《醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱（本科）

《醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱課程英文名DevelopmentofMedicalInstrumentation課程代碼03M0032學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)40理論學(xué)時(shí)40實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)必修先修課程模擬電子線路、數(shù)字邏輯與單片機(jī)基礎(chǔ)、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量適用專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院執(zhí)筆人審定人制定時(shí)間2020年11月注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程和與其相結(jié)合的《醫(yī)學(xué)儀器開(kāi)發(fā)與檢測(cè)》的實(shí)踐環(huán)節(jié)是學(xué)生從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度學(xué)習(xí)嵌入式醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的主要課程。學(xué)生在本課程的理論學(xué)習(xí)過(guò)程中要為后續(xù)的實(shí)踐課程《醫(yī)學(xué)儀器開(kāi)發(fā)與檢測(cè)》進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與論證，作為課程考核的主要內(nèi)容。（二）課程目標(biāo).掌握嵌入式醫(yī)學(xué)儀器的基本工作原理；.掌握嵌入式醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法；.為后續(xù)的實(shí)踐課程《醫(yī)學(xué)儀器開(kāi)發(fā)與檢測(cè)》打下必備的理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)1課堂教學(xué)，課外作業(yè)課程目標(biāo)2課堂教學(xué)，課外作業(yè)課程目標(biāo)3課堂教學(xué)，課堂討論三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫(xiě)H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求4畢業(yè)要求10課程目標(biāo)1LLH課程目標(biāo)2LLH課程目標(biāo)3MMH四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、基本概念掌握嵌入式醫(yī)療儀器的組成特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法，了解其發(fā)展動(dòng)態(tài)。掌握主要的嵌入式種類的特點(diǎn)，包括傳統(tǒng)的單片機(jī)，ARM,DSP,軟核系統(tǒng)，片上系統(tǒng)。2、嵌入式操作系統(tǒng)理解嵌入式操作系統(tǒng)的主要特性，掌握帶操作系統(tǒng)的設(shè)備開(kāi)發(fā)的基本流程，掌握驅(qū)動(dòng)程序,BIOS開(kāi)發(fā)的基本方式，理解操作系統(tǒng)裁減的基本概念和基本方法，熟練掌握交叉編譯式的開(kāi)發(fā)方式。3、醫(yī)學(xué)信號(hào)輸入與輸出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)熟練掌握常用的A/D,D/A電路、A/D,D/A與MCU的接口方式,A/D,D/A性能指標(biāo)的選擇,掌握數(shù)字電路與模擬電路常用的隔離方式。了解采用FPGA設(shè)計(jì)的A/D,D/A和MCU自帶的A/D,D/A的使用方法。4、嵌入式醫(yī)學(xué)儀器的人機(jī)界面設(shè)計(jì)熟練掌握常用鍵盤(pán)、顯示與MCU的接口及MCU。5、嵌入式醫(yī)學(xué)儀器的通信設(shè)計(jì)掌握串行通信的幾種常用接口（232/484/422/I2C/USB）,理解并行通信的主要接口方式HPI,打印接口；理解常用的總線形式PCI。6、嵌入式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)方案掌握從產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度考慮方案（功能、體積、成本、可擴(kuò)展性、低功耗、可靠性、安全性，開(kāi)發(fā)周期、維護(hù)方便性）7、應(yīng)用實(shí)例理解數(shù)字化心電圖機(jī)、動(dòng)態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀和多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)時(shí)的考慮因素。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章醫(yī)學(xué)儀器概述2作業(yè):課程目標(biāo)1、2、3第2章生物信息測(cè)量中的噪聲和干擾5作業(yè)：課程目標(biāo)1、2、3第3章信號(hào)處理5作業(yè)：3.1?3.4課程目標(biāo)1、2、3第4章生物電測(cè)量?jī)x器6作業(yè)：課程目標(biāo)1、2、3第5章血壓測(cè)量6作業(yè)：課程目標(biāo)1、2、3第6章監(jiān)護(hù)儀5作業(yè)：課程目標(biāo)1、2、3第7章心臟治療儀器與高頻電刀5作業(yè)：7?1~7.11課程目標(biāo)1、2、3第8章醫(yī)用電子儀器的電氣安全及電磁兼容6作業(yè)：8.1?8.9課程目標(biāo)1、2、3六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例過(guò)程考核到課率、平時(shí)作業(yè)點(diǎn)名、課后習(xí)題答案20%期末考核閉卷試卷標(biāo)準(zhǔn)答案80%考核類別考查成績(jī)登記方式百分制七、推薦教材與主要參考書(shū)（一）推薦教材：現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)，余學(xué)飛，華南理工大學(xué)出版社，2013年8月，第三版（二）主要參考書(shū)：微機(jī)式醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)，林家瑞，華中科技大學(xué)出版社，2004版DesignandDevelopmentofMedicalElectronicInstrumentation:APracticalPerspectiveoftheDesign,Construction,andTestofMedicalDevices.DavidPrutchi.Wiley-Interscience.2004版UnderstandingtheHumanMachine-APrimerforBioengineering.MaxE.Valent