Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2022
Gesundheitswissenschaften und Technologie Bachelor  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Bachelor-Studium (Studienreglement 2020) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kernfächer des Basisjahres | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Basisprüfung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Basisprüfungsblock 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 551-0033-00L | Molekulare Genetik und Zellbiologie  Nur für Gesundheitswissenschaften und Technologie BSc und Humanmedizin BSc. | O | 5 KP | 5G | J. Corn, F. Allain, K. Köhler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Dieser Kurs vermittelt die Grundprinzipien der Evolution, Zellbiologie, Molekularbiologie, Genetik und Entwicklungsbiologie am Beispiel Mensch. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | 1.Die Studierenden können die Bedeutung der Evolution für die Entstehung des Menschen und von Krankheiten erklären. 2. Die Studierenden kennen die Zelle als kleinste Einheit des Körpers. Sie können erklären, wie die Funktionen der Zelle in bestimmten Krankheiten gestört sind und wo Therapien eingreifen. Sie können die Vervielfältigung von Zellen im Körper beschreiben und aufzeigen, wie Fehler bei dieser Vervielfältigung zu Krankheiten führen können. 3. Die Studierenden kennen die DNA als Grundlage des Lebens. Sie können erklären, wie die DNA Information speichert und wie diese Information vervielfältigt und vor Schäden geschützt werden kann. Sie können beschreiben, wie die Information abgelesen und in Proteine übersetzt wird. Sie können erklären, durch welche Mechanismen auf der Ebene der DNA, der RNA und der Proteine Krankheiten entstehen können. 4. Die Studierenden können erklären, welche Technologien zur Diagnostik und Therapie von Krankheiten eingesetzt werden können. 5. Die Studierenden können erklären, wie sich Menschen genetisch voneinander unterscheiden und kennen die molekularen Grundlagen dieser Unterschiede. Sie können erklären, wie diese Unterscheide zu Krankheiten führen können und warum manche dieser Unterschiede sich nicht auf Krankheiten auswirken. 6. Die Studierenden kennen die molekularen Ursachen der häufigsten Erbkrankheiten und können die Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Weitergabe an Nachkommen bestimmen. 7. Die Studierenden können die biochemischen und molekularen Grundlagen der menschlichen Fortpflanzung erklären und kennen die Grundprinzipien der Embyronalentwicklung des Menschen. Die Studierenden können erklären, welche Mechanismen bei einer fehlerhaften Entwicklung gestört sein können. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 529-1001-03L | Allgemeine Chemie (für HST) | O | 6 KP | 4V + 2U | J. Cvengros | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung erläutert einige Grundlagen der allgemeinen Chemie. Dies schliesst (unter anderen) Reaktionsgleichungen, Energieumsatz bei chemischen Reaktionen, Eigenschaften von ionische und kovalente Bindungen, Lewisschen Strukturen, Eigenschaften von Lösungen, Kinetik, Thermodynamik, Säure-Basen Gleichgewichte, Elektrochemie und Eigenschaften von Metalle Komplexe ein. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis der grundlegenden Prinzipien und Konzepte der allgemeinen und anorganischen Chemie. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Charles E. Mortimer, CHEMIE - DAS BASISWISSEN DER CHEMIE. 12. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 2015. Weiterführende Literatur: Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, CHEMIE. 10. Auflage, Pearson Studium, 2011. (deutsch) Catherine Housecroft, Edwin Constable, CHEMISTRY: AN INTRODUCTION TO ORGANIC, INORGANIC AND PHYSICAL CHEMISTRY, 3. Auflage, Prentice Hall, 2005.(englisch) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 252-0852-00L | Grundlagen der Informatik | O | 4 KP | 2V + 2U | L. E. Fässler, M. Dahinden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Studierenden lernen ausgewählte Konzepte und Informatikmittel einzusetzen, um interdisziplinäre Projekte zu bearbeiten. Themenbereiche: Rolle der Informatik in der Wissenschaft, Einführung in die Programmierung, Simulieren und Modellieren, Matrizenrechnen, Daten verwalten mit Listen, Tabellen und relationalen Datenbanken. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden lernen: - die Rolle der Informatik in der Wissenschaft zu verstehen - mittels Programmieren den Rechner zu steuern und Prozesse der Problemlösungen zu automatisieren - für wissenschaftliche Problemstellungen adäquate Informatikmittel zu wählen und einzusetzen - reale Daten aus ihren Fachrichtungen zu verarbeiten und zu analysieren - mit der Komplexität realer Daten umzugehen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | 1. Die Rolle der Informatik in der Wissenschaft 2. Einführung in die Programmierung mit Python 3. Modellieren und Simulieren 4. Datenverwaltung mit Listen und Tabellen 5. Datenverwaltung mit einer relationalen Datenbank 6. Einführung ins Matrizenrechnen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Alle Materialien zur Lehrveranstaltung sind verfügbar unter www.gdi.ethz.ch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | L. Fässler, M. Dahinden, D. Komm, and D. Sichau: Einführung in die Programmierung mit Python und Matlab. Begleitunterlagen zum Onlinekurs und zur Vorlesung, 2016. ISBN: 978-3741250842. L. Fässler, M. Dahinden, and D. Sichau: Verwaltung und Analyse digitaler Daten in der Wissenschaft. Begleitunterlagen zum Onlinekurs und zur Vorlesung, 2017. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Diese Vorlesung basiert auf anwendungsorientiertem Lernen. Den grössten Teil der Arbeit verbringen die Studierenden damit, Projekte mit naturwissenschaftlichen Daten zu bearbeiten und die Resultate mit Assistierenden zu diskutieren. Für die Aneignung der Informatik-Grundlagen stehen elektronische Tutorials zur Verfügung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 376-0003-00L | Einführung Gesundheitswissenschaften und Technologie I | O | 4 KP | 2V + 2U | R. Müller | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Übersicht über verschiedene Aspekte von Gesundheit und Krankheit (Gesundheitsmodelle, Diagnostik und Therapie von Krankheiten, Prävention, Epidemiologie); Einführung in technologische Aspekte (Mechanik, Messtechnik, Regelung); Grundlagen des wissenschaftlichen Arbeitens (Ethik, Literaturrecherche, Studiendesign, Datenerfassung, Datenauswertung und Datendarstellung). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden sollen die in der Fachwelt gebräuchlichen Begriffe, Modelle und Klassifikationssysteme im Bereich Gesundheit und Krankheit kennen und Methoden des wissenschaftlichen Arbeitens verstehen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | - Gesundheit: Gesundheitsmodelle, Diagnostik, Epidemiologie, Therapieformen, Prävention. - Technologie: Gesetze der Mechanik, Messtechnik, Steuerungs- und Regelungstechnik - Wissenschaft: Ethik, Literaturrecherche, Studiendesign, Tests, Datenauswertung und Datendarstellung | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| Basisprüfungsblock 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 529-1011-00L | Organische Chemie I (für Biol./Pharm.Wiss./HST) | O | 4 KP | 4G | C. Thilgen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Grundlagen der Organischen Chemie: Strukturlehre. Bindungsverhältnisse und funktionelle Gruppen; Nomenklatur; Resonanz und Aromatizität; Stereochemie; Konformationsanalyse; Bindungsstärken; organische Säuren und Basen; Einführung in die Reaktionslehre; reaktive Zwischenstufen: Carbanionen, Carbeniumionen und Radikale. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis der Konzepte und Definitionen der organischen Strukturlehre. Kenntnis der für die Biowissenschaften wichtigen funktionellen Gruppen und Stoffklassen. Grundlagen für das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Struktur und Reaktivität. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Einführung in die organische Strukturlehre: Isolierung, Trennung und Charakterisierung organischer Verbindungen. Klassische Strukturlehre: Konstitution, kovalente Bindungen, Molekülgeometrie, funktionelle Gruppen, Stoffklassen Nomenklatur organischer Verbindungen. Delokalisierte Elektronen: Resonanztheorie und Grenzstrukturen, Aromatizität. Stereochemie: Chiralität, Konfiguration, Topizität. Moleküldynamik und Konformationsanalyse. Bindungsenergien, nicht-kovalente Wechselwirkungen. Organische Säuren und Basen. Reaktionslehre: grundlegende thermodynamische und kinetische Betrachtungen; reaktive Zwischenstufen (Radikale, Carbeniumionen, Carbanionen). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Ein gedrucktes Skript ist im Rahmen der Vorlesung erhältlich. Für die Übungen werden Lösungsvorschläge abgegeben. Alle Unterlagen stehen online im Moodle-Kurs "Organische Chemie I" des aktuellen Semesters zur Verfügung (https://moodle-app2.let.ethz.ch). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | · Basisbuch Organische Chemie. Carsten Schmuck, Pearson Studium, 2018. (Kompaktes Lehrbuch für die ersten beiden Semester; 412 Seiten). · Organische Chemie. K. Peter C. Vollhardt, Neil E. Schore, Übers. hrsg. von Holger Butenschön, 6. Aufl., Wiley-VCH, 2020. · Organic Chemistry: Structure and Function. K. Peter C. Vollhardt, Neil E. Schore, 8th ed., W. H. Freeman & Company, 2018. · Organic Chemistry. T. W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Snyder, 12th ed., Wiley, 2016. · Organische Chemie. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2. Aufl., Springer Berlin, 2017 (Korr. Nachdr. 2. Auflage 2013). · Organic Chemistry. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2nd ed., Oxford University Press, 2012. · Organische Chemie. Paula Y. Bruice, 5. akt. Aufl., Pearson Studium, 2011. · Organic Chemistry. Paula Y. Bruice, 8th ed., Pearson, 2016. · Essential Organic Chemistry. Paula Y. Bruice, 3rd ed., Pearson, 2015. (Designed for a one-term course) · Organic Chemistry I as a Second Language – Translating the basic concepts (Taschenbuch mit Übungen: 400 Seiten). David R. Klein; 4th ed., Wiley, 2016. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Die Lerneinheit besteht aus 36 Stunden Vorlesung und 20 Stunden Übungen (in Gruppen von ca. 25 Personen). Zusätzlich stehen Online-Übungen in der e-Learning-Umgebung Moodle (Kurs OC I) zur Verfügung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 401-0291-00L | Mathematik I | O | 6 KP | 4V + 2U | E. W. Farkas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Mathematik I/II ist eine Einführung in die ein- und mehrdimensionale Analysis und die Lineare Algebra unter besonderer Betonung von Anwendungen in den Naturwissenschaften. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden + verstehen Mathematik als Sprache zur Modellbildung und als Werkzeug zur Lösung angewandter Probleme in den Naturwissenschaften. + können Entwicklungsmodelle analysieren, Lösungen qualitativ beschreiben oder allenfalls explizit berechnen: diskret/kontinuierlich in Zeit, Ebene und Raum. + können Beispiele und konkrete arithmetische und geometrische Situationen der Anwendungen interpretieren und bearbeiten, auch mit Hilfe von Computeralgebrasystemen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | ## Eindimensionale diskrete Entwicklungen ## - linear, exponentiell, begrenzt, logistisch - Fixpunkte, diskrete Veränderungsrate - Folgen und Grenzwerte ## Funktionen in einer Variablen ## - Reproduktion, Fixpunkte - Periodizität - Stetigkeit ## Differentialrechnung (I) ## - Veränderungsrate/-geschwindigkeit - Differentialquotient und Ableitungsfunktion - Anwendungen der Ableitungsfunktion ## Integralrechnung (I) ## - Stammfunktionen - Integrationstechniken ## Gewöhnliche Differentialgleichungen (I) ## - Qualitative Beschreibung an Beispielen: Beschränkt, Logistisch, Gompertz - Stationäre Lösungen - Lineare DGL 1. Ordnung - Trennung der Variablen ## Lineare Algebra ## - Erste Arithmetische Aspekte - Matrizenrechnung - Eigenwerte / -vektoren - Quadratische LGS und Determinante | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | In Ergänzung zu den Vorlesungskapiteln der Lehrveranstaltungen fassen wir wichtige Sachverhalte, Formeln und weitere Ausführungen jeweils in einem Vademecum zusammen. Dabei gilt: * Die Skripte ersetzen nicht die Vorlesung und/oder die Übungen! * Ohne den Besuch der Lehrveranstaltungen verlieren die Ausführungen ihren Mehrwert. * Details entwickeln wir in den Vorlesungen und den Übungen, um die hier bestehenden Lücken zu schliessen. * Prüfungsrelevant ist, was wir in der Vorlesung und in den Übungen behandeln. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Siehe auch Lernmaterial > Literatur **L. Papula** Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 2 Bände; Springer Verlag Vieweg. Via ETHZ-Bibliothek: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-21746-4 https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-07790-7 **Th. Wihler** Mathematik für Naturwissenschaften, 2 Bände: Einführung in die Analysis, Einführung in die Lineare Algebra; Haupt-Verlag Bern, UTB. **H. H. Storrer** Einführung in die mathematische Behandlung der Naturwissenschaften I; Birkhäuser. Via ETHZ-Bibliothek: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-0348-8598-0 **Ch. Blatter** Lineare Algebra; VDF auch als [pdf](<https://people.math.ethz.ch/~blatter/linalg.pdf>) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | ## Übungen und Prüfungen ## + Die Übungsaufgaben (inkl. Multiple-Choice) sind ein wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung. + Es wird erwartet, dass Sie mindestens 75 % der wöchentlichen Serien bearbeiten und zur Korrektur einreichen. + Der Prüfungsstoff ist eine Auswahl von Themen aus Vorlesung und Übungen. Für eine erfolgreiche Prüfung ist die konzentrierte Bearbeitung der Aufgaben unerlässlich. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kernfächer des übrigen Bachelor-Studiums | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prüfungsblöcke | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prüfungsblock A | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-0151-00L | Anatomie und Physiologie I | O | 5 KP | 4V | D. P. Wolfer, K. De Bock, L. Slomianka, C. Spengler, M. Willecke | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Kenntnis der Grundlagen der Anatomie und Physiologie von Geweben, der embryonalen und postnatalen Entwicklung, des Nervensystems und der Sinnesorgane, der Muskulatur, des Herz/Kreislauf-Systems und der Atmung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Kenntnis der Grundlagen der Anatomie und Physiologie des Menschen und Kenntnis pathophysiologischer Zusammenhänge. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die Vorlesung gibt einen kurzgefassten Überblick über die menschliche Anatomie und Physiologie Anatomie und Physiologie I (HS): Grundbegriffe der Zell- und Gewebelehre, der Embryologie; Nervensystem und Sinnesorgane, Muskulatur, Herz-Kreislaufsystem und Atmungssystem Anatomie und Physiologie II (FS): Verdauungstrakt, endokrine Organe, Stoffwechsel und Thermoregulation, Haut, Blut und Immunsystem, Harnapparat, zirkadianer Rhythmus, Reproduktionsorgane, Schwangerschaft und Geburt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: 1. Jahr, naturwissenschaftlicher Teil. Einzelne Kursinhalte werden auf Englisch gelesen und geprüft. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 401-0293-00L | Mathematik III | O | 5 KP | 3V + 2U | A. Caspar, N. Hungerbühler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Vertiefung der mehrdimensionalen Analysis mit Schwerpunkt in der Anwendung der partiellen Differentialgleichungen, Vertiefung der Linearen Algebra und Einführung in die Systemanalyse und Modellbildung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden - verstehen Mathematik als Sprache zur Modellbildung und als Werkzeug zur Lösung angewandter Probleme in den Naturwissenschaften. - können anspruchsolle Modelle analysieren, Lösungen qualitativ beschreiben oder allenfalls explizit berechnen: diskret/kontinuierlich in Zeit, Ebene und Raum. - können Beispiele und konkrete arithmetische und geometrische Situationen aus Anwendungen mit Methoden der höheren Mathematik interpretieren und bearbeiten. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Einführung Modellbildung - SIR-Modelle: Ausbreitung von Krankheiten bei Epidemien - Pocken-Modell: Was ist der Effekt von Impfungen? Lineare Modelle - Vektorräume - Lösungsraum eines Linearen DGL-Systems - Diagonalisierbarkeit und Normalformen - Exponential einer Matrix Fourier-Reihen - Euklidische Vektorräume - Orthogonale Projektion - Anwendungen Nichtlineare Modelle - Stationäre Lösungen, Qualitative Aussagen - Mehrdimensionale Modelle: Räuber-Beute, Lotka-Volterra Partielle Differentialgleichungen: Vorgänge, die von Raum und Zeit anhängen - Einführung, Repetition, Beispiele - Fourier-Methoden: Wärmeleitung, Laplace, Wellengleichung, Filter, Computertomographie Laplace-Transformation - Definition und Notation - Rechenregeln - Anwendungsbeispiele | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Buch: "Mathematische Modellbildung in den Life Sciences", A. Caspar und N. Hungerbühler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | - Buch: "Mathematische Modellbildung in den Life Sciences", A. Caspar und N. Hungerbühler - Blatter, C.: Lineare Algebra für Ingenieure, Chemiker und Naturwissenschafter. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Vorlesungen Mathematik I/II | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 401-0643-13L | Statistik II | O | 3 KP | 2V + 1U | J. Dambon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Vertiefung von Statistikmethoden. Nach dem detailierten Fundament aus Statistik I liegt nun der Fokus auf konzeptueller Breite und konkreter Problemlösungsfähigkeit mit der Statistiksoftware R. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Nach diesem Kurs können Sie mit der Statistiksoftware R Daten einlesen, auf vielfältige Art verarbeiten und Grafiken für Berichte oder Vorträge exportieren. Sie verstehen die Konzepte von Methoden wie Lineare Regression (mit Faktoren, Interaktion, Modellwahl), ANOVA (1-weg, 2-weg), Chi-Quadrat-Test, Fisher-Test, GLMs, Mixed Models, Clustering, PCA und können diese mit der Statistiksoftware R in der Praxis umsetzen. Zudem kennen Sie die Grundprinzipien von gutem experimentellem Design und können bestehende Studien kritisch hinterfragen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prüfungsblock B | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 402-0083-00L | Physik I | O | 4 KP | 3V + 1U | K. S. Kirch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung bietet eine Einführung in die klassische Physik, mit speziellen Fokus auf Anwendungen in der Medizin. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verstehen von grundlegenden Konzepten der klassischen Physik und deren Anwendung (anhand der mathematischen Vorkenntnisse) auf einfache Problemstellungen, inkl. gewisser Anwendungen in der Medizin. Erarbeiten eines Verständnisses für relevante Grössen und Grössenordnungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Allgemeine Einführung; Positron-Emissions-Tomographie als Appetitanreger, inkl ionisierende Strahlung; Kinematik des Massenpunktes; Dynamik des Massenpunktes (Newton'sche Axiome und Kräfte); Arbeit, Leistung und Energie; Impuls - und Drehimpulserhaltung; Schwingungen und Wellen; Mechanik des starren Körpers; Strömungslehre; Einstieg in die Elektrizitätslehre. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Ein Skript wird zu Beginn des Semesters verteilt werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | "Physik für Mediziner, Biologen, Pharmazeuten", von Alfred Trautwein, Uwe Kreibig, Jürgen Hüttermann; De Gruyter Verlag. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzung Mathematik I+II (Studiengänge Gesundheitswissenschaften und Technologie bzw. Humanmedizin) / Mathematik-Lehrveranstaltungen des Basisjahres (Studiengänge Chemie, Chemieingenieurwissenschaften bzw. Interdisziplinäre Naturwissenschaften) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prüfungsblock C Wird im Frühjahrsemester angeboten | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Einzelfächer und Praktika | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-0019-00L | Praktikum Medizintechnik Nur für Studierende BSc HST. Weitere Studierende melden sich bitte bei: hcooper@ethz.ch | O | 2 KP | 2P | J. G. Snedeker | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Dieses Praktikum dient dazu angewendete Grundlagen im CAD, FEM, Produktoptimierung, mechanischer Belastungstest, Softwareentwicklung und Hardwareeinsatz in der Robotik zu vermitteln. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Das Ziel des Kurses ist das Vermitteln und festigen der folgenden Methoden: CAD FEM Produktoptimierung Mechanischer Belastungstest Softwareentwicklung Hardwareeinsatz in der Robotik | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | In diesem Kurs vertiefen die Studierende ihre Kenntnisse im Programmieren und Biomechanik. Es wird aber auch Basiswissen vermittelt in den Bereichen von CAD Software, FEM und mechanische Belastungstests. Der Kurs ist in 6 Versuche aufgeteilt, welche in Gruppen durchgeführt werden. Die Studierende werden am Anfang vom Semester in die Gruppen eingeteilt. 4 der Versuche zielen darauf ab, ein Knochenplatten-Implant zu entwickeln welches einen "critical gap" in einem Femur zu überbrückt. Die Experimente sind deshalb wie folgt 1) Anwenden von CAD um den Vorfall zu simulieren und die Knochenplatte entwerfen 2) eine FE Analyse durchführen um die Knochenplatte zu analysieren 3) mit der Auswertung des FEM die Knochenplatte zu optimieren und 4) die Knochenplatte mechanisch zu testen, welche 3D ausgedruckt wird. Die übringen 2 Experimente sind darauf ausgelegt 1) den Studierenden die Möglichkeit zu geben, einen Roboterarm zu programmieren und 2) die benötigte Hardware für einen solchen Roboterarm kennenzulernen und damit zu arbeiten, z.B. mir einem Kraftsensor und einem EMG. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Jedes der 6 Experimente hat ein eigenes Tutorial, welches den Studierenden zur Verfügung gestellt wird. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Nur Motivation und Neugierde. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-0002-01L | Produktentwicklung in der Medizintechnik | O | 4 KP | 2V + 2U | S. J. Ferguson | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Der Kurs bietet einen Einblick in verschiedene Aspekte der Entwicklung von Medizintechnik-Produkten wie Anforderungsanalyse, Forschung und Entwicklung, Validierung, Zulassung und klinische Evaluation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Das Ziel dieser Vorlesung ist die Studierenden zu befähigen (a) die funktionalen Hauptanforderungen für ein medizintechnisches Instrument zu erkennen, (b) die mechanischen Eigenschaften des normalen Gewebes und der synthetischen Biomaterialien zu verstehen, (c) diese Informationen zusammen mit den Grundkenntnissen der Mechanik bei der Berechnung der Implantateigenschaften anzuwenden und (d) einen Plan für eine präklinische Evaluation und Zulassung des neuen Implantats zu entwickeln. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | 1. Einführung in die Medizintechnik 2. Entwurfsprozess 3. Mechanik 4. Festigkeitslehre 5. Gewebebiomechanik 6. Prothesen: Biomechanik und Konstruktion 7. Prothesen: Biomaterialien, Oberflächen und Abrieb 8. Allograft: Herzklappen 9. Präklinische Bewertung 10. Zulassung (MepV, FDA, CE) 11. Geistiges Eigentum 12. Gruppenarbeiten und Präsentation | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | https://moodle-app2.let.ethz.ch/course/view.php?id=180 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schwerpunktfächer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bewegungswissenschaften und Sport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-0203-00L | Bewegungs- und Sportbiomechanik | W | 4 KP | 3G | W. R. Taylor, R. List | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Vermitteln der Methode den menschlichen Bewegungsapparat als (bio-)mechanisches System zu betrachten. Erstellen des Zusammenhanges von Bewegungen im Alltag und im Sport zu Verletzungen und Beschwerden, Prävention und Rehabilitation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | - Die Studierenden können den Bewegungsapparat als ein mechanisches System darstellen. - Sie analysieren und beschreiben menschliche Bewegungen entsprechend den Gesetzen der Mechanik. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die Bewegungs- und Sportbiomechanik befasst sich mit den Eigenschaften des Bewegungsapparates und deren Verknüpfung zur Mechanik. Die Vorlesung beinhaltet einerseits Themenkreise wie funktionelle Anatomie, Charakteristik von elementaren menschlichen Bewegungen (Gehen, Laufen, etc.), und beachtet Bewegungen im Sport aus mechanischer Sicht. Ferner werden einfache Betrachtungen zur Belastungsanalysen diverser Gelenke in verschiedenen Situationen diskutiert. Im Weiteren werden Fragen der Statik und Dynamik starrer Körper, und die inverse Dynamik, die in der Biomechanik relevant sind, behandelt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-0207-00L | Sportphysiologie | W | 4 KP | 3G | C. Spengler, F. Gabe Beltrami | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung gibt einen Überblick über die neuromuskulären, kardiovaskulären und respiratorischen Anpassungen an akute und chronische körperliche Aktivität auf molekularer und systemischer Ebene, sowie der Interaktionen dieser Systeme und der beeinflussenden Faktoren (Genetik, Geschlecht, Alter, Höhe/Tiefe, Hitze, Kälte) in Bezug auf die Leistungsfähigkeit und auf gesundheistrelevante Aspekte. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Ziel ist das Verständnis der neuromuskulären, kardiovaskulären und respiratorischen Anpassungen an akute und chronische körperliche Aktivität auf molekularer und systemischer Ebene, sowie das Verständnis der Interaktion dieser Systeme in Bezug auf gesundheitsrelevante Aspekte wie auch auf die Leistungsfähigkeit beim Gesunden und bei exemplarischen Krankheitsbildern. Weiter werden Kenntnisse der wichtigsten beeinflussenden Faktoren wie Genetik, Geschlecht, Alter, Höhe/Tiefe, Hitze und Kälte erworben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Geschichte der Sportphysiologie, Forschungsmethodik und Pitfalls, Muskelfasertypen-Heterogenität und deren funktionelle Bedeutung, neuronale Kontrolle der Muskelkraft, molekulare und zelluläre Mechanismen der Anpassung an Kraft-, Ausdauer- und Dehungs-Übungen, interindividuelle Variabilität in der Trainingsantwort, kardiorespiratorische und metabolische Antworten auf akute und chronische körperliche Aktivität, Effekte des Geschlechts auf die Leistungsfähigkeit, körperliche Aktivität in der Höhe, Tiefe, Hitze und Kälte, spezifische Aspekte der verschiedenen Altersstufen hinsichtlich Sport und Leistungsfähigkeit, gesundheitsrelevante Mechanismen von körperlicher Aktivität beim Gesunden und, exemplarisch, bei Kranken. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Online Material wird im Laufe des Kurses zur Verfügung gestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Wird in der Vorlesung bekannt gegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Anatomie und Physiologie I + II | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-1220-00L | Rehabilitation and Inclusion | W | 3 KP | 2G | R. Riener | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course presents origins and prevention of different physical, sensory, mental impairments, their treatments, and methods of assistance in public and home environments. Rehabilitation is put into a larger context providing insights into healthcare systems, health economy, accessibility, barrier-free architecture, para-sports, legal & regulatory aspects, disability policy, and inclusion. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | With this lecture, we want to not only transfer a broad knowledge about rehabilitation and inclusion, but also raise awareness about the challenges and needs of people with impairments, the economy and the overall society. Students should learn about the complex and multi-facetted interaction of care, treatment, assistance, reimbursement, accessibility, legal regulation, and social inclusion. This knowledge and awareness should be presented in a multi-modal way using interactive tools and organizing group/plenar discussions. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | The course will cover the following topics: • Introduction: definition of terms, historical and legal background, role of the UNO, WHO, ICRC • Origins: reasons and origins of physical, sensory and mental impairments; surgical and pharmaceutical treatments • Therapy: physical therapy, occupational therapy, speech therapy, psychotherapy • Technological support: Robot-aided therapy, Virtual Reality, muscle stimulation, Brain-Computer Interfaces (BCIs) • Home therapy: personal assistance, mobile health systems, tele-monitoring, tele-therapy • Assistive technologies: gait assistance, prosthesis, orthoses, seeing/hearing aids, etc. • Social inclusion: definition of normality and belongingness, social behaviours, UN-BRK, etc. • Accessibility: national and international aspects of accessibility • Health economy in rehabilitation: public and private cost models, health insurance, SUVA, IV • Barrier-free building and living: environmental obstacles, norms in architecture, inclusive design • Parasports: history of Olympics and Paralympics, Special Olympics, Deaflympics, Cybathlon • Policy: health, social, equal opportunity, disability • Regulatory affairs: ethics committees, Swissmedic, Bundesamt für Gesundheit (BAG), law and disability • Prevention: primary and secondary prevention, social prevention | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Medizintechnik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0386-00L | Biomedical Engineering | W | 4 KP | 3G | J. Vörös, S. J. Ferguson, S. Kozerke, M. P. Wolf, M. Zenobi-Wong | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Introduction into selected topics of biomedical engineering as well as their relationship with physics and physiology. The focus is on learning the basic vocabulary of biomedical engineering and getting familiar with concepts that govern common medical instruments and the most important organs from an engineering point of view. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Introduction into selected topics of biomedical engineering as well as their relationship with physics and physiology. The course provides an overview of the various topics of the different tracks of the biomedical engineering master course and helps orienting the students in selecting their specialized classes and project locations. It also serves as an introduction to the field for students of the ITET, MAVT, HEST and other bachelor programs. In addition, the most recent achievements and trends of the field of biomedical engineering are also outlined. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | History of BME and the role of biomedical engineers. Ethical issues related to BME. Biomedical sensors both wearable and also biochemical sensors. Bioelectronics: Nernst equation, Donnan equilibrium, equivalent circuits of biological membranes and bioelectronic devices. Bioinformatics: genomic and proteomic tools, databases and basic calculations. Equations describing basic reactions and enzyme kinetics. Medical optics: Optical components and systems used in hospitals. Basic concepts of tissue engineering and organ printing. Biomaterials and their medical applications. Function of the heart and the circulatory system. Transport and exchange of substances in the human body, compartment modeling. The respiratory system. Bioimaging. Orthopedic biomechanics. Lectures (2h), discussion of practical exercises (1h) and homework exercises. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Introduction to Biomedical Engineering by Enderle, Banchard, and Bronzino AND moodle page of the course | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | No specific requirements, BUT ITET, MAVT, PHYS students will have to learn a lot of new words related to biochemistry, biology and medicine, while HEST and BIOL students will have to grasp basic engineering concepts (circuits, equations, etc.). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 376-0021-00L | Materials and Mechanics in Medicine | W | 4 KP | 3G | M. Zenobi-Wong, J. G. Snedeker | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Understanding of physical and technical principles in biomechanics, biomaterials, and tissue engineering as well as a historical perspective. Mathematical description and problem solving. Knowledge of biomedical engineering applications in research and clinical practice. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Understanding of physical and technical principles in biomechanics, biomaterials, tissue engineering. Mathematical description and problem solving. Knowledge of biomedical engineering applications in research and clinical practice. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Biomaterials, Tissue Engineering, Tissue Biomechanics, Implants. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | course website on Moodle | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Introduction to Biomedical Engineering, 3rd Edition 2011, Autor: John Enderle, Joseph Bronzino, ISBN 9780123749796 Academic Press | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-1714-00L | Biocompatible Materials | W | 4 KP | 3V | K. Maniura, M. Rottmar, M. Zenobi-Wong | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Introduction to molecules used for biomaterials, molecular interactions between different materials and biological systems (molecules, cells, tissues). The concept of biocompatibility is discussed and important techniques from biomaterials research and development are introduced. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | The course covers the follwing topics: 1. Introdcution into molecular characteristics of molecules involved in the materials-to-biology interface. Molecular design of biomaterials. 2. The concept of biocompatibility. 3. Introduction into methodology used in biomaterials research and application. 4. Introduction to different material classes in use for medical applications. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Introduction into natural and polymeric biomaterials used for medical applications. The concepts of biocompatibility, biodegradation and the consequences of degradation products are discussed on the molecular level. Different classes of materials with respect to potential applications in tissue engineering, drug delivery and for medical devices are introduced. Strong focus lies on the molecular interactions between materials having very different bulk and/or surface chemistry with living cells, tissues and organs. In particular the interface between the materials surfaces and the eukaryotic cell surface and possible reactions of the cells with an implant material are elucidated. Techniques to design, produce and characterize materials in vitro as well as in vivo analysis of implanted and explanted materials are discussed. A link between academic research and industrial entrepreneurship is demonstrated by external guest speakers, who present their current research topics. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Handouts are deposited online (moodle). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Literature: - Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine, Ratner B.D. et al, 3rd Edition, 2013 - Comprehensive Biomaterials, Ducheyne P. et al., 1st Edition, 2011 (available online via ETH library) Handouts and references therin. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 376-1220-00L | Rehabilitation and Inclusion | W | 3 KP | 2G | R. Riener | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course presents origins and prevention of different physical, sensory, mental impairments, their treatments, and methods of assistance in public and home environments. Rehabilitation is put into a larger context providing insights into healthcare systems, health economy, accessibility, barrier-free architecture, para-sports, legal & regulatory aspects, disability policy, and inclusion. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | With this lecture, we want to not only transfer a broad knowledge about rehabilitation and inclusion, but also raise awareness about the challenges and needs of people with impairments, the economy and the overall society. Students should learn about the complex and multi-facetted interaction of care, treatment, assistance, reimbursement, accessibility, legal regulation, and social inclusion. This knowledge and awareness should be presented in a multi-modal way using interactive tools and organizing group/plenar discussions. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | The course will cover the following topics: • Introduction: definition of terms, historical and legal background, role of the UNO, WHO, ICRC • Origins: reasons and origins of physical, sensory and mental impairments; surgical and pharmaceutical treatments • Therapy: physical therapy, occupational therapy, speech therapy, psychotherapy • Technological support: Robot-aided therapy, Virtual Reality, muscle stimulation, Brain-Computer Interfaces (BCIs) • Home therapy: personal assistance, mobile health systems, tele-monitoring, tele-therapy • Assistive technologies: gait assistance, prosthesis, orthoses, seeing/hearing aids, etc. • Social inclusion: definition of normality and belongingness, social behaviours, UN-BRK, etc. • Accessibility: national and international aspects of accessibility • Health economy in rehabilitation: public and private cost models, health insurance, SUVA, IV • Barrier-free building and living: environmental obstacles, norms in architecture, inclusive design • Parasports: history of Olympics and Paralympics, Special Olympics, Deaflympics, Cybathlon • Policy: health, social, equal opportunity, disability • Regulatory affairs: ethics committees, Swissmedic, Bundesamt für Gesundheit (BAG), law and disability • Prevention: primary and secondary prevention, social prevention | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molekulare Gesundheitswissenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 551-0309-00L | Concepts in Modern Genetics Information for UZH students: Enrolment to this course unit only possible at ETH. No enrolment to module BIO348 at UZH. Please mind the ETH enrolment deadlines for UZH students: Link | W | 6 KP | 4V | Y. Barral, D. Bopp, A. Hajnal, O. Voinnet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Concepts of modern genetics and genomics, including principles of classical genetics; yeast genetics; gene mapping; forward and reverse genetics; structure and function of eukaryotic chromosomes; molecular mechanisms and regulation of transcription, replication, DNA-repair and recombination; analysis of developmental processes; epigenetics and RNA interference. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | This course focuses on the concepts of classical and modern genetics and genomics. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | The topics include principles of classical genetics; yeast genetics; gene mapping; forward and reverse genetics; structure and function of eukaryotic chromosomes; molecular mechanisms and regulation of transcription, replication, DNA-repair and recombination; analysis of developmental processes; epigenetics and RNA interference. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Scripts and additional material will be provided during the semester. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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