医療情報工学Medical Informatics Engineering
科目責任者村石 浩
担当者村石 浩, 橋本 成世 (※)
科目概要3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

診療放射線技師を背景とした医療現場におけるさまざま機器(画像診断装置、放射線治療装置、及び医療情報ネットワークシステムなど)は、アナログ及びデジタル電気信号を巧みに取扱うことによりさまざまな「情報」を「伝達・提示・保存」することを可能としている。本講義では、これらを背景とした中で、とりわけ診療放射線技師国家試験における医用画像情報学に関連する内容について理解する。更に、医用工学や放射線計測学を背景とした電磁気学の基礎(とりわけ静電場・静磁場の性質)について、ベクトル場の数学を新たに導入し再整理することで理解を深める。
この科目は学位授与方針(ディプロマ・ポリシー)の①②③④に関連する。

教育内容・教育方法

【教育内容】
医用画像情報学に関する診療放射線技師国家試験問題レベルの基礎のほか、医用工学や放射線計測学を背景とした理工学基礎について学ぶ。
【教育方法】
授業形態:講義
講義形式(板書、スライドを使用)。
【フィードバック】
提出課題の解説は、次回講義の最初に行う。

授業内容

項目授業内容担当者日時
第1回【対面】
情報の表現
情報システム・コンピュータで扱われる情報の単位、基数変換、数値データや文字データの表現方法について解説する。橋本 成世
4/15②
第2回【対面】
ハードウェア・ソフトウェア
コンピュータの種類や5大装置の基本的な動作原理について解説する。ソフトウェアの分類と役割、プログラミング言語の種類とアルゴリズムの表記法について解説する。橋本 成世
4/22②
第3回【対面】
ネットワーク技術
階層モデル(OSI参照モデル、TCP/IPモデル)と通信プロトコル(イーサネット、IP、TCP等)、ネットワーク機器(リピータ、L2スイッチ、L3スイッチ等)について解説する。橋本 成世
5/6②
第4回【対面】
データの表現形式と医用画像フォーマット
テキストや静止画像、動画像等の表現形式と特徴、ランレングス符号化やハフマン符号化等の圧縮技術について解説する。DICOM imageの構成について解説する。橋本 成世
5/13②
第5回【対面】
医療情報システム・医用画像表示用モニタの品質管理
医療情報の標準化並びに病院情報システムについて解説する。橋本 成世
5/20②
第6回【対面】
スカラー場とベクトル場
スカラー場、ベクトル場の概念を導入することで、様々な医用画像、及び静電場・静磁場の意味について理解する。村石 浩
5/27②
第7回【対面】
静電場と面積分
面積分の概念を導入することで、ガウスの法則(マクスウェル第1法則)について理解する。村石 浩
6/3②
第8回【対面】
静電場と線積分
線積分の概念を導入することで、電位(スカラーポテンシャル)の存在(マクスウェル第2法則)について理解する。更に、静電場中における物質の振る舞い(誘電体と導体)について理解する。村石 浩
6/7②
第9回【対面】
ローレンツ力のベクトル表示
行列式、外積の概念を導入することで、「電流が流れる導線」や「荷電粒子」が磁場中で受ける力について理解する。村石 浩
6/10②
第10回【対面】
ローレンツ力のベクトル表示の応用
3D表示による方法を用いて、フレミングの法則とローレンツ力の違いについて理解する。また、粒子加速器の原理について理解する。村石 浩
6/17②
第11回【対面】
静磁場と面積分、線積分
面積分の概念を導入することで、静磁場におけるガウスの法則(マクスウェル第3法則)、及びアンペールの法則(マクスウェル第4法則)について理解する。村石 浩
6/24②
第12回【対面】
マクスウェル方程式と電磁気学
電場・磁場を記述するマクスウェル方程式(積分形)について整理し、理解を深める。村石 浩
7/1②
第13回【対面】
アナログ信号のデジタル化(ADC、TDC)、論理回路
放射線パルス(アナログ信号)のデジタル化(ADC、TDC)について学ぶ。また、論理回路や論理式を理解し、同時計数回路や反同時計数回路について学ぶ。村石 浩
7/8②
第14回【対面】
量子イメージング学
最新の放射線イメージング技術の医用応用の一例として、コンプトンカメラ法について学ぶ。村石 浩
7/12②
第15回【対面】
まとめ
医療情報工学の総括を行う。村石 浩
7/15②

◆実務経験の授業への活用方法◆
病院での臨床経験を踏まえ、医療における医療情報工学の基礎知識を概説する。

到達目標

診療放射線技師になる為に必要な医用画像情報学、及び関連分野に関する基礎知識を説明できる。
医用画像情報工学、医用工学、及び放射線計測学を背景とした電磁気学の基礎について説明できる。

評価基準

定期試験(60%)、提出課題(20%)、及び受講態度(20%)により評価する。

準備学習等(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間:60時間】これまでに授業で学習した内容、及び配布資料を理解しておくこと。

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書講義時に必要に応じてプリント配布等を行う。
参考書よくわかる 医用画像情報学石田 隆行 監修、李 鎔範 編、小笠原 克彦 編オーム社
参考書医用画像情報学 改訂3版桂川茂彦南山堂
参考書ファインマン物理学〈3〉電磁気学ファインマン (著), 宮島 龍興 (翻訳)岩波書店
参考書放射線計測学ハンドブック 第4版Glenn F. Knoll(木村逸朗・阪井英次 訳)オーム社

備考・その他

科目ナンバリングコード: RT301-SS20