シラバス参照

基本情報／Basic Information
詳細情報／Detailed Information
授業計画詳細情報／Class Schedule Details

基本情報/Basic Information

開講科目名／Course	生体機器学特論／Advanced System Design of Medical and Welfare Equipment
時間割コード／Course Code	S262000033
ナンバリングコード／Numbering Code
開講所属／Course Offered by	理工学研究科／Graduate School of Science and Technology (Master’s Course)
曜日コマ／Day, Period	月　2
開講区分／Semester offered	後期／second semester
単位数／Credits	2.0
学年／Year	1,2
主担当教員／Main Instructor	矢野哲也／YANO TETSUYA
科目区分／Course Group	大学院（博士前期課程）　専門科目
教室／Classroom
必修・選択／Required/Elective	選択
授業形式／Class Format	講義科目
メディア授業／Media lecture	－

担当教員情報/Instructor Information

教員名／Instructor	教員所属名／Faculty/Department
矢野哲也／YANO TETSUYA	理工学研究科／Graduate School of Science and Technology (Master’s Course)

難易度（レベル）／Level	レベル5
対応するＤＰ／DP	DP1･DP2･DP3
授業としての具体的到達目標／Concrete arrival target as the class	・生体組織の力学的・電気的特性を理解し，生体機器開発に必要なバイオメカニクス的評価を適切に行うことができる（DP1･DP2）。・人工臓器や手術・治療機器、遺伝子工学応用機器の原理を習得し，各機器の機能的特性や臨床的意義を体系的に解説できるようになるとともに，最新の技術動向や論文の知見を踏まえて，臨床現場のニーズや生体の制約（生物学的適合性・安全性等）を分析した上で，それらを解決するための生体機器に必要な機能や性能を「工学的な要件」として定義し，具体的なシステム構成を立案できる（DP2･DP3）。
授業の概要／Summary of the class	生体機器には実際の医療に用いられる生体計測・診断機器、治療機器、リハビリ支援機器のほか、家庭用の健康機器等が含まれる。これらの機器の原理を深く理解するため、また新しい機器を開発するためには生体の諸特性に関する理解が不可欠である。本講義では生体物性および生体流体力学の基礎等について学んだ後に、手術・治療機器、人工臓器、遺伝子工学応用機器の現状および開発状況について学び、今後の展開について考える。生体の細胞、組織、臓器等の各レベルにおける諸特性や機能について理解を深めた上で、手術・治療機器や人工臓器をはじめとする医用生体機器の原理について学ぶことにより、既存の機器の問題点とその原因を理解でき、新たな機器開発の方向性を知るきっかけが得られる。
授業の内容予定／Contents plan of the class	第1回生体機器学の基礎生体物性（１）力学的特性第2回生体機器学の基礎生体物性（２）電気的、光学的特性第3回生体機器学の基礎血液循環系（１）生体流体力学の基礎第4回生体機器学の基礎血液循環系（２）バイオレオロジー：血液第5回生体機器学の基礎血液循環系（３）バイオレオロジー：血管第6回生体機器学の基礎血液循環系（４）心臓のバイオメカニクス① 第7回生体機器学の基礎血液循環系（５）心臓のバイオメカニクス② 第8回生体機器学の基礎生体材料工学抗血栓材料、構造系人工臓器用金属材料第9回手術・治療機器電気、超音波メス、縫合器、放射線およびレーザ治療機器、音響化学、光化学的原理による治療機器ほか第10回新規医用生体機器の開発に関するグループワークおよび討論第11回人工臓器（１）循環系人工臓器（人工心臓、人工弁、人工肺、人工血管）第12回人工臓器（２）構造系人工臓器（人工関節、人工骨）第13回人工臓器（３）代謝系人工臓器（人工肝臓、人工膵臓）第14回遺伝子工学応用機器，再生医療等製品第15回（最終回）課題発表および講義全体のまとめ注：授業の進行状況等により、シラバスと実際の講義内容が異なる場合には、その都度説明を行います。
成績評価方法及び採点基準／A scholastic evaluation method and marking standard	平常評価と期末評価を総合して評価する。平常評価(平常ミニレポート、討論):30% 期末評価(期末レポート、期末発表):70% 生成AI利用に関する考え方本授業では，生成AIの利用は文章表現の改善など補助的な用途に限り認めます。提出物（レポート等）は，学生自身が内容を理解し，自ら作成した文章を基に作成してください。利用を認める例 · 自分で作成した文章について，誤字脱字の確認や表現の改善（推敲）を行うこと · 用語の意味の確認や一般的な情報収集を行うこと · レポートの構成案を整理すること利用を認めない例 · レポート本文（考察・結論を含む）を生成AIに新規作成させ，それを提出すること出典・引用に関する注意 · 生成AIが提示した参考文献やURL等には誤りが含まれる場合があります。参考文献を記載する際は，必ず原典を確認した上で記載してください。存在しない文献や確認できない情報を参考文献として記載することは認めません。生成AIを利用した場合 · 利用箇所および利用目的をレポート内に明記してください。
予習及び復習等の内容／Contents such as preparations for lessons and the review	予習：次回の講義予定の内容に関連する文献（下記参考文献など）を読む。復習：その週の講義資料を見直す。関連する文献（下記参考文献など）の該当箇所を読み，内容を理解する。レポート作成：生体機器開発における最新技術に関する論文を読み、その内容をまとめ、技術動向を調査する。本講義は2単位の科目であり，合計90時間の学修が必要です。授業時間（30時間）以外に，計60時間の予習および復習を行うことが求められます。毎回の予習　1時間×15回=15時間毎回の復習　2時間×15回=30時レポート作成　15時間
教材・教科書／The teaching materials, textbook	教科書は使用しない。授業中、適宜資料を配付する。
参考文献／bibliography	日本機械学会編, 機械工学便覧応用システム編γ9 医療・福祉・バイオ機器, 丸善, 2008. 日本機械学会編, 機械工学便覧応用システム編β8 生体工学, 丸善, 2007. 谷下一夫, 山口隆美編, 生体流体力学, 朝倉書店、2012. 日本生体医工学会編, 生体電気計測, コロナ社, 2011. 日本生体医工学会編, 血液のレオロジーと血流, コロナ社, 2003. 日本生体医工学会編, 循環系のバイオメカニクス, コロナ社, 2005. 日本生体医工学会編, 冠循環のバイオメカニクス, コロナ社, 2001. 日本生体医工学会編, 心臓力学とエナジェティクス, コロナ社, 2000. W.D. Durfee and Paul A. Iaizzo [ed], Medical Device Innovation Handbook Edition 9.1, University of Minnesota, 2024.
留意点・予備知識／Point to keep in mind, back ground	材料力学、熱力学、流体力学、電磁気学の基礎知識を有することが望ましい。
授業内容に関する質問・疑義等／Question, doubt about class contents	オフィスアワー（月曜日17:00-18:00）に直接対応します。電子メール等でも対応します。
Eメールアドレス・HPアドレス／E-mail address, HP address	E:mail: yano@hirosaki-u.ac.jp 研究室HP: https://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~yanolab/
学問分野1（主学問分野）／Discipline 1	D90:人間医工学およびその関連分野
学問分野2（副学問分野）／Discipline 2	C19:流体工学、熱工学およびその関連分野
学問分野3（副学問分野）／Discipline 3	H48:生体の構造と機能およびその関連分野
地域志向科目／Local intention subject	なし
授業形態・授業方法／Class form, class method	主に講義形式で授業を進め、一部グループディスカッションを行う。
科目ナンバー／The subject number	MS-5-5205-D90
メディア授業による著作物利用の有無について／Whether or not copyrighted works are used in media classes	無／Nothing
その他／Others	特になし。
対応する汎用的スキル１／Transferable Skill1	有
対応する汎用的スキル２／Transferable Skill2	有
対応する汎用的スキル３／Transferable Skill3	有
対応する汎用的スキル４／Transferable Skill4	有
対応する汎用的スキル５／Transferable Skill5	有

No.	回（日時）／Time (date and time)	主題と位置付け（担当）／Subjects and instructor's position	学習方法と内容／Methods and contents	備考／Notes
該当するデータはありません

開講科目名／Course	生体機器学特論／Advanced System Design of Medical and Welfare Equipment
時間割コード／Course Code	S262000033
ナンバリングコード／Numbering Code
開講所属／Course Offered by	理工学研究科／Graduate School of Science and Technology (Master’s Course)
曜日コマ／Day, Period	月　2
開講区分／Semester offered	後期／second semester
単位数／Credits	2.0
学年／Year	1,2
主担当教員／Main Instructor	矢野哲也／YANO TETSUYA
科目区分／Course Group	大学院（博士前期課程）　専門科目
教室／Classroom
必修・選択／Required/Elective	選択
授業形式／Class Format	講義科目
メディア授業／Media lecture	－

難易度（レベル）／Level	レベル5
対応するＤＰ／DP	DP1･DP2･DP3
授業としての具体的到達目標／Concrete arrival target as the class	・生体組織の力学的・電気的特性を理解し，生体機器開発に必要なバイオメカニクス的評価を適切に行うことができる（DP1･DP2）。・人工臓器や手術・治療機器、遺伝子工学応用機器の原理を習得し，各機器の機能的特性や臨床的意義を体系的に解説できるようになるとともに，最新の技術動向や論文の知見を踏まえて，臨床現場のニーズや生体の制約（生物学的適合性・安全性等）を分析した上で，それらを解決するための生体機器に必要な機能や性能を「工学的な要件」として定義し，具体的なシステム構成を立案できる（DP2･DP3）。
授業の概要／Summary of the class	生体機器には実際の医療に用いられる生体計測・診断機器、治療機器、リハビリ支援機器のほか、家庭用の健康機器等が含まれる。これらの機器の原理を深く理解するため、また新しい機器を開発するためには生体の諸特性に関する理解が不可欠である。本講義では生体物性および生体流体力学の基礎等について学んだ後に、手術・治療機器、人工臓器、遺伝子工学応用機器の現状および開発状況について学び、今後の展開について考える。生体の細胞、組織、臓器等の各レベルにおける諸特性や機能について理解を深めた上で、手術・治療機器や人工臓器をはじめとする医用生体機器の原理について学ぶことにより、既存の機器の問題点とその原因を理解でき、新たな機器開発の方向性を知るきっかけが得られる。
授業の内容予定／Contents plan of the class	第1回生体機器学の基礎生体物性（１）力学的特性第2回生体機器学の基礎生体物性（２）電気的、光学的特性第3回生体機器学の基礎血液循環系（１）生体流体力学の基礎第4回生体機器学の基礎血液循環系（２）バイオレオロジー：血液第5回生体機器学の基礎血液循環系（３）バイオレオロジー：血管第6回生体機器学の基礎血液循環系（４）心臓のバイオメカニクス① 第7回生体機器学の基礎血液循環系（５）心臓のバイオメカニクス② 第8回生体機器学の基礎生体材料工学抗血栓材料、構造系人工臓器用金属材料第9回手術・治療機器電気、超音波メス、縫合器、放射線およびレーザ治療機器、音響化学、光化学的原理による治療機器ほか第10回新規医用生体機器の開発に関するグループワークおよび討論第11回人工臓器（１）循環系人工臓器（人工心臓、人工弁、人工肺、人工血管）第12回人工臓器（２）構造系人工臓器（人工関節、人工骨）第13回人工臓器（３）代謝系人工臓器（人工肝臓、人工膵臓）第14回遺伝子工学応用機器，再生医療等製品第15回（最終回）課題発表および講義全体のまとめ注：授業の進行状況等により、シラバスと実際の講義内容が異なる場合には、その都度説明を行います。
成績評価方法及び採点基準／A scholastic evaluation method and marking standard	平常評価と期末評価を総合して評価する。平常評価(平常ミニレポート、討論):30% 期末評価(期末レポート、期末発表):70% 生成AI利用に関する考え方本授業では，生成AIの利用は文章表現の改善など補助的な用途に限り認めます。提出物（レポート等）は，学生自身が内容を理解し，自ら作成した文章を基に作成してください。利用を認める例 · 自分で作成した文章について，誤字脱字の確認や表現の改善（推敲）を行うこと · 用語の意味の確認や一般的な情報収集を行うこと · レポートの構成案を整理すること利用を認めない例 · レポート本文（考察・結論を含む）を生成AIに新規作成させ，それを提出すること出典・引用に関する注意 · 生成AIが提示した参考文献やURL等には誤りが含まれる場合があります。参考文献を記載する際は，必ず原典を確認した上で記載してください。存在しない文献や確認できない情報を参考文献として記載することは認めません。生成AIを利用した場合 · 利用箇所および利用目的をレポート内に明記してください。
予習及び復習等の内容／Contents such as preparations for lessons and the review	予習：次回の講義予定の内容に関連する文献（下記参考文献など）を読む。復習：その週の講義資料を見直す。関連する文献（下記参考文献など）の該当箇所を読み，内容を理解する。レポート作成：生体機器開発における最新技術に関する論文を読み、その内容をまとめ、技術動向を調査する。本講義は2単位の科目であり，合計90時間の学修が必要です。授業時間（30時間）以外に，計60時間の予習および復習を行うことが求められます。毎回の予習　1時間×15回=15時間毎回の復習　2時間×15回=30時レポート作成　15時間
教材・教科書／The teaching materials, textbook	教科書は使用しない。授業中、適宜資料を配付する。
参考文献／bibliography	日本機械学会編, 機械工学便覧応用システム編γ9 医療・福祉・バイオ機器, 丸善, 2008. 日本機械学会編, 機械工学便覧応用システム編β8 生体工学, 丸善, 2007. 谷下一夫, 山口隆美編, 生体流体力学, 朝倉書店、2012. 日本生体医工学会編, 生体電気計測, コロナ社, 2011. 日本生体医工学会編, 血液のレオロジーと血流, コロナ社, 2003. 日本生体医工学会編, 循環系のバイオメカニクス, コロナ社, 2005. 日本生体医工学会編, 冠循環のバイオメカニクス, コロナ社, 2001. 日本生体医工学会編, 心臓力学とエナジェティクス, コロナ社, 2000. W.D. Durfee and Paul A. Iaizzo [ed], Medical Device Innovation Handbook Edition 9.1, University of Minnesota, 2024.
留意点・予備知識／Point to keep in mind, back ground	材料力学、熱力学、流体力学、電磁気学の基礎知識を有することが望ましい。
授業内容に関する質問・疑義等／Question, doubt about class contents	オフィスアワー（月曜日17:00-18:00）に直接対応します。電子メール等でも対応します。
Eメールアドレス・HPアドレス／E-mail address, HP address	E:mail: yano@hirosaki-u.ac.jp 研究室HP: https://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~yanolab/
学問分野1（主学問分野）／Discipline 1	D90:人間医工学およびその関連分野
学問分野2（副学問分野）／Discipline 2	C19:流体工学、熱工学およびその関連分野
学問分野3（副学問分野）／Discipline 3	H48:生体の構造と機能およびその関連分野
地域志向科目／Local intention subject	なし
授業形態・授業方法／Class form, class method	主に講義形式で授業を進め、一部グループディスカッションを行う。
科目ナンバー／The subject number	MS-5-5205-D90
メディア授業による著作物利用の有無について／Whether or not copyrighted works are used in media classes	無／Nothing
その他／Others	特になし。
対応する汎用的スキル１／Transferable Skill1	有
対応する汎用的スキル２／Transferable Skill2	有
対応する汎用的スキル３／Transferable Skill3	有
対応する汎用的スキル４／Transferable Skill4	有
対応する汎用的スキル５／Transferable Skill5	有

授業情報／Class Information

基本情報/Basic Information

担当教員情報/Instructor Information