生体計測工学

科目基礎情報

学校	沼津工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	生体計測工学
科目番号	2024-800	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	医療福祉機器開発工学コース	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	電子配布資料、参考書：臨床工学シリーズ「生体計測学」　金井寛他著　日本生体医工学会監修　(コロナ社)，「医用生体工学」神谷 暸　(培風館)
担当教員	小村 元憲

到達目標

１．測定数値の扱いが適切にできる．
２．生体の電気的性質及び力学的性質を説明できる．
３．超音波血流計の測定原理を説明できる．
４．X線CTの測定原理を説明できる．
５．MRIの測定原理を説明できる．
６．最新の生体計測機器の例を挙げ、測定原理と開発の意義を説明できる。（　C1-4　）

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
測定数値の扱いが適切にできる。	□測定数値の扱いが適切にでき、数値処理の問題点を解決できる。	□測定数値の扱いが適切にできる。	□測定数値の扱いが適切にできない。
生体の電気的性質及び力学的性質を説明できる．	□生体の電気的性質及び力学的性質を数式を用いて説明できる．	□生体の電気的性質及び力学的性質を説明できる．	□生体の電気的性質及び力学的性質を説明できない．
超音波血流計の測定原理を説明できる．	□超音波血流計の測定原理を説明でき，信号処理の数学的記述ができる．	□超音波血流計の測定原理を説明できる．	□超音波血流計の測定原理を説明できない．
X線CTの測定原理を説明できる．	□X線CTの測定原理を説明でき，画像再構築法を数学的に記述できる．	□X線CTの測定原理を説明できる．	□X線CTの測定原理を説明できない．
MRIの測定原理を説明できる．	□MRIの測定原理を説明でき，画像再構築法を数学的に記述できる．	□MRIの測定原理を説明できる．	□MRIの測定原理を説明できる．
最新の生体計測機器の例を挙げ、測定原理と開発の意義を説明できる。（　C1-4　）	□最新の生体計測機器の例を挙げられる。 □その測定原理と開発の意義を説明できる。 □性能向上のための改善点などを論じることができる。	□最新の生体計測機器の例を挙げられる。 □その測定原理と開発の意義を説明できる。	□最新の生体計測機器の例を挙げられない。

学科の到達目標項目との関係

実践指針 （C1） （機械工学、電気電子工学、情報工学、応用化学、生物工学、材料工学などの専門的技術を身につけ、これらの技術を複合的に活用して、環境エネルギー工学、新機能材料工学、医療福祉機器開発工学等の分野に創造的に応用することができる）

実践指針のレベル （C1-4） （修得した専門知識を、環境エネルギー工学、新機能材料工学、医療福祉機器開発工学などの複合・融合領域の課題に創造的に応用できる）

【プログラム学習・教育目標 】 C （工学的な解析・分析力及びこれらを創造的に統合する能力）

教育方法等

概要:

医療機器の開発と急速な発展に伴い、医療現場において工学的な計測が必要不可欠となっている。生体を対象とした計測技術には、対象とする生体機能に合わせ、化学的、電気的、機械的な測定などの多岐にわたる技術が含まれる。本授業では，本科で学んだ医用計測器の中でも特に，超音波血流計，X線CT，MRIに重点を当て，数式的な記述も含めて学ぶ．

授業の進め方・方法:

講義を主体とした授業とする。指定した参考書の内容に沿って，電子配布資料を使いながら説明する。
授業テスト80%、課題レポート20%として評価する。

注意点:

この科目は学修単位科目であり、１単位あたり15時間の対面授業を実施します。併せて１単位あたり30時間の事前学習・事後学習が必要となります。

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス
		2週	生体計測の基礎	測定数値の扱いを説明できる。
		3週	生体物性(1)	生体の電気的性質を説明できる．
		4週	生体物性(2)	生体の力学的性質を説明できる．
		5週	生体物性(3)	生体の粘弾性的性質を説明できる．
		6週	超音波血流計(1)	連続波ドプラ血流計の原理を説明できる．
		7週	超音波血流計(2)	パルスドプラ血流計の原理を説明できる．
		8週	X線CT(1)	X線CTの測定法を説明できる．
	2ndQ
		9週	X線CT(2)	X線CTのフーリエ変換法を説明できる．
		10週	X線CT(3)	X線CTのフィルター補正逆投影法を説明できる．
		11週	MRI(1)	核磁気共鳴現象とZ方向の位置決めを説明できる．
		12週	MRI(2)	X方向，Y方向の位置決めを説明できる．
		13週	MRI(3)	核磁気共鳴現象の緩和挙動を数式を用いて説明できる．
		14週	MRI(4)	スライス内の画像再構築を数式を用いて説明できる．
		15週	MRI(5)	核スピン密度，T1，T2強調画像を説明できる．
		16週

評価割合

	授業テスト	レポート					合計
総合評価割合	80	20	0	0	0	0	100
測定数値の扱いが適切にできる。	5	0	0	0	0	0	5
生体の電気的性質及び力学的性質を説明できる．	20	0	0	0	0	0	20
超音波血流計の測定原理を説明できる．	10	0	0	0	0	0	10
X線CTの測定原理を説明できる．	15	0	0	0	0	0	15
MRIの測定原理を説明できる．	30	0	0	0	0	0	30
最新の生体計測機器の例を挙げ、測定原理と開発の意義を説明できる。	0	20	0	0	0	0	20