ELVE3510 Medisinsk instrumentering Emneplan

Grunnleggende kunnskap for måling av medisinske signaler, sensorer og medisinsk behandlingsutstyr, inkludert medisinsk tekniske sikkerhet og forskrifter. Etter endt kurs skal studenten kunne forstå oppbygging og sikker bruk av de viktigste medisinske instrumentene innen diagnostikk, monitorering og behandling av pasienter.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte definert i form av kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse.

Kunnskap

Studenten kan

• gjøre rede for den deriverte som momentan endring
• ta utgangspunkt i definisjonen av den deriverte, og gjøre rede for hvordan man kan bestemme en tilnærmet verdi av den deriverte numerisk
• regne ut eksakte verdier av den deriverte ved å bruke analytiske metoder, og sammenlikne svaret med numeriske verdier
• bruke den deriverte til å løse optimaliseringsproblemer

• gjøre rede for det ubestemte integralet som antiderivert
• bruke numeriske og analytiske metoder til å beregne bestemte integraler
• forklare hvordan man kan bruke det bestemte integralet til å regne ut størrelser som f eks areal, volum, arealmoment, ladning eller andre størrelser

• gjøre rede for analytiske og numeriske løsningsmetoder av ordinære differensiallikninger
• løse systemer av differensiallikninger
• regne med komplekse tall

• regne med vektorer, matriser og determinanter
• overføre totalmatriser for likningssystemer til redusert trappeform
• gjøre rede for betingelser som må være oppfylt for at det skal være mulig å regne ut den inverse til matriser
• gjøre rede for antall løsninger til et lineært likningssystem
• beskrive lineære transformasjoner ved hjelp av matriser
• bruke dataverktøy til å løse problemer i lineær algebra
• løse likninger ved for eksempel halveringsmetoden, sekantmetoden og Newtons metode.

Ferdigheter

Studenten kan

• anvende den deriverte til å modellere og analysere dynamiske systemer
• diskutere hvordan ideen bak definisjonen av det bestemte integralet kan brukes til å sette opp integraler for beregning av størrelser
• drøfte ideene bak noen analytiske og numeriske metoder som brukes for å løse differensiallikninger, og sette opp og løse differensiallikninger for praktiske problemer som er relevante innen eget fagområde
• drøfte metoder for å løse lineære likningssystemer ved hjelp av matriseregning og drøfte numeriske metoder for å løse likninger, og sette opp og løse likninger for praktiske problemer fra eget fagområde

Generell kompetanse

Studenten kan

• vurdere resultater fra matematiske beregninger
• forklare og bruke grunnleggende numeriske algoritmer som inneholder kodeelementene tilordning, for-og while-løkker og if-tester.
• skrive presise forklaringer og begrunnelser til framgangsmåter, og demonstrere korrekt bruk av matematisk notasjon
• vurdere egne og andre studenters faglige arbeider, og formulere skriftlige og muntlige vurderinger av disse arbeidene på en faglig korrekt og presis måte
• overføre et praktisk problem fra eget fagområde til matematisk form, slik at det kan løses - analytisk eller numerisk
• bruke matematiske metoder og verktøy som er relevante for eget fagfelt
• bruke matematikk til å kommunisere om ingeniørfaglige problemstillinger
• gjøre rede for at endring og endring per tidsenhet kan måles, beregnes, summeres og inngå i likninger

Ingen ut over opptakskrav.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten lærer seg om rollen til en medisinsk teknisk ingeniør samt medisinsk teknisk sikkerhet og elektriske sikkerhetskrav av medisinsk teknisk utstyr (IEC60601 og IEC62351). I tillegg får studenten den teoretiske bakgrunn for kategorisering av medisinsk teknisk instrumenter brukt i diagnostikk eller behandling.

Studenten

• forstår instrumenteringen for måling av bioelektriske signaler som f.eks. EKG (elektrokardiogram), EMG (elektromyogram), EEG (elektroencefalogram) eller lignende bioelektriske signaler.
• kan forklare basis mekanismen bak biomedisinske sensorer for diagnostisk bruk eller vital tegn monitorering som f.eks. oksygen, oksygenmetning, blodtrykk eller temperatur.
• forstår basis oppbygning for behandlingsutstyr som "hjerte og lunge" maskiner, respirasjonsventilatorer, dialyse og infusjonspumper, diatermi og kirurgiske kutteverktøy.
• forstår medisinsk teknisk sikkerhet og instrument klassifiseringen.

Ferdigheter

Studenten kan

• klassifisere og forklare virkemekanismer og oppbygningen av diagnose, behandlingsutstyr, assisterende teknologi eller rehabilitering.
• diskutere medisinsk teknisk sikkerhet for det aktuelle instrumentet.
• anvende sin kunnskap til å designe elektroniske kretser som tilfredsstiller kravet til medisinsk tekniske instrumenterer i tråd med IEC60601 kravet.

Generell kompetanse

Studenten

• kan drøfte og skissere oppbygningen av diagnose, behandlingsutstyr i lys av sikkerhetskrav og forskrifter for medisinsk teknisk utstyr.

Forelesninger og praktisk semesteroppgave. Studentene vil arbeide dels individuelt og dels i grupper. Gruppestørrelse er normalt 3-4 studenter.

Følgende arbeidskrav er obligatorisk og må være godkjent for å fremstille seg til eksamen:

• Semesteroppgave i grupper av 3-4 studenter. Innlevering av rapport på 3-5 sider uten vedlegg. Total arbeidsmengde cirka 60 timer per student.

Eksamen våren 2021 grunnet Covid-19:

Individuell digital hjemmeeksamen på 3 ,5 timer, inkludert 30 min til opplasting og scanning.

Eksamensresultat kan påklages.

Eksamen høsten 2020 grunnet Covid-19:

Individuell digital hjemmeeksamen på 3 timer.

Eksamensresultat kan påklages.

Ved eventuell ny og utsatt eksamen kan muntlig eksamen bli benyttet. Dersom muntlig eksamen benyttes kan eksamensresultatet ikke påklages.

[Eksamen tidligere:]

Individuell skriftlig eksamen under tilsyn på 3 timer.

Eksamensresultat kan påklages.

Ved eventuell ny og utsatt eksamen kan muntlig eksamen bli benyttet. Dersom muntlig eksamen benyttes kan eksamensresultatet ikke påklages.

Hjelpemidler høsten 2020 og våren 2021:

Alle hjelpemidler tillatt, utenom kommunikasjon med andre.

[Hjelpemidler tidligere:]

Håndholdt kalkulator som ikke kommuniserer trådløst og som ikke kan regne symbolsk. Dersom kalkulatoren har mulighet for lagring i internminnet skal minnet være slettet før eksamen. Stikkprøver kan foretas.

Gradert skala A-F.

Ingen forkunnskapskrav.