医用工学　大森

76問 • 2年前

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問題一覧

コンピュータ技術者が開発した診断装置として歴史的によく知られている装置は何か

X線CT

超音波診断装置より先に開発され、その原型とも言うべき装置は何か

魚群探知機

以下は医用工学の根本的な考え方を示している。「（　　）な考え方、手法を医学に適用する」

工学的

「医用工学」と「臨床工学」とは包含関係にある。より範囲が広いのはどちら

医用工学

生体は主として（　　）と（　　）からできている。以下から選べ

水, タンパク質

細胞の大きさは5〜200μm程度である。では、細胞膜の厚みはどの程度か？以下より選べ

10nm

生体組織は、方向によって大きく異なる物性を示すことが知られている。このことをなんというか？

異方性

生体組織は大きく4つに分類したとき、「繊維状の組織がまばらに存在し、他の組織間を繋ぎ合わせている」のはどれか？

結合組織

生体組織の受動的電気特性である誘電分散現象は、その周波数帯域によりα、β、γの３つに区別される。それらの分散の要因を以下の選択肢より選んで並べろ（a）細胞膜のコンデンサ特性（b）水の電気双極子反転運動の緩和現象（c）イオン移動の緩和現象

c→a→b

生体組織の導電率の大きさの順で正しいのはどれか

血液骨>格筋>脂肪

細胞の電気的活動における静止状態において、細胞膜の能動輸送によって内側から外側へゆっくり汲みだされているイオンは何か？

Na+

静止状態（分極状態）における細胞内の電位はどの程度か？

マイナス90mV

心筋細胞では、興奮状態（脱分極状態）を維持させるため、Na+のイオンに加えて（　　）イオンも細胞外から細胞内へ流入する。

生体の機械的特性は粘弾性を示すことが知られている。これを等価回路で表した場合、構成要素に含まれるのは以下のうちどれか？２つ選べ

ばね, ブレーキ

生体組織中の音速は、（①）は水と同程度、（②）は（①）の約2倍、（③）は（①）の約2分の1である。（a）骨（b）脳、筋肉、脂肪（c）肺

b→a→c

血液の粘性は水の約何倍か？

10倍

生体における熱の生産はおもに骨格筋による。この熱量は何W程度か？

60〜150W

体表からの熱の生産はおもに骨格筋による。この熱量は何W程度か？

10μm

金属電極と生体が接すると（a）が発生する。このため、電極の材質としては対腐食性に優れる白金や洋白を用いることはできず、（b）が一般的に用いられている。

分極電圧, 銀、塩化銀

生体計測用の増幅機では、微弱な生体信号を検出するため、生体側（信号源）の出力インピーダンスに対して、入力インピーダンスを（大きくor小さく）する必要がある。

大きく

生体の能動的活動を磁気信号として検出する方法では、電位計測と比較して大きく異なる点がある。

非接触が可能

生体計測において、計測する物理量が電気以外の場合には、変化量を電気信号に変換する必要がある。

トランスデューサ

脇下温を実測で正確に計測するには（a）分以上を要するため、家庭用体温計では一般的に（b）式が用いられている。

10, 予測

非接触式体温計（額、耳）で一般的に用いられている検出器は何か？

サーモバイル

手術中（全身麻酔時）に用いられている体温測定法は何か？

直腸温測定

体表に専用のプローブをあて、深部温度を図る技術で使われている方法は何というか？

熱流補償法

パルスオキシメータで測定した動脈血酸素飽和度を表すのはどれか

SpO2

オキシ（酸化）ヘモグロビンは、デオキシ（還元型）ヘモグロビンと比較して、赤色波長における吸引が（大きいor小さい）どちらか

小さい

指先の透過光から、静脈血や生体組織の情報を除き、動脈血だけの情報を取り出すために何を利用しているか？

脈波

赤色と近赤外の2種類の波長のLEDを発光させ、1個のフォトダイオードを用いてそれぞれの透過光を区別して検出するために行っている工夫（電気的処理）を説明せよ。

パルス状に交互に発振して時間差で検出している

患部を破壊もしくは切除する目的で用いられるエネルギーデバイスは大きく7種類前後ある。これらの内から３つ記載せよ

電子メス, 超音波凝固切開装置, レーザー切開装置

超音波を経皮的に集束させて深部を凝固させる治療装置（治療法）をなんと呼んでいるか？

HIFU

マイクロ波を発生させる発振管の名称を記載せよ。

ニ極真空管

超音波を発生させる圧電素子の材料は（a）でできており、磁歪素子は（b）でできている。

強誘電体, 強磁性体

人工心臓の基本機能を一言で言うと何か

ポンプ

右図の人工心臓の形式は何型と呼ばれているか？

左心補助型

人工心臓に使用されている下図の３つのポンプは、総称として何型と呼ばれているか？

拍動型

人工心臓の要求仕様の内、主だったものを1つ以上（最低1つ）記載せよ

血栓形成

人工内耳の体外部分は、大きく３つのユニットから成り立っている

コイル, マイク, スピーチプロセッサ

臓器移植との比較において、植え込み型人工臓器の最大のメリットは何か？

供給の制約

再生医工学の3大因子とは何か？

足場, 細胞, シグナル分子

細胞培養において、生体から分離して最初の植え替えを行うまでを何と言うか？

初代培養

幹細胞は、２つの能力を併せ持っている。

自己複製能力, 分化能力

細胞外マトリックス（ECM）を構成する繊維性タンパクの代表格で、人工真皮にも使われているものは何か？

コラーゲン

足場基材に要求される重要な機能（性質）が幾つかある。その内の２つ記述せよ。

生分解性, 生体の吸収性

足場基材について記載した以下の文章の内、正しいものを２つ選べ。

ポリ乳酸の原材料はトウモロコシやサトウキビである。, 3次元構造の加工形態は、スポンジ状かもしくは不織布が使われる。

皮膚の3層構造の内、真皮層に存在している細胞を何と言うか？

繊維芽細胞

人工骨や軟骨の再生について記述した以下の文章の内、正しいものを２つ選べ。

培養細胞としては、間葉系幹細胞が用いられる, キトサンは、生分解性を有する生体高分子材料であり、人工骨の足場に用いられる

血管の再生において用いられる代表的なシグナル分子に血管内皮細胞増殖因子がある。この略称を何と言うか？

VEGF

温度応答性培養皿（培養シャーレ）を用いた技術ついて正しいものを以下より２つ選べ。

細胞同士を接着しているタンパク質やシグナル伝達に関与しているタンパク質を温存したままシート状の細胞を回収できる。, 心臓外科領域での細胞シートの臨床適用は、自家筋芽細胞を用いた治療から始まった

3Dプリンティングを用いた3次元構造を持つ臓器再生方法の利点（メリット）と解決しなければならない課題をそれぞれ簡潔に述べよ

足場がいらない, 血管の脈管構造を構築し機能させること

OTCの基本原理として使われている干渉計の種類を記述せよ

マイケルソン干渉計

マイケルソン干渉計は以下の内どれか

２つの波が干渉するために不可欠な条件を以下より２つ選べ

直線偏光であること, 偏波面が重なり合うこと

以下の図は「（①）にコヒーレント」であり、かつ「（②）なコヒーレンスは部分的」である光波の状態を示している。

空間的, 時間的

タイムドメインOTCの光学系について記載した以下の文章の内、正しいものを２つ選べ

深さ方向の分解能は、光源のコヒーレンス長に依存する, 参照光の光路長を変化させるため、反射ミラーを光軸方向に移動させる

OTCを超音波エコーと比較したとき、超音波より最も優れている点は何か？

あ

表面プラズモン共鳴の略称はどれか？

SPB

エバネッセント光とはどういう光か？説明しろ

普通の光のように伝播しない

エバネッセント光の発生について、正しいものを２つ選べ

プリズムや光ファイバの全反射条件において発生する, 誘電体の分極現象に関係する

表面プラズモンとは、金属表面に光が当たった際、（　　）自由電子による強い電場が発生する現象をいう。

偏った

表面プラズモンを発生させるため、プリズムの表面には厚さ（　　）程度の金属薄膜を蒸養する

50nm

エバネッセント光により表面プラズモンが励起されると、エバネッセント光を発生させるために用いた元の光には大きな変化が現れる。以下の内どれか

反射光が弱まる

プリズムでの全反射を用いた表面プラズモンセンサーでは、具体的に（光の）何の変化をモニターするか

入射角度

表面プラズモンセンサーを用いて抗原抗体反応を検出する場合、センサー表にはあらかじめ（　　）を固定しておく。

抗体

内視鏡外科手術用ロボット（da Vinci）で使われるように操作者が動かした通りに動くシステムを何というか

マスタースレーブ

日本開発された外骨格型のロボットスーツは主としてどんな目的で実用化されているか？

リハビリテーション

ロボットアームは、おおきく２つの要素で構成されている。リンク（アーム）ともう１つは何か？

関節

以下の図はリンク構造の種類を示している。これらの内で、シリアルリンクはどれか

下図は6自由度のアームを示している。それぞれの自由度の種類を表す表記（アルファベット1文字）を記述せよ

R, P, S, R, P, R

垂直多関節ロボットでは、アーム自身が干渉して回転が制限される場合がある。これを回避する機構的な手段を何というか

あ

下図に示された伝達機構を何というか？

ローププーリ

減速機構の１つであり、ロボットに多用されているハーモニックドライブについて、正しいものを３つ選べ

金属の弾性変化を利用している, 小型軽量, 伝達効率

座標変換における逆運動学とは、以下の内どちらか？

ロボットの手先位置から関節角度値への変換

以下なら示したような制御方式を何と言うか？

ネガティブフィードバック

以下の図は何を検出するためのセンサーを示しているか？またポテンショメータはaかbかどちはか？

回転角度, a

医用治療機器学II

医用治療機器学II

ライフサイエンス

ライフサイエンス

問題一覧

コンピュータ技術者が開発した診断装置として歴史的によく知られている装置は何か

X線CT

超音波診断装置より先に開発され、その原型とも言うべき装置は何か

魚群探知機

以下は医用工学の根本的な考え方を示している。「（　　）な考え方、手法を医学に適用する」

工学的

「医用工学」と「臨床工学」とは包含関係にある。より範囲が広いのはどちら

医用工学

生体は主として（　　）と（　　）からできている。以下から選べ

水, タンパク質

細胞の大きさは5〜200μm程度である。では、細胞膜の厚みはどの程度か？以下より選べ

10nm

生体組織は、方向によって大きく異なる物性を示すことが知られている。このことをなんというか？

異方性

生体組織は大きく4つに分類したとき、「繊維状の組織がまばらに存在し、他の組織間を繋ぎ合わせている」のはどれか？

結合組織

c→a→b

生体組織の導電率の大きさの順で正しいのはどれか

血液骨>格筋>脂肪

細胞の電気的活動における静止状態において、細胞膜の能動輸送によって内側から外側へゆっくり汲みだされているイオンは何か？

Na+

静止状態（分極状態）における細胞内の電位はどの程度か？

マイナス90mV

心筋細胞では、興奮状態（脱分極状態）を維持させるため、Na+のイオンに加えて（　　）イオンも細胞外から細胞内へ流入する。

生体の機械的特性は粘弾性を示すことが知られている。これを等価回路で表した場合、構成要素に含まれるのは以下のうちどれか？２つ選べ

ばね, ブレーキ

生体組織中の音速は、（①）は水と同程度、（②）は（①）の約2倍、（③）は（①）の約2分の1である。（a）骨（b）脳、筋肉、脂肪（c）肺

b→a→c

血液の粘性は水の約何倍か？

10倍

生体における熱の生産はおもに骨格筋による。この熱量は何W程度か？

60〜150W

体表からの熱の生産はおもに骨格筋による。この熱量は何W程度か？

10μm

分極電圧, 銀、塩化銀

大きく

生体の能動的活動を磁気信号として検出する方法では、電位計測と比較して大きく異なる点がある。

非接触が可能

生体計測において、計測する物理量が電気以外の場合には、変化量を電気信号に変換する必要がある。

トランスデューサ

脇下温を実測で正確に計測するには（a）分以上を要するため、家庭用体温計では一般的に（b）式が用いられている。

10, 予測

非接触式体温計（額、耳）で一般的に用いられている検出器は何か？

サーモバイル

手術中（全身麻酔時）に用いられている体温測定法は何か？

直腸温測定

体表に専用のプローブをあて、深部温度を図る技術で使われている方法は何というか？

熱流補償法

パルスオキシメータで測定した動脈血酸素飽和度を表すのはどれか

SpO2

オキシ（酸化）ヘモグロビンは、デオキシ（還元型）ヘモグロビンと比較して、赤色波長における吸引が（大きいor小さい）どちらか

小さい

指先の透過光から、静脈血や生体組織の情報を除き、動脈血だけの情報を取り出すために何を利用しているか？

脈波

パルス状に交互に発振して時間差で検出している

患部を破壊もしくは切除する目的で用いられるエネルギーデバイスは大きく7種類前後ある。これらの内から３つ記載せよ

電子メス, 超音波凝固切開装置, レーザー切開装置

超音波を経皮的に集束させて深部を凝固させる治療装置（治療法）をなんと呼んでいるか？

HIFU

マイクロ波を発生させる発振管の名称を記載せよ。

ニ極真空管

超音波を発生させる圧電素子の材料は（a）でできており、磁歪素子は（b）でできている。

強誘電体, 強磁性体

人工心臓の基本機能を一言で言うと何か

ポンプ

右図の人工心臓の形式は何型と呼ばれているか？

左心補助型

人工心臓に使用されている下図の３つのポンプは、総称として何型と呼ばれているか？

拍動型

人工心臓の要求仕様の内、主だったものを1つ以上（最低1つ）記載せよ

血栓形成

人工内耳の体外部分は、大きく３つのユニットから成り立っている

コイル, マイク, スピーチプロセッサ

臓器移植との比較において、植え込み型人工臓器の最大のメリットは何か？

供給の制約

再生医工学の3大因子とは何か？

足場, 細胞, シグナル分子

細胞培養において、生体から分離して最初の植え替えを行うまでを何と言うか？

初代培養

幹細胞は、２つの能力を併せ持っている。

自己複製能力, 分化能力

細胞外マトリックス（ECM）を構成する繊維性タンパクの代表格で、人工真皮にも使われているものは何か？

コラーゲン

足場基材に要求される重要な機能（性質）が幾つかある。その内の２つ記述せよ。

生分解性, 生体の吸収性

足場基材について記載した以下の文章の内、正しいものを２つ選べ。

ポリ乳酸の原材料はトウモロコシやサトウキビである。, 3次元構造の加工形態は、スポンジ状かもしくは不織布が使われる。

皮膚の3層構造の内、真皮層に存在している細胞を何と言うか？

繊維芽細胞

人工骨や軟骨の再生について記述した以下の文章の内、正しいものを２つ選べ。

培養細胞としては、間葉系幹細胞が用いられる, キトサンは、生分解性を有する生体高分子材料であり、人工骨の足場に用いられる

血管の再生において用いられる代表的なシグナル分子に血管内皮細胞増殖因子がある。この略称を何と言うか？

VEGF

温度応答性培養皿（培養シャーレ）を用いた技術ついて正しいものを以下より２つ選べ。

3Dプリンティングを用いた3次元構造を持つ臓器再生方法の利点（メリット）と解決しなければならない課題をそれぞれ簡潔に述べよ

足場がいらない, 血管の脈管構造を構築し機能させること

OTCの基本原理として使われている干渉計の種類を記述せよ

マイケルソン干渉計

マイケルソン干渉計は以下の内どれか

２つの波が干渉するために不可欠な条件を以下より２つ選べ

直線偏光であること, 偏波面が重なり合うこと

以下の図は「（①）にコヒーレント」であり、かつ「（②）なコヒーレンスは部分的」である光波の状態を示している。

空間的, 時間的

タイムドメインOTCの光学系について記載した以下の文章の内、正しいものを２つ選べ

深さ方向の分解能は、光源のコヒーレンス長に依存する, 参照光の光路長を変化させるため、反射ミラーを光軸方向に移動させる

OTCを超音波エコーと比較したとき、超音波より最も優れている点は何か？

あ

表面プラズモン共鳴の略称はどれか？

SPB

エバネッセント光とはどういう光か？説明しろ

普通の光のように伝播しない

エバネッセント光の発生について、正しいものを２つ選べ

プリズムや光ファイバの全反射条件において発生する, 誘電体の分極現象に関係する

表面プラズモンとは、金属表面に光が当たった際、（　　）自由電子による強い電場が発生する現象をいう。

偏った

表面プラズモンを発生させるため、プリズムの表面には厚さ（　　）程度の金属薄膜を蒸養する

50nm

反射光が弱まる

プリズムでの全反射を用いた表面プラズモンセンサーでは、具体的に（光の）何の変化をモニターするか

入射角度

表面プラズモンセンサーを用いて抗原抗体反応を検出する場合、センサー表にはあらかじめ（　　）を固定しておく。

抗体

内視鏡外科手術用ロボット（da Vinci）で使われるように操作者が動かした通りに動くシステムを何というか

マスタースレーブ

日本開発された外骨格型のロボットスーツは主としてどんな目的で実用化されているか？

リハビリテーション

ロボットアームは、おおきく２つの要素で構成されている。リンク（アーム）ともう１つは何か？

関節

以下の図はリンク構造の種類を示している。これらの内で、シリアルリンクはどれか

下図は6自由度のアームを示している。それぞれの自由度の種類を表す表記（アルファベット1文字）を記述せよ

R, P, S, R, P, R

垂直多関節ロボットでは、アーム自身が干渉して回転が制限される場合がある。これを回避する機構的な手段を何というか

あ

下図に示された伝達機構を何というか？

ローププーリ

減速機構の１つであり、ロボットに多用されているハーモニックドライブについて、正しいものを３つ選べ

金属の弾性変化を利用している, 小型軽量, 伝達効率

座標変換における逆運動学とは、以下の内どちらか？

ロボットの手先位置から関節角度値への変換

以下なら示したような制御方式を何と言うか？

ネガティブフィードバック

以下の図は何を検出するためのセンサーを示しているか？またポテンショメータはaかbかどちはか？

回転角度, a

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