中正大學課程大綱
電機工程研究所
課程名稱(中文)：
醫療儀器學
開課單位：
電機工程研究所
課程名稱(英文)：
Biomedical Instrumentation
課程代碼：
4156133_01
授課教師：
余松年
學分數：
3
必/選修：
選修
開科年級：
研究所
先修科目或
先備能力：
無
課程概述：
1.介紹醫療儀器的構造和工作原理。2.介紹醫療儀器的設計原理和安全要求。3. 介紹如何用醫療儀器來測量生理參數和治療疾病。
學習目標：
1.介紹醫療儀器的構造和工作原理
2.介紹醫療儀器的設計原理和安全要求
3.介紹如何用醫療儀器來測量生理參數和治療疾病
教科書：
John G. Webster ed., “Medical Instrumentation: Application and Design”, 4th ed., John Wiley & Sons Inc. 2010. (Required) (偉明)
課程大綱
分配時數
核心能力
備註
單元主題
內容綱要
講授
示範
習作
其他
Introduction to medical instrumentation
1. Medical instrumentation system
2. Examples of medical instruments
3. Content of the course
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Basic concepts of medical instrumentation
1. General medical instrumentation system
2. Medical measurement constraints
3. Biostatistics
4. Basic dynamic characteristics
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Basic sensors and principles
1. Resistive sensors
2. Inductive sensors
3. Capacitive sensors
4. Piezoelectric sensors
5. Temperature measurements
6. Optical measurements
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Amplifier and signal processin
1. Ideal Op Amps
2. Op Amp circuits
3. Active filters
4. Frequency response
5. Phase-sensitive demodulators
6. Microcomputers in medical instrumentation
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
The origin of biopotentials
1. Electrical activity of excitable cells
2. The electroneurogram (ENG)
3. The electromyogram (EMG)
4. The electrocardiogram (ECG)
5. The electroretinogram (ERG)
6. The electroencephagram (EEG)
7. The magnetoencephagram (MEG)
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Biopotential amplifiers
1. Basic requirements
2. The electrocardiogram
3. Problems frequently encountered
4. Example of biopotential preamplifier
5. Other biopotential signal processors
6. Biotelemetry
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Blood pressure and sound
1. Direct measurement
2. Analysis of blood-pressure waveforms
3. Measurement of system response
4. Heart sounds
5. Phonocardiography
6. Indirect measurements of blood pressure
7. Tonometry
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Medical imaging systems
1. Information content of an image
2. Computed radiography
3. Computed tomography (CT)
4. Magnetic resonance imaging (MRI)
5. Nuclear medicine
6. Single-photon emission computed tomography (SPET)
7. Positron emission tomography (PET)
6
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Therapeutic and prosthetic devices
1. Cardiac pacemakers and other electric stimulators
2. Hemodialysis
3. Lithotripsy
4. Ventilators
5. Infant incubators
6. Surgical instruments
7. Therapeutic applications of laser
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Functional electrical stimulation (FES)
1. Electrical stimulation
2. FES devices
3. FES applications in spinal cord dysfunction
4. Application examples
5. Cochlear prosthesis
6. Visual prosthesis
3
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
Student presentation
Oral presentation of term project
6
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
1.1. 學習電機工程相關領域之理論基礎。
1.2. 瞭解電機工程相關領域之實務技術。
1.3. 訓練專業論文寫作與簡報的能力。
2.1. 培養發掘與分析電機工程特定領域專題研究之能力。
2.2. 培養規劃與執行電機工程特定領域專題研究之能力。
3.1. 學習溝通與表達的能力。
3.2. 運用個人專長，與團隊成員合作達成計畫目標。
4.1. 瞭解國內外電機工程特定領域產業現況。
4.2. 理解工程倫理及社會責任。
4.3. 培養良好的國際觀。
4.4. 培養科技英文能力。
教學要點概述：
1. 教材編選：
自編教材
教科書作者提供
2. 教學方法：
投影片講述
板書講述
3. 評量方法：
上課點名 0%,
小考 0%,
作業 0%,
程式實作 0%,
實習報告 0%,
專案 0%,
期中考 33%,
期末考 33%,
期末報告 34%,
其它 0%
4. 教學資源：
課程網站
教材電子檔供下載
實習網站
5. 教學相關配合事項：
課程目標與教育核心能力相關性
如有未出現的核心能力，請先按『確定』送出資料
請勾選：
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
1.1
學習電機工程相關領域之理論基礎。
為何有關：
本課程內容介紹電機工程領域中之醫療儀器相關理論基礎
達成指標：
學生能解釋醫療儀器之理論基礎
評量方法：
期中考及期末考
1.2
瞭解電機工程相關領域之實務技術。
為何有關：
本課程內容介紹電機工程領域中之醫療儀器相關實務技術
達成指標：
學生能解釋醫療儀器之實務技術
評量方法：
期中考及期末考
1.3
訓練專業論文寫作與簡報的能力。
為何有關：
以期末報告方式訓練學生簡報與整理出面報告的能力
達成指標：
能針對一個選定之醫療儀器主題作清楚有條理的簡報
評量方法：
口頭及書面之期末報告
2.1
培養發掘與分析電機工程特定領域專題研究之能力。
為何有關：
每個主題皆探討及分析醫療儀器學之某特定領域之重要發展
達成指標：
學生能發掘與分析醫療儀器學特定領域之技術與發展
評量方法：
期中考及期末考
3.1
學習溝通與表達的能力。
為何有關：
以期末報告方式訓練學生簡報的表達能力以及回答現場提問的溝通能力
達成指標：
期末口頭報告時能充分表達能力以及回答現場提問
評量方法：
期末口頭報告
4.1
瞭解國內外電機工程特定領域產業現況。
為何有關：
課程中介紹國內外電醫療儀器產業之現況
達成指標：
能瞭解及述說國內外電醫療儀器產業現況
評量方法：
期中考及期末考
4.4
培養科技英文能力。
為何有關：
教科書、投影片及考試試題皆以英文方式呈現
達成指標：
能以科技英文瞭解授課內容
評量方法：
期中考及期末考