2025年度前期システム工学

　生体を一つのシステムと考え、その機能を解析し、理解することは、臨床医工学、医療機器・生体センシング、健康機器、知能情報システムの開発において必要です。この授業では、システム解析の基礎数学であるラプラス変換について説明し、入出力、静的システムと動的システム、システムの伝達関数とインパルス応答、ステップ応答、周波数応答、システムの安定性、医療分野への応用に関する知識について学び，理解できるようになることを目的としています。システム工学は臨床工学技士国家試験出題基準にある（毎年出題される）項目であり、脳の働きをモデル化する知能情報学の基礎的な分野です。
　システム工学の応用例として、外科手術ロボット、中枢神経系のモデルと人工知能、心電計の雑音除去、観血式血圧トラスンデューサの特性改善、除細動器の通電電流の制御などを説明し、医用治療機器におけるシステム工学的アプローチ（解析法、システム設計）の基礎を修得し、臨床医工学のシステム工学的アプローチについて知り，基本的な考え方を学びます。

　心電図の雑音除去、除細動器の仕組み、心臓カテーテルの特性、体外循環装置の血流の流れ（ダイナミクス）を理解するための数学的基礎とシステム工学的な考え方を修得し、動作原理の理解を深める。また、臨床工学技士国家試験やＭＥ技術に関する問題ができるように演習を行うことで実力を養成することを目指します。ただし、授業計画は予定であり講義の進み具合により変更することがあります。

到達目標
〇知識・理解【DP-L-1-1】、【DP-L-1-2】、【DP-L-1-3】
(1)信号表現に関する基礎数学（微分積分、複素数）の計算ができ、説明することができる。
(2)微分方程式とLapLace変換に関する基礎的な計算ができ、説明することができる。
(3)システムの伝達関数、ブロック線図に関する基礎的計算ができ、説明することができる。
(4)一次系の伝達関数、時間応答、周波数応答に関する基礎的計算ができ、説明することができる。
(5)二次系の伝達関数、時間応答、周波数応答に関する基礎的計算ができ、説明することができる。
(6)医学と工学に知識を用いて、生体機能とシステム工学の関りについて調べることができる。

教科書：
１）授業内容および例題、演習課題、関連する臨床工学技士国家試験問題を取り入れ、式の導出、応答の計算・グラフ作成を自主的に行うオリジナルテキスト（学務課で配布）

参考書：
１）臨床工学技士標準テキスト（第4版）、医歯薬出版株式会社
　　臨床工学技士国家試験の出題基準（令和3年）に基づいた標準テキスト
２）プレミア保存版 微分と積分 プレミア保存版シリーズ　科学雑誌Newton
３）Newton別冊『微分と積分　改訂第3版』　科学雑誌Newton
４）Newton別冊『こんなに便利な指数・対数とベクトル』　科学雑誌Newton

火曜日、水曜日５限、松村研究室
会議などで不在の場合があります。質問等についてはOECUメールでも受け付けます。
授業に関する資料はMoodleで提供します。
(1)心臓内に挿入する観血式血圧センサの基本式、除細動器の電流波形は、微分方程式で表される。本講義では、医用治療機器などの物理現象を数式で表すため、数学系の科目も必ず受講して、数学的知識を修得しておくこと。
(2)エレクトロニクス入門、電気回路学、応用電気回路学、電子回路学、計測工学の授業内容にも関係するので、これらの科目も必ず履修すること。

１）授業ごとの実施（遠隔・面接、コンテンツ、課題）については、Moodle等で案内しますので、必ずチェックしましょう。
２）本科目の学修到達度を確認する問題（面接授業、小テスト）は必ず受けましょう。
３）学修状況の確認と要点整理（オリジナルテキストの整理）、質疑討論のために面接の機会を設けます。