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2年 (1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

医用工学の講義で説明した電気工学・電子工学の基礎理論を理解することを目標とする。
この科目は学位授与方針(ディプロマ・ポリシー)の①②③④⑤⑦に関連する。

教育内容・教育方法

【教育内容】
グループに分かれ、電気工学と電子工学に関連した実習を行う。実習の内容は基礎的であるが、すべてが関連し、電気工学と電子工学の基礎を体系的に理解できる。

【教育方法】
授業形態:実習・実技
実習書の内容を講義形式で解説する。実習を通して計測機器の操作方法、測定誤差の概念、理論値と実測値との違いについて系統的に理解させる。
口頭試問の課題については、口頭試問終了直後に、口頭試問の出題の意図、模範解答、模範解答に至るまでの考え方について解説を行う。

授業内容

項目授業内容担当者日時
1~3回【対面】
ガイダンスおよび導入
実験に関する注意事項(安全管理を含む)、実験装置の取り扱い方、実験結果のまとめ方、実験結果の報告法について解説する。
その後、テスター、オシロスコープ、ファンクションジェネレーターの基本的な使い方について学ぶ。
稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
9/24③④⑤
4~9回【対面】
キルヒホッフの法則と整流
電源を含む回路の電流と電圧を測定し、理論値(キルヒホッフの法則)と比較を行う。
次いで、ダイオードの静特性の測定、半波・全波整流回路の波形観測を行う。さらに交流信号を実際に整流・平滑化し、直流波形へ変換する過程を学ぶことで、単相2ピーク型高電圧装置によるX線発生装置についての理解を深める。
稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
10/1③④⑤
10/8③④⑤
10~15回【対面】
CR回路の周波数特性と
過渡現象
CR回路(積分回路、微分回路)の周波数特性(振幅、位相)と過渡応答を測定し、理論値との比較を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
10/15③④⑤
10/22③④⑤
16~18回【対面】
LCR回路の周波数特性

LCR共振回路の周波数特性(振幅、位相)を測定し、理論値と比較する。また周波数特性からQ値の算出を行い、理論値と比較する。

稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
10/29③④⑤
19~24回【対面】
演算増幅器
反転・非反転増幅器の製作、差動増幅器、微分回路、積分回路の製作を行い、周波数特性および入出力特性の測定を行う。稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
11/12③④⑤
11/19③④⑤
25~30回【対面】
デジタル回路
最も基本的な論理回路であるNOT、AND、OR回路の動作をNAND回路を組み合わせて構成し、その動作を理解する。
次いで、RSフリップフロップと無安定マルチバイブレータを作成し、スイッチによる発振回路のオン・オフを制御する。
10進カウンタを用いて分周回路を作成し、発振回路の周波数を変更する。
最後に、これまでに作成した発振回路とフォトインタラプタを用いて滴下センサを模擬した回路を作成する。
稻岡 秀検
小川 恵美悠
小菅 智裕
有阪 直哉
11/26③④⑤
12/3③④⑤

◆実務経験の授業への活用方法◆
研究所での経験を踏まえ、実際の工場などで用いられる、電子デバイスを用いての測定系について実例を挙げて解説する。
企業での機器開発経験を踏まえ、医用工学における原理や応用例の解説、回路組 立て・実験を安全に遂行するための実習指導を行う。

到達目標

1. 抵抗やコンデンサ等の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. CR回路の過渡応答、周波数特性について説明できる。
4. LCR回路の周波数特性、Q値について説明できる。
5. 増幅器の特性を計測することで、機器の適切な使用方法を説明できる。
6. デジタル回路の基礎を理解し、簡単な論理回路を組み合わせて複雑な回路を作成する手順について説明できる。

評価基準

口頭試問(35%)、レポート(35%)、実習ノート(10%)および期末試験(20%)によって総合判定する。

準備学習等(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間:-時間】
予習 
本実習は、医用工学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北里大学医療衛生学部編教員より配布する。
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
参考書医用電子工学日本エム・イー学会監修コロナ社
参考書臨床工学技士のための基礎電子工学稲岡秀検、野城真理コロナ社

備考・その他

・実習は上記課題を1グループ4~5名に分かれて実施する。

科目ナンバリングコード: RT204-SF12