医用工学実習Laboratory in Medical Engineering
科目責任者熊谷 寛
担当者稻岡 秀検 (※), 小川 恵美悠, 有阪 直哉 (※), 小菅 智裕 (※)
科目概要3年 (1単位・必修) [医療検査学科]

授業の目的

医用機器の構成要素である様々な素子を用いて、基本的なアナログ回路とデジタル回路を構成する技術を習得する。またそれらの回路の特性について各種電子計測機器を用いて計測する技術を習得する。

教育内容・教育方法

抵抗、コンデンサ等の素子の物性値の測定、ダイオード、トランジスタ、FETの静特性の測定を行う。サーミスタの特性の計測をブリッジ回路を用いて行う。CR回路の時定数および周波数特性の計測を行い、遮断周波数と時定数の関係について学ぶ。演算増幅器を用いた各種回路の周波数特性を測定する。デジタル回路の製作と論理回路の組合せによる論理演算を行う。最後にポリグラフの特性計測を行い、総合周波数特性について理解する。

授業内容

項目授業内容担当者日時
1~3回オリエンテーション4回から15回までの実習についてのガイダンスを行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/3③④⑤
4~6回直流計器・テスター直流計器による電圧・電流の計測、テスターによる直流と交流の電圧・電流の計測を行う。また多数の抵抗を測定し、抵抗値の分布状況について確認する。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/4③④⑤
7~9回CR回路と時定数CR回路の過渡応答(時定数)および周波数特性(遮断周波数)の計測を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/5③④⑤
10~12回サーミスタとブリッジ回路ブリッジ回路を作成し、ブリッジ回路を用いて未知の抵抗の値の測定を行う。作成したブリッジ回路を用いてサーミスタの特性計測を行う。ブリッジ回路の感度についても検討する。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/6③④⑤
13~15回演算増幅器1演算増幅器による反転・非反転増幅回路の製作と周波数特性の計測を行う。またボルテージ・フォロワ回路を作成し、動作確認を行う。差動増幅回路の作成とCMRRの計測を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/10③④⑤
16~18回オリエンテーション19回から30回までの実習についてのガイダンスを行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/11③④⑤
19~21回ダイオードとトランジスタダイオードの静特性計測、トランジスタの静特性計測を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/12③④⑤
22~24回演算増幅器2演算増幅器による微分・積分回路の製作と周波数特性の計測を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/13③④⑤
25~27回デジタル回路TTL回路の入出力特性の測定を行う。NOT、AND、OR回路の真理値表の作成、およびフリップフロップ回路の製作と動作計測を行う。NAND回路を用いた無安定マルチバイブレータを作成し、フリップフロップ回路を用いて無安定マルチバイブレータの動作制御を行う。最終的にフリップフロップ回路をフォトインタラプタを用いて制御する回路を実現する。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/17③④⑤
28~30回ポリグラフの特性ポリグラフの入出力特性の計測、周波数特性計測を行う。ポリグラフの周波数特性を変化させた場合の心電図波形の変形の様子を計測する。医用機器の接地漏れ電流の計測を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/18③④⑤

※ 4~15回の実験項目を実験前半、19〜30回の実験項目を実験後半とし、前半・後半のそれぞれの実験をグループ毎にローテーションで行う。

到達目標

1.医用機器に用いられている素子の特性を電子計測機器により計測することができる。
2.電子計測機器の使用方法を理解し、適切に使用できる。
3.医用機器の特性を計測することで、機器の適切な使用方法について説明できる。

評価基準

実習レポート、口頭試問、定期試験の結果によって総合的に評価する(出席は当然であり、欠席者はレポート提出および口頭試問参加が許可されないので大幅減点となる)。

準備学習等(予習・復習)

予習 
本実習は、医用工学概論の講義と連携して行うので、それぞれの講義内容を理解しておくこと。また実習書に目を通して実習内容の概要を把握しておくこと。

復習
実習終了後に、該当する範囲の医用工学概論の講義内容を確認すること。

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書医用工学実習書(大学より配布)北里大学医療衛生学部編
参考書医用工学概論嶋津秀昭ほか医歯薬出版
参考書情報科学松戸隆之医歯薬出版