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Biomedical Imaging
Last Updated: 2026-06-01 11:30:43
Abstract
Introduction to diagnostic medical imaging based on electromagnetic and acoustic fields including X-ray planar and tomographic imaging, radio-tracer based nuclear imaging techniques, magnetic resonance imaging and ultrasound-based procedures.
Objective
Upon completion of the course students are able to: • Explain the physical and mathematical foundations of diagnostic medical imaging systems • Characterize system performance based on signal-to-noise ratio, contrast-to-noise ratio and transfer function • Design a basic diagnostic imaging system chain including data acquisition and data reconstruction • Identify advantages and limitations of different imaging methods in relation to medical diagnostic applications
Content
• Introduction (intro, overview, history) • Signal theory and processing (foundations, transforms, filtering, signal-to-noise ratio) • X-rays (production, tissue interaction, contrast, modular transfer function) • X-rays (resolution, detection, digital subtraction angiography, Radon transform) • X-rays (filtered back-projection, spiral computed tomography, image quality, dose) • Nuclear imaging (radioactive tracer, collimation, point spread function, SPECT/PET) • Nuclear imaging (detection principles, image reconstruction, kinetic modelling) • Magnetic Resonance (magnetic moment, spin transitions, excitation, relaxation, detection) • Magnetic Resonance (plane wave encoding, Fourier reconstruction, pulse sequences) • Magnetic Resonance (contrast mechanisms, gradient- and spin-echo, applications) • Ultrasound (mechanical wave generation, propagation in tissue, reflection, transmission) • Ultrasound (spatial and temporal resolution, phased arrays) • Ultrasound (Doppler shift, implementations, applications) • Summary, example exam questions
Resources
Lecture Notes
Lecture notes and handouts
Literature
Webb A, Smith N.B. Introduction to Medical Imaging: Physics, Engineering and Clinical Applications; Cambridge University Press 2011
General Information
- Language
- English
- Levels
- BSC , MSC , NDS
- Frequency
- Yearly recurring
Examination
- Type
- session examination
- Mode
- written 120 minutes
- Aids
- 2-page formulary
Course Components
| Type | Title | Time & Place | Hours |
|---|---|---|---|
| lecture with exercise |
Biomedical Imaging
**together with University of Zurich**
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5 h weekly |
Offered In
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Engineering for Health (Fokus-Koordinator: Prof. Bradley Nelson)
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5. Semester: Kernfächer des 3. Jahres (Kurswahl kann frei zusammengestellt werden, eine Liste mit detaillierten Empfehlungen findet sich unter )
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Vertiefung: Biomedizinische Technik (Diese Kernfächer werden insbesondere für den Bereich "Biomedizinische Technik" empfohlen, aber die Studierenden können Kernfächer aus allen Bereichen frei wählen.)
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Kernfächer der Vertiefung (Während des Studiums müssen mindestens 12 KP aus Kernfächern einer Vertiefung (Track) erreicht werden.)
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Kernfächer der Vertiefung (Während des Studiums müssen mindestens 12 KP aus Kernfächern einer Vertiefung (Track) erreicht werden.)
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Kernfächer der Vertiefung (Während des Studiums müssen mindestens 12 KP aus Kernfächern einer Vertiefung (Track) erreicht werden.)
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Wahlfächer der Vertiefung (Diese Fächer sind für die Vertiefung in Molecular Bioengineering besonders empfohlen. Bei abweichender Fächerwahl konsultieren Sie bitte den Track Adviser.)
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Kernfächer der Vertiefung (Während des Studiums müssen mindestens 12 KP aus Kernfächern einer Vertiefung (Track) erreicht werden.)
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Vertiefung: Biomedical Engineering (The core courses and specialisation courses below are a selection for students who wish to specialise in the area of "Biomedical Engineering", see . The individual study plan is subject to the tutor's approval.)
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Kernfächer (These core courses are particularly recommended for the field of "Biomedical Engineering" You may choose core courses form other fields in agreement with your tutor. A minimum of 24 credits must be obtained from core courses during the MSc EEIT.)
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Allgemeine Wahlfächer (Den Studierenden steht das gesamte Lehrangebot der ETH Zürich zur individuellen Auswahl offen - mit folgenden Einschränkungen: Lehrveranstaltungen aus den ersten beiden Studienjahren eines Bachelor-Curriculums der ETH Zürich sowie Lehrveranstaltungen aus GESS "Wissenschaft im Kontext" sind nicht als allgemeines Wahlfach anrechenbar. Die Dozierenden folgender Lehrveranstaltungen empfehlen sie ausdrücklich den Studierenden der Physik. (Für die Lehrveranstaltungen in dieser Liste können Sie die Kategorie "Allgemeine Wahlfächer" direkt in myStudies zuordnen. Für die Kategoriezuordnung anderer zugelassener Lehrveranstaltungen lassen Sie bei der Prüfungsanmeldung "keine Kategorie" ausgewählt und wenden Sie sich nach dem Verfügen des Prüfungsresultates an das Studiensekretariat ( ).))
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