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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専攻共通
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
博士前期課程(修士課程)
先端技術と科学B(後学期冬)
Advanced Technology and Science B
1 4726-01 2021年度
後学期
関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.MRI 2.フーリエ変換 先端技術と基礎科学の密接な関係を様々な実例を通して学ぶ.物理学,化学など基礎科学の 研究により,さまざまな現象,概念,原理,法則などが発見され,新技術,新機器が創出さ れてきた.先端技術と科学Bでは,病院で用いられている磁気共鳴断層撮影装置(MRI) について,磁気共鳴の原理,フーリエ変換,ハードウェアの概要を修得する.1次元のデー タのフーリエ変換を理解し,実際に処理できる.
授業の概要および学習上の助言
病院などで広く用いられている磁気共鳴断層撮影装置(MRI)について,比較的身近な画像診断装置であるが,どうしてM RIの像を撮影できるのかわかりにくい装置でもある.その原理について学習する. 磁気共鳴の原理,ハードウェアの構成,フーリエ変換による画像構成法ついて学ぶ. 毎回の演習,課題を出す.さらに,エクセルによるフーリエ変換をおこない,フーリエ変換の性質などを深く学ぶ.フーリエ 変換のソフトは提供する.
教科書および参考書・リザーブドブック
参考書としては,図解原理からわかるMRI / モリエル・ネスエイバ-著 ; 押尾晃一, 百島祐貴訳. 医学書院, 1998LCに複数冊 所蔵されているので,借りること.このテキストの出版は少々古い(1998年)が,物理学,化学,数学の立場から書かれたも ので,理工系の学生には適している. 他にも"MRI"をキーワードに検索すると,蔵書があるので,閲覧しておくとよい.
履修に必要な予備知識や技能
予習として,医用機器メーカーから出された情報サイトを紹介するので,このサイトからMRIの予備知識を得ておくこと. 難解だが大まかなことはわかる.また別途,フーリエ変換(時間領域->周波数領域)については調査,予習しておくこと. フーリエ変換はいろいろな分野での応用範囲が広いのでしっかりマスターしよう.数式の意味についても大まかでいいので ,概要を予習しておくこと.
学生が達成すべき行動目標
No.
水素の核磁気共鳴の原理の概要を理解できる.
MRI装置の構成を説明できる.
フーリエ変換によるMRIの画像構成を説明できる.
1次元データのフーリエ変換ができ,結果を解釈できる.
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 0 0 80 0 0 0 20 100
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
クイズ
小テスト
レポート 毎回,演習課題を与える.提出された成果物を評価する.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 学習態度,出席状況から評価する.
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
MRIの原理を正確に説明できる. 装置の構成を説明できる. 2次元フーリエ変換による画像構成法を説明できる. フーリエ変換の性質を理解し,説明できる. 1次元フーリエ変換を使いこなせる. MRIの原理を説明できる. 装置の構成を説明できる. 2次元フーリエ変換による画像構成法を説明できる. 1次元フーリエ変換を使いこなせる.
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 ガイダンス 核磁気共鳴の基礎を学ぶ. 水素原子核からの信号(電磁波)の出方を理解する. 講義,演習 MRIの原理を紹介したwebサイトを 見て,予習しておく. 60
2 MRIのハードウェアの構成を学ぶ. 超電導磁石の原理撮像のために必要な磁場勾配(MR I特有のもので,フーリエ変換と直接関係している) . 講義,演習 予習:超電導磁石について調べて くる. 60
3 空間位置情報(1)撮像スライスの選択の仕方 周波数エンコーディング(磁場勾配とフーリエ変換) .x方向の情報 講義,演習 予習:まず,フーリエ変換(時間 領域ー>周波数領域への変換)の 原理を概略でよいので理解してお く. 参考書からスライス選択の原理を 調べてくる. 60
4 空間位置情報(2) 位相エンコーディング(y方向に対して仮想的な時間 を生成する).MRIの核心である. 講義,演習 予習:位相エンコーディング(す なわち画像のt1方向)について, 調べてくる.概略で良い. 60
5 1次元データのフーリエ変換(1) 離散フーリエ変換の数式の意味を深く学ぶ. ソフトの使い方を学ぶ. 講義,演習 エクセルのソフトを配信するので ,各自予習しておくこと. 60
6 フーリエ変換(2) 1次元データをフーリエ変換する.変換前後の関数の 対称性を学ぶ.変換後の「位相」について学ぶ. 講義,演習 フーリエ変換の性質について参考 書などで調べる.奇関数,偶関数 の変換の性質など. 60
7 フーリエ変換(3) ウィンドウ関数,アポダイゼーションなどについて学 ぶ. 「自己点検」まとめ. 自作または自分で引用してきたデータのフーリエ変換 の発表会をおこなう. 演習 講義,発表(プレゼンテーシ ョン) エクセルでフーリエ変換処理して いおくこと. 発表の資料作り 60