医用工学Medical Engineering
科目責任者稻岡 秀検 (※)
担当者稻岡 秀検 (※)
科目概要2年 (2単位・必修) [医療工学科 診療放射線技術科学専攻]

授業の目的

電気工学の基礎である電気回路理論を習得するとともに、電子工学の基礎であるトランジスタや演算増幅器の原理を理解することを第一の目標とする。次いで、情報の基礎と生体物性、生体の電気的安全について理解することを目標とする。

教育内容・教育方法

電磁気学の範囲として、電荷、電界、クーロン力等について学ぶ。次いで電気工学の基礎として、直流回路、交流回路の過渡応答、周波数特性について学ぶ。電子工学の基礎として、半導体、ダイオード、トランジスタについて学び、演算増幅器による各種回路の特性を学ぶ。情報の基礎、論理回路の基礎について学んだ後で、生体の電気的物性、電気的安全について学ぶ。

授業内容

項目授業内容担当者日時
第1回電磁気学の基礎(1)電荷、クーロン力、電界、電位、電流、静電容量について学ぶ。稻岡 秀検
4/4③
第2回電磁気学の基礎(2)磁界、フレミングの法則、電流と磁界、コイル、誘導作用について学ぶ。稻岡 秀検
4/11③
第3回直流回路(1)導体、抵抗、オームの法則、抵抗の直列、並列接続、コンデンサの直列、並列接続、キルヒホッフの法則について学ぶ。稻岡 秀検
4/18③
第4回直流回路(2)電力、熱量、ブリッジ回路、ブリッジ回路の応用について学ぶ。稻岡 秀検
4/25③
第5回交流回路(1) 複素平面における正弦波、交流電力、コンデンサと交流回路、皮相電力について学ぶ。稻岡 秀検
5/9③
第6回交流回路(2)コイルと交流回路、トランスによる昇圧、LCR回路と共振について学ぶ。稻岡 秀検
5/16③
第7回交流回路(3)CR回路、LR回路の過渡応答、時定数、周波数特性について学ぶ。稻岡 秀検
5/23③
第8回電磁気学と電気工学のまとめ電磁気学と電気工学に関する知識を系統的に学び、整理する。稻岡 秀検
5/30③
第9回半導体とダイオード半導体の基礎、ダイオードの性質、各種ダイオード回路、整流回路と平滑化について学ぶ。稻岡 秀検
6/6③
第10回トランジスタバイポーラトランジスタとFETおよび交流増幅回路の基礎について学ぶ。稻岡 秀検
6/13③
第11回演算増幅器集積回路、増幅の概念、演算増幅器、反転増幅回路、非反転増幅回路、ボルテージフォロア、動増幅回路とCMRR、微分回路、積分回路、フィルタと応答特性について学ぶ。稻岡 秀検
6/20③
第12回デジタル回路トランジスタスイッチ、TTLとCMOS、論理回路、論理回路を用いた発振回路について学ぶ。稻岡 秀検
6/27③
第13回情報の基礎2進数、8進数、16進数、ブール代数、AD変換、DA変換、フーリエ解析について学ぶ。稻岡 秀検
7/4③
第14回生体物性と電気的安全生体の受動的な電気的性質、能動的な電気的性質、磁気的性質および電気的安全について学ぶ。稻岡 秀検
7/11③
第15回電子工学のまとめ電子工学に関する知識を系統的に学び、整理する。稻岡 秀検
7/18③

到達目標

1.電磁気学の基礎が理解できる。
2.簡単な直流回路の電圧、電流、電力を計算できる。
3.簡単な交流回路のインピーダンス、電圧、電流、それらの周波数特性、電力が計算できる。
4.半導体の基礎、ダイオード、トランジスタについて説明できる。
5.演算増幅器による簡単な増幅回路の利得や同相除去比の計算ができる。
6.簡単な論理演算ができる。
7.情報の基礎を理解できる。
8.生体物性と電気的安全について理解できる。
9.後期の「医用工学実習」を行うための知識を習得する。

評価基準

定期試験により評価する。

準備学習等(予習・復習)

予習
次回の講義範囲を予習し、専門用語の意味などを理解しておくこと。

復習
授業後、配布したプリントの内容を復習し、自ら計算などができることを確認すること。本講義は、医用工学実習と連携しているので、講義の内容を理解して実習に参加すること。

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書臨床工学技士のための基礎電子工学稲岡秀検、野城真理著コロナ社
教科書初歩の医用工学西山篤、大松将彦、長野宣道、加藤広宣、賈棋、福田覚医療科学社
参考書わかりやすい電気基礎増田英二編著コロナ社
参考書医用電気工学日本エム・イー学会監修コロナ社
参考書