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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 応用バイオ学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
生体計測
Biomedical Instrumentation
2 B120-01 2023年度
5期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.生体電気現象 2.センサ 3.信号処理 4.脳磁計 生体から計測される信号は極めて多様であるが、主に神経・筋活動による電気・磁気現象の 計測方法を学ぶ。生体電気・磁気現象を記録し解析できるようになるため、各種のセンサや 電極、増幅器、信号処理方法を学び、計測系を設計・使用するための基礎的知識を習得する 。
授業の概要および学習上の助言
生体計測の対象となる生体信号は多様であり、異なる物理化学的属性(電気的、力学的、化学的信号)の信号として計測され る。本講義においては、特に、脳、末梢神経系、筋などの細胞の活動に伴い生成される電気・磁気的な信号の計測手法を中心 に講義をする。 (1)生体信号および生体電気信号 (2)センサ類および増幅器 (3)信号処理の原理 (4)脳磁計の原理と応用
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:生体計測工学入門[コロナ社] 参考書:知っておきたい医工計測技術入門[朝倉書店] リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
関連事項の一部は「医用工学」でも扱うので、「医用工学」も同時に履修することが望ましい。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
I,K,M,N ニューロン、筋細胞等の興奮性細胞の電気的現象を生理学的に説明できる。
I,K,M,N 生体電気信号を計測するための基本的なシステムを説明できる。
I,K,M,N デジタル信号処理の基本事項としてのフーリエ変換、パワースペクトルを説明できる。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 30 30 0 20 0 0 20 100
指標と評価割合 総合評価割合 30 30 0 20 0 0 20 100
総合力指標 知識を取り込む力 20 20 0 5 0 0 0 45
思考・推論・創造する力 10 10 0 5 0 0 0 25
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 0 5 0 0 0 5
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 5 0 0 20 25
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 達成度確認試験では、授業内容を論理的に理解しているかどうかを評価する。
クイズ
小テスト
小テストでは、授業内容を論理的に理解しているかどうかを評価する。また、専門用語の意味を十分理解 しているかどうかも問う。
レポート
成果発表
(口頭・実技)
生体計測に関する成果発表を行い、授業で学んだ内容を適切に理解し表現できているかを問う。
作品
ポートフォリオ
その他 授業中の質問に対する回答や学習態度を評価する。
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
これまでに培ってきた様々な知識を活かして、計測目的に応じ た電気生理学的手法や生化学分析法を選択でき、計測系を構成 する各要素を説明できる。 基礎的な計測系に関する知識を身に付け、授業で取り上げた計 測システムの各要素に関する基本的事項を説明できる。
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
1 オリエンテーション 計測と生体 計測の構成要素 生体計測の特徴 講義,質疑応答 生体計測の構成要素・特徴につい て復習 生体の信号について予習 60 60
2 生体の信号 信号の種類 生命活動の特徴 講義,質疑応答 生体信号の種類について復習 生体信号の検出について予習 60 60
3 生体信号の検出 センサの種類 センサと生体との境界 信号に対する応答 講義,質疑応答 生体信号の検出について復習 デジタル信号処理について予習 60 60
4 デジタル信号処理 サンプリング定理 DFT、FFTの原理 パワースペクトル 講義,質疑応答 自己点検 サンプリング定理・DFT・FFTにつ いて復習 生体信号の調整について予習 60 60
5 小テスト、生体信号の調整 小テストの実施・解説 雑音の除去 信号の増幅 小テスト、講義,質疑応答 小テストの復習 生体信号の保存について予習 60 60
6 生体信号の保存 アナログ量とディジタル量 情報量 情報の整理 講義,質疑応答 生体信号の保存について復習 生体信号の表示について予習 60 60
7 生体信号の表示 誤差と平均値 多現象表示 講義,質疑応答 生体信号の表示について復習 生体の形態計測について予習 60 60
8 生体における形態の計測 内視鏡 超音波 X線 核磁気共鳴画像装置 講義,質疑応答 生体の形態計測について復習 生体における音・流れについて予 習 60 60
9 生体における音・流れの計測 音波 流体圧 流速・流量 講義,質疑応答 生体の音・流れの計測について復 習 生体における電気・磁気の計測に ついて予習 60 60
10 生体における電気・磁気の計測(1) 導電性 電気信号 磁気信号 講義,質疑応答 生体における電気・磁気の計測に ついて復習 120
11 生体における電気・磁気の計測(2) 脳磁計の原理と応用 講義,質疑応答 自己点検 生体における電気・磁気の計測つ いて復習 成果発表の準備 60 60
12 成果発表 (1) 生体計測の事例を調査し発表する 発表,質疑応答 成果発表の振り返りを行う 成果発表の準備 60 30
13 成果発表 (2) 生体計測の事例を調査し発表する 発表,質疑応答 成果発表の振り返りを行う 90
14 達成度確認試験 これまでの授業内容について試験し、その理解度を確 認する 達成度確認試験 授業振り返り これまでの授業内容を復習してお く 120
15 達成度確認試験の解説と授業総括 講義,質疑応答 自己点検 講義内容の復習 60