zulassungsvoraussetzungen zur Belegung des Moduls:
- Keine

Zulassungsvoraussetzungen zur Teilnahme an Modul-Prüfung(en):
- Keine

Modulprüfung(en):
- ME4230-L1: Scannende 3D Bildgebungs- und Druckverfahren, Vortrag und anschließende Diskussion, 100% der Modulnote

Letzte Änderung:

4.10.2021