Medizinische Physik und Statistik I

Medizinische Physik und Statistik I.
2012/13, I. Semester
Pflichtkurs
DATEN DES KURSES
Titel des Kurses: Medizinische Physik und Statistik I.
Kreditpunkte:
5 Kreditpunkte
Vorlesung: Kurscode: AOK-KN051, 3 Stunden pro Woche
Medizinische Physik,
Mittwoch 8:00 s.t. –9:30 Uhr, Hörsaal der Kinderklinik
Prüfungsform: Kolloquium (schriftliche/mündliche Prüfung)
Biostatistik,
Donnerstag 13:00 s.t. –13:45 Uhr, Großes Lehrgebäude
Prüfungsform: Kolloquium (schriftliche/mündliche Prüfung)
Praktika/Seminar: Kurscode: AOK-KN052
Messpraktikum, Seminar – 2 Stunden, 14-tägig im Wechsel
Prüfungsform: Teilnahmepflicht, Unterschrift des Betreuers
Kurscode: AOK-KN1801
Biostatistische Rechnungen (Wahlpflicht)– 2 Stunden pro Woche
Prüfungsform: 5-stufige Bewertung
Pflichtliteratur:
1) Damjanovich, S. – Fidy, J. – Szöllősi, J. (Verf.):
Biophysik für Mediziner, (Budapest: Medicina Verlag, 2008)
2) Gasser, Th. Seifert, B.:
Biostatistics, 5. Aufl. (Universität Zürich, 2006)
[http://www.biostat.uzh.ch/teaching/lecturenotes/scripts/biostatistik.pdf]
Alle Informationen zum Kurs sind unter folgendem Link zu finden:
http://www3.szote.u-szeged.hu/dmi/ger/

ZIELE DES KURSES
Das Ziel des Kurses Medizinische Physik ist – im Hinblick auf die immer größere
Verbreitung der physikalischen Prinzipien und Methoden auf fast allen Gebieten der
Medizin – die nötigen theoretischen und praktischen Physikkenntnisse für das
Medizinstudium bereitzustellen. Der Kurs basiert auf die Gymnasialkenntnisse in Physik.
Nach der Wiederholung und Ergänzung der Grundlagen, der für das Medizinstudium
wichtigen Kapitel, zielt er auf die Einführung in die speziellen Kenntnisse der
Medizinischen Physik. Es werden die wichtigsten physikalischen Grundlagen, die für das
Verständnis der Lebensprozesse Bewegung, Muskeltätigkeit, Kreislauf, Atmung,
Sinnesempfindung, Zelltransportprozesse, usw. nötig sind so aufbereitet, dass die
Voraussetzungen für den optimalen Fortgang des Medizinstudiums gegeben sind.
Die Physik Vorlesung (zwei Stunden wöchentlich) wird in Verbindung mit einem
Seminar (2 Stunden, 14-tägig, in kleinen Gruppen) und einer Messübung (Praktikum, 2
Stunden, 14-tägig) angeboten. Die Funktion des Seminars ist es, den Vorlesungsstoff in
kleinen Gruppen zu diskutieren und Fragen zu klären. Die Messübung (Praktikum)
bereitet die späteren Untersuchungen von physiologischen Vorgängen vor. Durch diese
modellhafte Herangehensweise dienen sie dem direkten Verständnis der in der
ärztlichen Praxis angewandten physikalischen Vorgänge und Methoden. Diese
Messübungen, die in kleinen Gruppen durchgeführt werden, führen die Studenten in die
experimentelle Arbeit und in die praktische Anwendung der Grundlagen der
Datenverarbeitung ein.
Das Ziel der Vorlesung Biostatistik (eine Stunde wöchentlich) ist, solche Kenntnisse aus
der Statistik bereitzustellen, die in der Praxis sowohl bei der Heilung als auch in der
Forschung auf hohem Niveau unerlässlich sind. Es werden die Begriffe „Daten“ und
„Datenerhebung“ eingeführt. Es werden weiterhin die Möglichkeiten für die
Datenverarbeitung, Datendarstellung und Dateninterpretation geboten. Es werden
weiterhin die Methoden der Trendprüfung, das Testen von statistischen Hypothesen
und die am häufigsten benutzten statistischen Prüfverfahren und ihre Anwendungen
eingeführt. Neben der wöchentlichen Vorlesung „Biostatistik“ empfehlen wir die
Teilnahme an dem Wahlpflicht Praktikum „Biostatistische Rechnungen“ (2
Stunden pro Woche, Kurscode: AOK-KN1801).
BESTIMMUNGEN FÜR DIE TEILNAHME AN DEN LEHRVERANSTALTUNGEN
Die Teilnahme an den Vorlesungen wird dringend empfohlen! Das Herunterladen der
Vorlesungspräsentationen kann die Teilnahme nicht ersetzen! Während des Semesters
sind mindestens 6 Teilnahmekontrollen vorgesehen. Mehr als zwei registrierte
Abwesenheiten von den Vorlesungen führen zu dem Verlust der während des
Semesters gewonnen Bonuspunkte (siehe unten). Am Ende des Semesters muss ein
Leistungsnachweis in Form der erfolgreichen Teilnahme an den
Semesterabschlussprüfungen (Kolloquien) erbracht werden.

Die aktive Teilnahme an den Laborpraktika ist obligatorisch. (Ein sachgerechter und
vorsichtiger Umgang mit den in den Laborräumen bereitgestellten Gegenständen und
Geräten wird vorausgesetzt!). Die Unterschrift für das Praktikum können nur die
Studenten bekommen, die alle Laborpraktika (insgesamt 5) erfolgreich absolviert haben.
Eine Zulassung zur Prüfung kann nur nach dem Erhalt der Bestätigung über die
erfolgreiche Teilnahme am Praktikum erteilt werden. Die Hilfsmaterialen zu den
Praktika sind auf der Webseite des Instituts zu finden: http://www3.szote.uszeged.hu/dmi/ger/
[Unterricht » Handouts]. Eine sorgfältige Vorbereitung (Handouts)
wird vorausgesetzt. Ohne geeignete Vorbereitung darf der Praktikumsleiter die
Anerkennung einer oder mehrerer Praktika abschlagen.
Nur im Falle von (maximal zwei) entschuldigten Abwesenheiten können die
entsprechenden Messungen nachgeholt werden. Dieses kann entweder in dem gleichen
Zeitraum des entsprechenden Praktikums (wenn die Kapazität der Räume mit
deutschsprachiger Betreuung es zulässt) oder einzeln in einer anderen, der
nachstehenden Nachholgruppen erfolgen:
Versuch 1, 2 12. Oktober 2012, 18:00
Versuch 3, 4 23. November 2012, 18:00
Versuch 5 03. – 07. Dezember 2012
(normalerweise in der eigenen Gruppe)
Wird die erfolgreiche Teilnahme nicht für alle angebotenen Messungen vorgelegt,
so gilt das Praktikum als nicht bestanden und kann erst im nächsten Semester
nachgeholt werden!
Die aktive Teilnahme an den Seminaren ist obligatorisch. Es wird nur eine
entschuldigte Abwesenheit toleriert, die entsprechend der Anweisung des
Praktikumleiters nachgeholt werden muss. Für alle anderen Fälle gilt der Kurs als nicht
bestanden. Für herausragende Leistungen können Bonuspunkte vergeben werden. Es
sind maximal 4 Bonuspunkte, die der Seminarleiter vergeben kann. Diese Punkte
können zu den Punkten aus der Semesterabschlussprüfung (Kolloquium) in Physik
hinzu gerechnet werden. Die Gesamtleistung kann so verbessert werden.
LEISTUNGSKONTROLLEN WÄHREND DES SEMESTERS
Während des Semesters werden zwei Klausuren angeboten. Auch diese bieten die
Möglichkeit Bonuspunkte zu sammeln. Die Klausuren werden an dem Termin des
Seminars bzw. Praktikums in den entsprechenden Wochen an einem Institutscomputer
geschrieben. Es sind folgende Termine vorgesehen:
Klausur 1 15.Okt.-19.Okt.2012, Stoff: Vorlesung 1- 6 und Praktikum 1 - 2
Klausur 2 26.Nov-30.Nov.2012, Stoff: Vorlesung 7-12 und Praktikum 3 - 4
Die so gewonnenen Bonuspunkte können ebenfalls zu den Punkten aus der
Semesterabschlussprüfung (Kolloquium) in Physik hinzu gerechnet werden und
verbessern so die Gesamtleistung in Physik.

In den beiden Klausuren können zusammen maximal 32 Klausurpunkte erreicht
werden. Sie entsprechen:
8 – 11 Klausurpunkte - 1 Bonuspunkt,
12 – 15 Klausurpunkte - 2 Bonuspunkte,
16 – 19 Klausurpunkte - 3 Bonuspunkte,
20 – 23 Klausurpunkte - 4 Bonuspunkte,
24 – 27 Klausurpunkte - 5 Bonuspunkte,
28 – 32 Klausurpunkte - 6 Bonuspunkte.
Wichtig: Mehr als zwei registrierte Abwesenheiten von den Vorlesungen führen zu
dem Verlust der während des Semesters gewonnen Bonuspunkte.
PRÜFUNGSANFORDERUNGEN
Die Studenten schließen das Semester mit einer Semesterabschlussprüfung
(Kolloquium) ab, welche an einem Institutscomputer erfolgt. Diese Abschlussprüfung
besteht aus zwei Teilen, Physik und Biostatistik. Für die Berechnung des
Gesamtergebnisses für den Kurs „Medizinische Physik und Statistik“ gehen die
Leistungen in Physik zu 2/3 und in Biostatistik zu 1/3 ein. Ein Ungenügend in einem der
beiden Fächer bedeutet, dass der gesamte Kurs als nicht bestanden gilt!
Die Prüfungsanmeldung haben die Studenten im ETR-System zu tätigen. Die Anmeldung
für eine Prüfung im ETR endet automatisch 24 Stunden vor der Prüfung. Die Möglichkeit
einer Nachholprüfung richtet sich nach den Regeln der Allgemeinen Studiengesetze für
Studierende. In der Nachholprüfungsperiode können keine regulären Prüfungen ablegt
werden.
1) KOLLOQUIUM IN PHYSIK
In der Semesterabschlussprüfung (Kolloquium) in Physik können max. 40 Punkte
erreicht werden. Die für die Berechnung des Gesamtergebnisses erreichbare Punktzahl
ergibt sich aus der Addition der in der Abschlussprüfung erzielten Punkte und der
Bonuspunkte die ggf. im Seminar oder in den semesterbegleitenden Klausuren erzielt
worden sind. Das Gesamtergebnis ergibt sich nach folgender Tabelle:
0–22 Punkte: ungenügend (1)
23–27 Punkte: genügend (2)
28–31 Punkte: befriedigend (3)
32–35 Punkte: gut (4)
über 36 Punkte: sehr gut (5)

2) KOLLOQUIUM IN BIOSTATISTIK
In der Semesterabschlussprüfung (Kolloquium) in Biostatistik können max. 20 Punkte
erreicht werden. Das Gesamtergebnis ergibt sich nach folgender Tabelle:
0–9 Punkte: ungenügend (1)
10–11 Punkte: genügend (2)
12–14 Punkte: befriedigend (3)
15–17 Punkte: gut (4)
18–20 Punkte: sehr gut (5)
Es wird darauf hingewiesen, dass die Gesamtprüfung als unbestanden gilt,
wenn nicht mindestens 50% der möglichen Punktzahl erreicht wird!
Dieses beinhaltet die Kenntnis der folgenden Inhalte:
Mittelwert, Standartabweichung, Berechnung des Median aus einer Stichprobe
mit wenigen Elementen
Aufstellung von Nullhypothesen und Alternativhypothesen
Überprüfung der Signifikanz aufgrund einer Tabelle
Überprüfung der Signifikanz aufgrund des p-Wertes
DETAILERTER THEMENPLAN
1.
2.
3.
4.
Vorlesung Datum Praktikum
Die Anforderungen des Kurses Medizinische
Physik, Ausbildungsziele, Inhalte, Form.
Wichtigkeit der physikalischen Kenntnisse
hinsichtlich der medizinischen Diagnostik, der
Therapie und der Forschung.
Einführung. Beispiele für biostatistische
Probleme und die Verwendung von Biostatistik.
Die für die Beschreibung der Vorgänge im
täglichen Leben nötigen mathematischen
Grundkenntnisse.
Datentypen, Verteilungen. Ausfüllen eines
Musterfragebogens mit den eigenen Daten für
die Anwendung im Praktikum.
Die Mechanik des menschlichen Körpers. Die
Mechanik von unverformbaren und
verformbaren Strukturen. Beschreibung von
verschiedenen Bewegungsarten.
Grundstatistiken nach dem Datentyp
(Häufigkeiten, Mittelwerte, Maßzahlen der
Streuung), Darstellungsweisen für
Streudiagramm-Korrelation.
Mechanische Schwingungen in dem lebenden
Organismus. Die Grundlagen der Wellentheorie.
Doppler-Effekt.
Wahrscheinlichkeit, Population, Stichprobe.
bedingte Wahrscheinlichkeit, diagnostische
Tests
5. September
6. September
12.
September
13.
September
19.
September
20.
September
26.
September
27.
September
Die Anforderungen des
Kurses, Inhalt, Form.
Belehrung zur
Unfallverhütung und
Feuerschutz
Grundkenntnisse der
Messkunde: Messfehler,
Fehlerfortpflanzung im
Falle von abgeleiteten
Größen, Auswertung
von Messungen.
Anthropometrische
Messungen:
Körpermaße
(Körpergewicht,
Körperhöhe, Oberfläche,
Volumen, Dichte).
Messung von Kraft,
Arbeit, Leistung –
Einarbeitung in das
Messgerät BIOPAK,
Erhebung von
Messdaten,
Datenmanagement,
Darstellung.

5.
6.
7.
Schall - Ultraschall: Beschreibung der
physikalischen Erscheinung, Charakterisierung
der Wechselwirkung des Ultraschalls mit dem
menschlichen Gewebe, Grundlagen von
medizinischen Anwendungen.
Bekannte Verteilungen (Gleich-, Binomial-,
Normalverteilung). Verteilung der Population
mit einem bestimmten Mittelwert und einer
bestimmten Standardabweichung (eine
Normalverteilung angenommen).
Elektrizitätslehre und Magnetismus in den
Lebensprozessen.
Standardfehler, Konfidenzintervalle.
Hypothesentests: Einstichproben- und gepaarter
t-Test.
Die Grundlagen der elektrisch-diagnostischen
und therapeutischen Methoden.
Zweistichproben-t-Test, F-Test
3. Oktober
4. Oktober
10. Oktober
11. Oktober
17. Oktober
18. Oktober
Elektrophysiologie I.:
EMG. Zusammenhang
des messbaren
elektrischen Signals und
der ausgeübten Kraft,
Linearisierung.
Untersuchung der
Muskelermüdung.
8.
9.
Gesetzmäßigkeiten der Strömung von Gasen,
Flüssigkeiten.
Statistische Fehler, Häufung des Fehlers 1. Art,
ANOVA-Modelle
Beschreibung der thermischen
Wechselwirkungen des menschlichen Körpers
und der Umgebung. Temperatur und ihre
Messung, Wärmemenge, Wärmetransport.
24. Oktober
25. Oktober
31. Oktober
Charakterisierung von
Schallwellen: Frequenz,
Lautstärke,
Schallleistung.
HERBSTFERIEN
10.
11.
Physik von biologischen Membranen, Diffusion,
Osmose.
Korrelation- und Regressionsmodelle,
Regressionen durch Transformationen.
Hypothesentests für die Korrelation und die
Regressionskoeffizienten.
Physikalische Grundlagen des Sehens und der
Sichtkorrektur. Optische Geräte in der Heilung.
Auf Rangordnung beruhende Tests.
7. November
8. November
14. November
15. November
Blutdruckmessung:
Korotkoff-Töne,
oszillometrisches
Prinzip. Hydrostatischer
Druck der
Flüssigkeitssäule.
12.
13.
14.
Signal, Signalverarbeitung, Visualisierung.
Chi-Quadrat-Tests. Konvergenzanalyse
Bioelektrische Erscheinungen, Biophysik der
Zellen.
2x2 Tabellen, Korrelationskoeffizient, relatives
Risiko, Kappa Koeffizient
Thermodynamische Beziehungen von
Transportprozessen.
Überlebensanalyse: Sterbetafeln, Kaplan-Meier-
Methode
21. November
22. November
28. November
29. November
5. Dezember
6. Dezember
Auswertung der
Prüfungsergebnisse
Blutdruckmessung.

SEMESTERPLAN UND PRAKTIKA
Woche
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Nachholtermin
1-2.
7.
Klausur 1
8.
9.
10.
11.
12.
Nachholtermin
3-4
13.
Klausur 2
14.
Nachholtermin
5
Monat
September
Oktober
November
Dezember
Tag
Mo Di Mi Do Fr Sa So
3 4 5 6 7 8 9
EINFÜHRUNG
10 11 12 13 14 15 16
1. ANTROPOMETRIE
17 18 19 20 21 22 23
1. ANTROPOMETRIE
24 25 26 27 28 29 30
2. KRAFT, ARBEIT, LEISTUNG
1 2 3 4 5 6 7
2. KRAFT, ARBEIT, LEISTUNG
8 9 10 11 12 13 14
3. ELEKTROMYOGRAPHIE
15 16 17 18 19 20 21
3. ELEKTROMYOGRAPHIE, KLAUSUR 1
22 23 24 25 26 27 28
SEMINAR
29 30 31 1 2 3 4
SEMINAR
5 6 7 8 9 10 11
4. AKUSTIK
12 13 14 15 16 17 18
4. AKUSTIK
19 20 21 22 23 24 25
5. BLUTDRUCKMESSUNG
26 27 28 29 30 1 2
5. BLUTDRUCKMESSUNG, KLAUSUR 2
3 4 5 6 7 8 9
NACHHOLTERMIN, SEMINAR
Szeged, 28. August 2012
Prof. Ferenc Bari
Institutsleiter