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Major Biomedical Instrumentation and Sensors

Unsere Welt wurde durch die Digitalisierung revolutioniert - lebende Körper liefern jedoch in der Regel keine Informationen für die medizinische Diagnose in digitaler Form. Biologische Systeme müssen zunächst von Biosensoren abgefragt werden, die in einer analogen Welt arbeiten und daher eine Kette von Umwandlungen erfordern, bevor die erfassten Signale in die fabelhafte digitale Welt hinter dem ADC gelangen können. Folglich wären sowohl medizinische Diagnostik als auch therapeutische Geräte ohne die empfindliche analoge Schnittstelle zwischen dem lebenden Körper und einer leistungsstarken digitalen Informationsverarbeitungsmaschine nicht möglich. Darüber hinaus stützen sich die meisten therapeutischen Geräte auf analoge Hardware, die Energie in verschiedenen Formen an strategische Ziele im lebenden biologischen System übertragen kann. Aus diesem Grund haben sowohl die Industrie als auch die Forschungseinrichtungen immer nach qualifizierten und kreativen Ingenieuren gesucht, die in der Lage sind, die Kluft zwischen dem analogen und dem digitalen Bereich zu überbrücken.

Eckdaten

Den Major Biomedical Instrumentation and Sensors, können Sie als Teil des folgenden Masterstudiums absolvieren:

 

Er umfasst 50 bis 60 ECTS-Punkte.

Biomedical Instrumentation and Sensors im Studium

Inhaltliche Schwerpunkte

Dieser Major richtet sich an Studierende, die sich von der Welt der analogen Elektronik, Sensoren, Wandler und Aktoren angezogen fühlen, die in einem komplexen Universum (bio)physikalischer und (bio)chemischer Phänomene wirken. Eine ausgewogene Mischung aus theoretischen und praktischen Kursen bietet eine profunde Einführung in die Kunst des Hardware-Designs für Biosensoren und Bioinstrumente. Dieses Design ist faszinierend, aber auch anspruchsvoll und herausfordernd, da selbst die intelligenteste digitale Nachbearbeitung nicht in der Lage ist, diagnostische Informationen wiederherzustellen, wenn sie im Rauschen eines suboptimalen Front-Ends verloren gegangen sind. Die Studierenden werden ein Bewusstsein für die entscheidenden Teile von Sensorschnittstellen und Signalverarbeitungshardware entwickeln, wobei sie einen stark interdisziplinären Ansatz verfolgen und detaillierte Kenntnisse aus vielen Forschungs- und Ingenieurbereichen einbeziehen.

Die Studierenden, die diesen Studiengang wählen, lernen insbesondere:

  • die komplexe Wechselwirkung zwischen biologischen Systemen (Gewebe, Organe, Lebewesen) und Sensoren, Messinstrumenten und Aktoren zu verstehen und zu modellieren.
  • die Funktionsprinzipien von Sensoren und Messwandlern zu verstehen, einschließlich ihrer Nicht-Idealitäten.
  • Entwurf von Bioinstrumenten mit Schwerpunkt auf den signalverarbeitenden Schnittstellen zwischen analoger und digitaler Welt.
  • Analysieren und Interpretieren von Sensorsignalen und Erkennen von Artefakten.
  • die Kunst der Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses und der hardwarebasierten Signalvorverarbeitung.
  • die Integration der analogen Schnittstellen in digitale Datenverarbeitungssysteme.

 

Kontakt

Bei inhaltlichen Fragen zum Major:
deansoffice.csbmenoSpam@tugraz.at
Fakultät für Informatik und Biomedizinische Technik

Bei Fragen zur Zulassung:
studynoSpam@tugraz.at

Biomedical Instrumentation and Sensors in der Forschung

Forschungsgebiete

Ausgewählte Forschungsgebiete sind unter anderem:

  • Bio-Optik
  • Chemische Analytik
  • Molekulare Diagnostik
  • Physikalische Effekte für Sensoren
  • Bionanotechnologie
  • Biosignal-Verarbeitung
  • Medizinische Instrumentierung
  • Individuelle Projekte zur Bioinstrumentierung

Eine weitere Spezialisierung auf medizinische Elektronik und biomolekulare Analytik ist durch die Wahl eines entsprechenden Nebenfachs möglich. Für Laborübungen, Praxisprojekte und die Masterarbeit stehen mehrere gut ausgestattete moderne Labore zur Verfügung, darunter eines für NMR/MRI-Sondenkopfdesign, eines für medizinische Sensoren.

Die Lehrkräfte sind in Forschungsbereichen tätig, die speziell mit dem Hardware-Design für NMR und MRI verbunden sind, siehe z.B. experimentelle Arbeiten aus dem Projekt CONQUER.

Schüler*innen können sich an kleinen Projekten beteiligen, z. B. dem Bau eigener NMR-Spektrometer oder MRI-Systeme auf modernen SDR-Plattformen.

Das IBI (Institute of Biomedical Imaging) unterstützt die interdisziplinäre Studentengruppe "INSIGHT", die sich zum Ziel gesetzt hat, einen bereits veröffentlichten Tisch-MR-Scanner nachzubauen und weiter zu verbessern. Das Gerät soll auch als Prototyping-Werkzeug für die MRT genutzt werden. Da der DIY-Scanner nicht mehr als die Hälfte eines typischen Bürotisches misst, soll er für die Lehre und praktische Experimente verwendet werden.

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