Biomedical Engineering

Specialiseringen i biomedicinsk ingeniørvidenskab fokuserer på at give dig tværfaglig viden om grænsefladen mellem teknologi og medicin. To hovedtemaer definerer specialiseringen:

1. Biomedicinske signaler – der dækker rejsen fra registrering af fysiologiske signaler til klinisk beslutningstagning, og
2. Biomedicinske strukturer – med fokus på at omsætte medicinske billeder til fysiske og numeriske modeller.

Specialiseringen består af 40 ECTS kernefag.

Forårssemester:

Biomedical Signal Analysis and Machine Learning (10 ECTS)
Dette kursus giver de studerende færdigheder til at designe og implementere komplette analyse-pipelines for biomedicinske tidsseriedata, såsom EKG og EEG. Du lærer at beskrive signaler som stokastiske processer og at anvende standard forbehandlingsteknikker, herunder filtrering, artefektdetektion og resampling. Kurset introducerer klassiske machine learning-modeller såsom lineære modeller, beslutningstræer og support vector machines til hypotesetestning og funktionsbaseret klassifikation. Der lægges vægt på praktisk implementering i Python, så du kan arbejde med virkelige data fra wearables, fitness-trackere og kliniske enheder.

Clinical Imaging Technologies (5 ECTS)
Kurset introducerer fem centrale diagnostiske billeddannelsesmodaliteter, der anvendes i klinisk praksis: Magnetisk Resonansbilleddannelse (MRI), Røntgen/CT, Nuklearmedicinsk billeddannelse, Ultralyd og Optisk billeddannelse. Du opnår forståelse for de fysiske principper, instrumenteringen og de kliniske anvendelser af hver metode. Emnerne omfatter MR-spindynamik, CT-dosismodellering, radioaktivt henfald, Doppler-ultralyd og optisk kohærenstomografi. Kurset lægger vægt på at kunne sammenligne billeddannelsesteknikker og vurdere deres egnethed til forskellige kliniske scenarier baseret på opløsning, kontrast, signal-støj-forhold og biologiske effekter.

Telemonitoring project (5 ECTS)
I dette praktiske projektkursus udvikler du en fuld telemonitoreringsløsning baseret på et klinisk eller hjemmeplejescenarie. Ved brug af fysiologiske signaler, såsom EKG-data fra trådløse Holter-monitorer, designer, implementerer og evaluerer de studerende systemer, der integrerer signalanalyse, beslutningsstøtteværktøjer og brugerflader til klinikere eller slutbrugere. Kurset indeholder en introduktion til telemedicinske koncepter og fokuserer på udvælgelse af relevante features eller klassifikatorer fra fysiologiske data. Du arbejder med hele processen – fra dataopsamling via sensorer til digitale applikationer – og får indsigt i teknologier, instrumentering og sundhedsapplikationer i både primær- og sekundærsektoren.

Efterårssemester:

Biomedical Physics (10 ECTS)
Kurset introducerer de grundlæggende fysiske principper, der anvendes til at beskrive og forstå biomekaniske, biofluidiske og elektrofysiske fænomener i menneskekroppen. Centrale emner omfatter materialedeformation (spændings-tøjningsforhold, elasticitet, bøjning, torsion), fluiddynamik (Navier-Stokes-ligninger, laminart og turbulent flow, pulserende flow, flow i elastiske kar) samt elektromagnetisme (elektriske felter, potentialer, magnetfelter og induktion). Du lærer at analysere den mekaniske opførsel af biologiske væv og implantater, beskrive forskellige flowregimer i blodkar samt løse grundlæggende elektromagnetiske problemer ved hjælp af matematisk formalisme.

Medical Image Analysis (5 ECTS)
Kurset giver teoretisk og praktisk viden inden for digital billedbehandling med særlig fokus på medicinske billeder, især MRI. Du lærer at implementere teknikker til billedforbedring, -restaurering, segmentering, registrering og klassifikation. Centrale emner omfatter filtrering i rum- og frekvensdomæne, støjreduktion, morfologiske operationer, feature-ekstraktion og 3D-visualisering. Kurset introducerer også atlas-baserede metoder og konvolutionelle neurale netværk (CNNs) til segmentering. Der lægges vægt på at udvikle evnen til selvstændigt at programmere og anvende komplekse algoritmer til behandling af medicinske billeder.

Experimental modelling project (5 ECTS)
Kurset introducerer de studerende til videnskabelige metoder i en eksperimentel kontekst med fokus på modellering af fysiologiske systemer ved hjælp af både numeriske simulationer og in vitro-metoder. Centrale elementer omfatter strukturel mekanik, materialets elasticitet, segmentering af medicinske DICOM-billeder og Finite Element Analysis (FEA). Du designer og udfører eksperimenter, indsamler og analyserer data samt sammenligner teoretiske forudsigelser med eksperimentelle resultater. Gennem kurset udvikler de studerende også videnskabelige kommunikationsevner gennem udarbejdelse af strukturerede rapporter og mundtlige præsentationer af resultater.

Hvis du ikke tidligere har fået en formel introduktion til anatomi og fysiologi, anbefales det, at du gennemfører Health Science 1 (10 ECTS) og Health Science 2 (5 ECTS) i løbet af din bacheloruddannelse. Alternativt kan du tage Health Science 2 som et valgfag på kandidatuddannelsen. Hvis du allerede har fulgt anatomiundervisning, kan du i stedet tage Human Physiology som et specialiseringsvalgfag på kandidatniveau.

Bemærk: Hvis du ikke tidligere har fået en formel introduktion til anatomi og fysiologi, anbefales det, at du gennemfører Health Science 1 (10 ECTS) og Health Science 2 (5 ECTS) i løbet af din bacheloruddannelse. Alternativt kan du inkludere Health Science 2 som et valgfag på kandidatuddannelsen. Hvis du allerede har fulgt anatomiundervisning, kan du i stedet tage Human Physiology in Health and Disease som et valgfag.

Advanced Electrophysiology (10 ECTS)
Dette avancerede kursus fokuserer på analyse af EEG- og MEG-signaler, med bred relevans for andre elektrofysiologiske modaliteter. Du lærer teoretiske og numeriske metoder til modellering af elektromagnetiske felter i biologisk væv, signalforbehandling, tids-frekvensanalyse, behandling af event-relaterede potentialer samt statistisk testning. Kurset indeholder praktisk arbejde med design og implementering af et EEG-eksperiment, kildelokaliseringsmetoder og udarbejdelse af en videnskabelig poster til evaluering. Det klæder dig på til selvstændigt at udføre og analysere elektrofysiologiske studier ved hjælp af avancerede signalbehandlingsteknikker.

Cardiovascular Instrumentation (5 ECTS)
Kurset giver viden om måleteknikker til kardiovaskulær og respiratorisk fysiologi. Emnerne omfatter transducerprincipper, blodtryksmåling (oscillometrisk, kateterbaseret), estimering af hjertets minutvolumen (Ficks metode, termodilu­tion) samt teknikker til måling af blodgennemstrømning og iltmætning. Du får forståelse for de fysiologiske kilder til de målte signaler og de ingeniørmæssige udfordringer ved at skabe sikkert og præcist medicinsk måleudstyr til klinisk brug.

Electrophysiology and Instrumentation (5 ECTS)
Med fokus på måling og instrumentering af biopotentialer dækker kurset teoretiske og praktiske aspekter ved indsamling af elektrofysiologiske signaler. Emnerne omfatter neurale, cerebrale, muskulære og kardiologiske biopotentialer, elektroder og signal­karakteristika, instrumenteringssystemer, støjreduktion og elektrisk sikkerhed. Du lærer at beskrive biopotentialers oprindelse, vurdere elektrode­teknologier og analysere kilder til interferens i kliniske signalopsamlingssystemer.

Klinisk projekt 1–3 (5 ECTS)
Disse kliniske projekter giver dig praktisk erfaring gennem 74-timers praktikforløb på afdelinger som kardiologi, thoraxkirurgi, radiologi, MR-billeddannelse, anæstesiologi, ortopædi og nuklearmedicin. Du deltager i rutinemæssige kliniske opgaver, observerer procedurer og får kendskab til kliniske arbejdsgange, terminologi og diagnostiske teknikker. Alternativt kan du arbejde i eksperimentelle forskningslaboratorier eller teknologiske innovationsenheder. Du skal føre en logbog, der underskrives af afdelingens vejledere.

Læringsudbyttet omfatter evnen til at beskrive patientgrupper, behandlingsmetoder, procedurer eller forskningsfaciliteter, der er relevante for klinisk biomedicinsk ingeniørarbejde.