やさしさと健康の新世紀を開く 医歯薬出版株式会社


 本書は,臨床工学講座『医用電気工学1,2』の内容を履修して電気工学・電気磁気学について一定の理解を獲得していただいた後に,電子工学について学んでいただくことを念頭に置いて書かれた.
 本書の執筆にあたっては次の4点について十分な配慮を心がけた.
 (1)電子工学が臨床工学課程に進んだ学生が初期の段階で履修する科目であることに鑑み,本書の内容が,いかに「電気・電子嫌いにならずに興味を持ちながら学習・理解できるか」について留意した.
 (2)本書は,身の周りの電子機器だけでなくIC化された医療機器の動作に欠かせない「電子回路・電子工学」の基礎を理解し,医療領域で応用することを目指す学生の教科書である.医療機器の「心臓」に相当する電気・電磁気について学ぶのが電気工学・電気磁気学だとすれば,「脳」として医療機器への命令およびその制御を行う電子について学習するのが電子工学である.電子工学的知識を深め,「高校物理レベル(基礎)から将来臨床工学技士として活用できるレベル(応用)まで到達すること」ができる内容であることを目指した.
 (3)本書で学ぶ学生が,身の周りに存在する科学的な現象について十分に「考え,推論し,疑問を投じ,異見を聞き,また考える」という教育経験を受けてきていない場合も少なくない.そうした多くの学生の教育に携わる教員にとっても,本講座『医用電気工学1,2』と同様に本書が,「教授しやすく,発展的に変更可能な内容・構成である」ように配慮した.
 (4)医療現場において臨床工学技士がもっている,他職種にはない優位性とは,電気・電子に関する豊かな知識であり,それを応用できるセンスである.最新の医療機器に関する知識だけではなく,例えば「ケータイ(携帯電話・PHS)は,どうしてアンテナが付いていなくても通話(送受信)ができるの?」といったような,患者さんや職場の同僚から訊ねられる疑問に丁寧に答えてあげたりすることも大切なことであり同時に,「今自分が使っている電波はペースメーカ植込み患者さんにどんな影響を与えるのか?」というような専門職としての安全意識をもつことも必要である.そこで本書では本文のみならず「Tips」などにおいて,電子に関する幅広い知識を得ていただけるよう配慮した.本書で学んだ知識は将来,患者さんの命を預かる臨床工学技士として,各種医療機器や病院電気設備などの理解やそれらの安全管理業務の際にも生きてくるはずである.
 臨床工学技士を目指す学生諸君のみならず,教育現場の第一線で活躍されている教員の方々におかれても,「臨床に必要な電気・電子工学的基礎を理解し,センスをもって臨床で活用できる力を養う」手引きとして,本書が臨床工学技士教育向上ために寄与できるものと信じている.
 2009年3月
 中島章夫
 「臨床工学講座」の刊行にあたって
 序
第1章 半導体とは
 1 半導体のはじまり
 2 物質の構造と半導体
 3 半導体の物質とその構造
 4 n形半導体とp形半導体
第2章 ダイオードの動作原理
 1 ダイオードの図記号と形
 2 ダイオードの静特性
 3 ダイオードによる整流特性
 4 定電圧ダイオード
 5 整流回路と平滑回路
  1 ダイオードによる整流・平滑回路
  2 クリップ回路とスライス回路
   章末exercise
第3章 波形整形回路
 1 微分回路
 2 積分回路
 3 クランプ回路
 4 リミッタ回路
   章末exercise
第4章 サイリスタの動作原理
 1 サイリスタの動作原理
 2 サイリスタの使い方
   章末exercise
第5章 トランジスタの動作原理
 1 トランジスタの端子と図記号
 2 トランジスタの基本構造
 3 トランジスタの増幅作用
 4 トランジスタの静特性
 5 基本回路
 6 バイアス回路
  1 固定バイアス回路
  2 自己バイアス回路
  3 電流帰還バイアス回路
  4 交流の増幅とカップリングコンデンサ・バイパスコンデンサ
 7 負帰還増幅回路
 8 CR結合増幅回路
  1 利得と増幅度(ゲイン)
  2 CR結合増幅回路の周波数特性
 9 低周波増幅回路の基本
  1 回路設計
  2 hパラメータ
 10 電力増幅回路とその応用
  1 A級電力増幅回路
  2 B級電力増幅回路
   章末exercise
第6章 電界効果トランジスタ(FET)
 1 接合形FETの端子と図記号
 2 接合形FETの動作原理とその特性
 3 MOS-FETの端子と図記号
 4 MOS-FETの動作原理とその特性
   章末exercise
第7章 オペアンプ
 1 オペアンプとは何か
 2 オペアンプの基本
  1 反転入力端子と非反転入力端子
  2 オフセット電圧
  3 オフセット電流
  4 オペアンプの特徴
 3 反転増幅回路
 4 非反転増幅回路
 5 ボルテージフォロワ
 6 微分・積分,加算回路
  1 微分回路
  2 積分回路
  3 CR微分回路・積分回路
  4 加算回路
 7 差動増幅回路
 8 増幅器の周波数特性
  同相除去比
   章末exercise
第8章 ディジタル回路の基礎
 1 アナログとディジタル
  1 アナログ時計とディジタル時計
  2 生体情報の表示
  3 様々なディジタル
 2 アナログ信号とディジタル信号
  1 信号の種類
  2 信号の特徴
第9章 2進数と16進数
 1 2進法
  2進数
 2 ビットとバイト
  1 ビット
  2 バイト
 3 2進数と10進数
  1 2進数から10進数への変換
  2 10進数から2進数への変換(10進数を2で割っていく方法)
  3 10進数から2進数への変換(10進数から2nを引いていく方法)
 4 2進数の四則演算
  1 加算
  2 減算
  3 乗算
  4 除算
  5 2進数での負の表現
 5 補数
  1 補数を用いた正負の表現方法
  2 2の補数を用いた減算
  3 補数を用いた計算の有用性
 6 16進数
   章末exercise
第10章 論理回路
 1 論理回路と論理数学
  1 図記号と真理値表
  2 論理代数の定理
 2 論理ゲート
  1 ANDゲート
  2 ORゲート
  3 NOTゲート
  4 NANDゲート
  5 NORゲート
  6 Ex-ORゲート(排他的論理和)
 3 論理式の簡単化
  1 論理演算による簡単化
  2 カルノー図による簡単化
  3 ベン図による簡単化
 4 いろいろな論理回路
  1 半加算回路
  2 全加算回路
  3 一致回路
   章末exercise
第11章 情報の変換
 1 エンコードとデコード
  1 エンコーダ
  2 デコーダ
  3 コーデック
 2 AD,DA変換
  1 AD変換
  2 AD変換の際の注意事項
  3 AD変換の方式
  4 DA変換
   章末exercise
第12章 カウンタ回路
 1 双安定回路
 2 ラッチとフリップフロップの違い
 3 ラッチ
  1 RSラッチ(RSフリップフロップ)
  2 Dラッチ
 4 フリップフロップ
  1 JKフリップフロップ
  2 Tフリップフロップ
 5 非同期式2n進カウンタ
 6 同期式2n進カウンタ
 7 同期式n進カウンタ
   章末exercise
第13章 パルス発振回路
 1 パルスとは
 2 発振とは
 3 発振回路
  1 LC発振回路
  2 水晶発振回路
 4 マルチバイブレータとは
  1 無安定マルチバイブレータ
  2 単安定マルチバイブレータ
  3 双安定マルチバイブレータ
   章末exercise
第14章 通信
 1 通信とは
 2 電気通信の分類と歴史
 3 変調・復調とは
  1 変調方式の種類
  2 アナログ変調方式
  3 振幅変調の仕組み
  4 周波数変調の仕組み
  5 変調回路
  6 復調回路
  7 ディジタル変調方式
  8 パルス変調方式
 4 多重通信方式
 5 伝送路
 6 通信ネットワーク
  1 ネットワークの概念
  2 通信ネットワークの形態
 7 保健医療分野における通信の応用
付録
 1 電気・電子に関する単位(物理量)と図記号
 2 臨床工学技士国家試験出題基準(医用電気電子工学)
   章末exerciseの解答
 索引

 Tips
  第1章 半導体とは
   価電子とイオン
  第2章 ダイオードの動作原理
   LED
   ツェナーダイオードと背圧弁
  第4章 サイリスタの動作原理
   身近なサイリスタ
  第5章 トランジスタの動作原理
   日常の正帰還と負帰還
  第6章 電界効果トランジスタ(FET)
   トランジスタの名前
   光電子増倍管
  第7章 オペアンプ
   負帰還と生体制御
   身近なCR積分回路
  第8章 ディジタル回路の基礎
   アナログ時計も実はディジタル!?
   可逆的
  第9章 2進数と16進数
   ディジタル回路と2進法
  第10章 論理回路
   2値変数の取りうる値の組み合わせ
   ダイオードやトランジスタを用いた基本ゲート
   多入力論理ゲート記号
   論理回路の簡単化の指標
   AND演算からNOR演算への変換,OR演算からNAND演算への変換
  第11章 情報の変換
   MP3
   音楽CD
  第12章 カウンタ回路
   汎用ロジックIC(7400シリーズ)
  第14章 通信
   地上波ディジタル放送
   モールス符号
   ISDN(Integrated Service Digital Network)
   ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)
   周波数による電磁波の伝わり方
   スペクトラム(Spectrum)とは
   スーパーヘテロダイン方式
   CDMA方式の携帯電話
   LAN用ケーブルの発展
   海底ケーブルの概要
   マルチメディアとは