2025年度後期集中総合医療工学実習

曜日・時限 不定期その他 期別 後期集中 週時間数 6
ナンバリング FL331603
開講学科等 医療健康科学部-医療科学科
教員名 日坂 真樹
日坂 真樹
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松村 雅史
松村 雅史
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新川 拓也
新川 拓也
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長倉 俊明
長倉 俊明
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藤川 智彦
藤川 智彦
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橘 克典
橘 克典
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水野 裕志
水野 裕志
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小出 卓哉
小出 卓哉
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目的

学?(?学)として卒業する学生に応じた技能の基礎を各研究室での実習を通じて修得することを?的とする。医療福祉?学科の分野は医学・医療技術,電気電?・計測,機械・医療機器など多岐にわたっており,卒業研究および社会的・職業的に??するための専門的基本スキルを研究室配属された指導教員のもとで学ぶ。第1週(初回ガイダンス),第14週,第15週の3回は履修学生全員で実習し,第2週から第13週の12回分は配属研究室の指導教員のもとで実習する。なお,下記授業計画の第2回から第11回の各回に,各研究室における実習内容および評価基準を記載している。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A 総合医療工学実習のガイダンス
事前学修 シラバスで本実習の目的,授業計画,到達目標を知る。
(1時間)
事後学修 受講における諸注意をよく理解する。実習に関連する内容を復習する(2時間)。
2 A,C 医学情報制御工学研究室(長倉研) :
<内容> 
目標は超音波診断の原理と方法を簡単な実験をしながら学習する。(1) そのために必要な基礎的知識として,振動や波の物理的要素 (縦波,横波,振幅,周期,振動数,音速) の理解と物理的現象の理解。(2) 音響インピーダンスの概念と空気 ・ 水 だけではなく臓器毎の密度,音速を理解する。(3) 超音波診断 装置により B モード画像の原理,心臓,腹部臓器,前腕の筋肉などを実際に観察する。(3コマ)×12回
<評価基準>
・ 実習への参加
・ 実習に関すること,原理や実習で学んだ学習内容を理解してまとめる。
・ B モード画像が実際どのように見えるのかをスケッチしレポートを作成する。
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
3 A,C 福祉情報工学研究室(新川研):
<内容>
生体情報をアナログ信号で得たのちにディジタル信号に変換してコンピュータに入力する技術は,基本的かつ最も適用範囲の広い,本学科における必修事項である。本実習では,回路設計,基板作成,回路実装を体験し,受講者自身で一連の作業ができるよう,必要な装置およびソフトウェアの使用方法について安全 指導を受けながら技術習得を目指す。また,本研究室が所有する 3D プリンタを利用して,3DCAD ソフトウェアで設計の上,造形を行う。さらに,希望する卒業研究に必要な場合は,シングル ボードコンピュータの Raspberry Pi あるいは Arduino Uno を用いたプログラミングの基礎を学ぶ。(3コマ)×12回
<評価基準>
・ 出席が常であり,講義内容を把握していること
・ 自身が作成した回路の動作が確認されていること
・ その他,指定された課題が提出されていること

事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
4 A,C 医用光学研究室(日坂研):
<内容>
 医療分野でも内視鏡やパルスオキシメータ,OCT (Optical Coherent Tomography),カプノメータ,サーモグラフィーなど光(赤外光含む) を用いた生体計測技術が広く利用されている 。本研究室ではこの光計測技術を医療分野へ応用するために,光を用 いた新しい診断装置や治療機器の開拓を進めている 。この総合医療工学実習の時間を利用して,基礎技術が多く含まれるパルスオキシメータを試作し,生体光計測とそれらに関連する電気電 子回路および情報処理 (プログラミング) の基礎技術について 総合的に学ぶ 。実際に手を動かす回路製作や情報処理プログラミングは今後の卒業研究や社会人として活躍していく上でも非常に重要である 。
1) マイコン (Arduino) 制御による 2 波長 LED の交互点滅制御
2) フォトダイオードとオペアンプを組み合わせた光検出器の作製
3) マイコンへの光信号波形の取り込み
4) 波形処理による心拍数 (HR) と血中酸素飽和度 (SpO2) の算出
5) LED 表示器への HR と SpO2 の表示
(3コマ)×12回
<評価基準>
・ パルスオキシメーターの光源や光検出器,表示器を製作する 。
・ 測定波形から HR や SpO2 を算出するプログラムを組む 。
・ 制作したパルスオキシメータで SpO2 を測定する 。
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
5 A,C 生体機構制御工学研究室(藤川研):
<内容>
本実習内容は動作筋電図学的解析の実習とものづくりの実習である。動作筋電図学的解析は皮膚表面双極誘導法を用いて,運動中の筋活動を計測し,その結果を機械学会に沿った書き方でグラフや表にし,運動と筋活動の関係を報告する。このレポー トはすべて電子データで作成し,完成後に印刷して,教員の確 認をもらうとする。ものづくりの実習は2つあり,1つはユニバーサ ル基板を用いて,20bit の LED点灯回路を作成すること,もう 1つは図面を確認しながら,機械加工をおこない,サイコロを作成することである。なお,研究室配属後からこの実習はスタートする。(3コマ)×12回
<評価基準>
この実習の単位認定は以下の 3 つを満たす必要がある。
1) 動作筋電図学的解析のレポートが受理されること。
2) 作成した 20bit の LED 点灯回路が動作すること。
3) 製作したサイコロがしっかりとした立方体であること。
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
6 A,C 生体情報計測研究室(松村研):
<内容>
近年,人と人,人と機器間の情報通信はワイヤレス技術なしで は実現できないのは当然のことであるが,医療安全,特に感染対策として非接触 ・ 遠隔診断の重要性が高まっています。その基盤となる技術が遠隔・ワイヤレスモニタリングで,IT 企業,医 療機関でも強く求められています。この実習では遠隔モニタリン グの基礎となる情報通信技術に関する基礎知識を修得することを 目的とします,研究室での勉強会などグループワークを行い,新しい臨床工学技士国家試験出題基準に基づいて基礎的事項 (電気・電子・情報処理,生体物性,生体計測,安全管理など) を学び,送信回路と受信回路を試作して,心電図や脈波などの 生体情報ワイヤレスモニタリングシステムを構築します。(3コマ)×12回
<評価基準>
・ 新しい臨床工学技士国家試験出題基準に基づいた基礎的知識 (電気・電子・情報処理,生体物性,生体計測,安全管理など) の修得
・ 生体情報ワイヤレスモニタリングシステムを試作と動作確認
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
7 A,C 医用機器工学研究室 (橘研):
<内容>
臨床工学技士の主要業務で,心臓開心術に用いられるのが人工心肺装置 (CPB) である. 心臓開心術では,心臓と肺の機 能を一旦停止し CPB でそれらの代行をおこなう。臨床においては迅速な CPB セットアップと正確なCPB 操作技術が求められる。実習では, 各メディカルスタッフを演じながら CPB におけるセットアップ技術とCPBシミュレーターを用いてシナリオにそくした操作技術を体験する。(3コマ)×12回
<評価基準>
・ CPB のセットアップができること。
・ コミュニケーションをとりながら CPB の操作ができること。
・ 各メディカルスタッフを演じることができること。
上記のポイントを中心に総合的に判断する。
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
8 A,C ウェルネス ・ 医療安全システム研究室(水野研):
<内容>
ME機器の安全管理に使用する簡易的ツールの製作と簡易的 ロボットを用いたプログラミングを行います。同時に各テーマに関 するマニュアルを作成します。テーマは選択制とし,前者は,製作する簡易的ツールの原理や使用方法についてマニュアル作成を通して理解します 。後者では,基本ロボットの組み立て及び必要となる各種センサの原理,CやPythonなどのプログラミング言語を用いた実行・動作確認や使用方法についてマニュアル作成します。実習の最後 ,これらの成果をパワーポイントにまとめ ,プレゼンテーションを行います。(3コマ)×12回
<評価基準>
・ マニュアル作成と提出
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
9 A,C 医療技術研究室(小出研):
<内容>
本実習内容は arduino をもちいた画像解析の実習をおこなう。使用言語は Python を使用する予定である。この実習はプログラ ミング言語の理解と画像解析処理の方法を学ぶ。第一目標は 2枚の静止画から差分を抽出した静止画の作成をおこなう。最終目標は動画をもちいた差分処理をおこなう。完成後はword デー タにてプログラミングのレポート提出とarduinoをもちいた確認をお こなう。(3コマ)×12回
<評価基準>
・ プログラミングのレポートを提出すること。
・ 静止画処理のプログラミングが動作すること。
・ 動画処理のプログラミングが動作すること。
事前学修 指導教員から指示された実習内容を予習する。
(1時間)×12回
事後学修 指導された実習内容について復習する。
(2時間)×12回
10 F 各研究室での実習内容をまとめ,プレゼンテーションの準備をする。
事前学修 各研究室での実習内容を共同で発表用スライドにまとめる。(1時間)
事後学修 各研究室での実習内容を発表するための準備をする(2時間)。
11 F 各研究室での実習内容を代表者がプレゼンテーションで発表する。
総合医療工学実習の総まとめ
事前学修 各研究室での実習内容を発表するための準備をする(2時間)。
事後学修 総合医療工学実習の内容をまとめる(1時間)。

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

 〇 修得する資質・能力: 知識・理解力、応用力 【DP-L-1-1】【DP-L-1-2】【DP-L-1-3】
・ 医療科学科の8研究室(医学・医療技術,電気電子・計測,機械・医療機器の3分野)内の特定の分野の内容を理解できる。
・ 各種実習内容の本質を理解し,理論と実験との対応関係を理解できる。

〇 修得する資質・能力: コミュニケーション力【DP-L-2-1】
・ 実習内容をまとめ,内容を適切に発表できる。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 0%
グループワーク 20% 60% 20% 20% 100%
プレゼンテーション 20% 20% 20% 20% 20% 20% 100%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 60% 20% 20% 20% 20% 20% 100%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 指導教員の指示に従う 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 16% 16% 28% 20% 20% 100%

教科書・参考書

各研究室での実習内容により,適宜,指導教員から指示される。

オフィスアワー

担当教員の空き時間を確認し,訪問すること。なお,指導教員は会議や出張などで不在の場合がある。

その他

初回のガイダンスにて実習内容を説明するため,必ず出席すること。
Moodleの授業内容を確認すること。
各研究室での実習は各指導教員および関係者による個別指導であるため,状況に合わせた変更があることに留意すること。
成績はG「合格」、D「不合格」で記載する。

実務経験のある教員による授業科目

一部の項目では、実際の医療現場での実務経験のある教員が担当する。