Biomedizinische Physik 1
Biomedical Physics 1

Dieses Modul vermittelt die physikalischen Grundlagen biomedizinischer Anwendungen in Klinik und Forschung. Diese Anwendungen umfassen die Medizinische Bildgebung. Konkret werden folgende Schwerpunkte in diesen Anwendungen behandelt: Wechselwirkung, Erzeugung und Detektion von Röntgenstrahlen, Radiographie, Röntgen-Computertomographie, Magnetresonanztomographie, Nuklearmedizinische Bildgebung (inkl. PET / SPECT), und Ultraschall.

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der / die Studierende in der Lage:

1. die physikalischen Grundlagen verschiedener Bildgebungsmodalitäten zu beschreiben und die jeweilige Bildentstehung zu erklären
2. die Vor- und Nachteile verschiedener Bildgebungsverfahren (CT, MRT, PET/SPECT, Ultraschall) zu kennen und zu beurteilen

Keine Voraussetzungen, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Das Modul besteht aus einer Vorlesung, in der die Inhalte durch Vortrag der theoretischen Grundlagen und deren experimentellen Umsetzungen erläutert und durch anschauliche Beispiele aus der klinischen Anwendungen verständlich gemacht werden. Dabei werden multimediale Anschauungsmaterialien zur Erläuterung der verschiedenen Verfahren benutzt. Hoher Wert wird auf die Anregung interaktiver Diskussion mit den Studierenden und unter den Studierenden über das gerade Erlernte gelegt. Die Vorlesungsunterlagen enthalten Hyperlinks auf die Originalarbeiten, die den Einstieg in die eigenständige Literaturrecherche fördern sollen. Die Studierenden werden angeleitet die in der Vorlesung erläuterten Themen durch derartige Recherche selbständig zu vertiefen. 

• Hybrides Lehrformat:
• aufgezeichnete online PowerPoint Vorträge mit integrierten Animationen und Tafelanschrieb
• wöchentliche interaktive Diskussionen vor Ort
• PDFs mit Hyperlinks
• Gastvortrag Radiologie

• H. Zabel: Medical Physics 1 & 2, De Gruyter, (2017)
• A. Oppelt: Imaging Systems for Medical Diagnostics, Publicis, (2006)
• W. Schlegel, J. Bille: Medizinische Physik, Bd. 2, Springer, (2002)
• J. Als-Nielsen, D. MacMorrow: Elements of Modern X-Ray Physics, Wiley, (2011)
• W. Kalender: Computertomographie: Grundlagen, Gerätetechnologie, Bildqualität, Anwendungen, Publicis, (2006) 

Es findet eine schriftliche Klausur von 60 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Verständnisfragen, Diskussionen anhand von Skizzen und einfachen Formeln überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

• Skizzieren Sie den experimentellen Aufbau eines Röntgen-Computertomographen.
• Erläutern sie an Hand einer geeigneten Skizze die grundlegenden mathematischen Prinzipien der CT-Rekonstruktion mittels gefilterter Rückprojektion.
• Beschreiben Sie die grundsätzliche Funktionsweise eines Magnetresonanztomographen.
• Wie wird Ortsinformation in der MRT kodiert?
• Was bedeutet SPECT und wie ist ein entsprechendes Gerät aufgebaut?

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.