Biomedizinische Signalanalyse (BioSig)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Biomedical Signal Analysis)
(Prüfungsordnungsmodul: Biomedizinische Signalanalyse)

Lehrveranstaltungen:

• • Biomedizinische Signalanalyse
    (Vorlesung, 2 SWS, Felix Kluge et al., Di, 10:15 - 11:45; Online)
  • Biomedizinische Signalanalyse Übung
    (Übung, 2 SWS, Arne Küderle)

Inhalt:

Im Rahmen der Vorlesung werden (a) die Grundlagen der Generation von wichtigen Biosignalen im menschlichen Körper, (b) die Messung von Biosignalen und (c) Methoden zur Analyse von Biosignalen erläutert und dargestellt.
Behandelte Biosignale sind unter anderem Aktionspotential (AP), Elektrokardiogramm (EKG), Elektromyogramm (EMG), Elektroenzephalogramm (EEG), oder Mechanomyogramm (MMG). Bei der Messung liegt der Fokus beispielsweise auf der Messtechnik oder der korrekten Sensor- bzw. Elektrodenanbringung. Im größten Teil der Vorlesung, Analyse von Biosignalen, werden Konzepte zur Filterung für die Artefaktreduktion, der Wavelet Analyse, der Ereigniserkennung und der Wellenformanalyse behandelt. Zum Schluss wird einen Einblick in überwachte Verfahren der Mustererkennung gegeben.

The lecture content explains and outlines (a) basics for the generation of important biosignals of the human body, (b) measurement of biosignals, and (c) methods for biosignals analysis.
Considered biosignals are among others action potential (AP), electrocardiogram (ECG), electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), or mechanomyogram (MMG). The focus during the measurement part is for example the measurement technology or the correct sensor and electrode placement. The main part of the lecture is the analysis part. In this part, concepts like filtering for artifact reduction, wavelet analysis, event detection or waveform analysis are covered. In the end, an insight into pattern recognition methods is gained.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• geben die Entstehung und Messung der wichtigsten Biosignale des menschlichen Körpers wieder

• erkennen Zusammenhänge zwischen der Entstehung der Biosignale des menschlichen Körper und dem gemessenen Signal

• verstehen die Bedeutung der Biosignalverarbeitung für die Medizintechnik

• analysieren die wesentlichen Ursachen von Artefakten in Biosignalen und zeigen Filteroperationen zur Eliminierung dieser Artefakte auf

• wenden erworbenes Wissen über Methoden selbstständig auf interdisziplinäre Fragestellungen der Medizin und der Ingenieurwissenschaften an

• erwerben Schnittstellenkompetenzen zwischen Ingenieurwissenschaften und Medizin

• erlernen fachbezogene Inhalte klar wiederzugeben und argumentativ zu vertreten

• verstehen die Struktur von Systemen zur maschinellen Klassifikation einfacher Muster

• arbeiten in Gruppen kooperativ und verantwortlich

• implementieren Algorithmen der Biosignalverarbeitung in MATLAB

• lösen Klassifikationsprobleme in MATLAB
  

Students

• reproduce the generation and measurement of important biosignals of the human body

• recognize relations between the generation of biosignals and the measured signal

• understand the importance of biosignal analysis for medical engineering

• analyze and provide solutions to the key causes for artifacts in biosignals

• apply gained knowledge independently to interdisciplinary research questions of medicine and engineering science

• acquire competences between medicine and engineering science

• learn how to reproduce and argumentatively present subject-related content

• understand the structure of systems for automatic classification of simple patterns

• work cooperatively and act responsibly in groups

• implement biosignal processing algorithms in MATLAB

• solve classification problems in MATLAB
  

Literatur:

• R.M. Rangayyan, Biomedical Signal Analysis: A case-study approach. 1st ed., 2002, New York, NY: John Wiley & Sons.

• E.N. Bruce, Biomedical Signal Processing and Signal Modeling. 1st ed., 2001, New York, NY: John Wiley & Sons.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Biomedizinische Signalanalyse)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Biomedizinische Signalanalyse (Prüfungsnummer: 30701)

(englischer Titel: Biomedical Signal Analysis)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
90-minütige schriftliche Klausur über den Stoff der Vorlesung und der Übungen. Elektronische Prüfung.

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021

1. Prüfer:

Felix Kluge

Termin: 26.02.2021, 10:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 28.07.2021, 10:30 Uhr, Ort: H 7 TechF