Ngành Kỹ thuật Y sinh

Trình độ đào tạo:        Đại học

Thời gian đào tạo:       5 năm

MỤC TIÊU ĐÀO TẠO

Mục tiêu chung

- Chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật Y sinh nhằm trang bị cho sinh viên một nền tảng kiến thức vững chắc về Điện, Điện tử, Tin học cùng với các kiến thức cơ bản về Sinh học, Y học để giải quyết các vấn đề về Kỹ thuật Y sinh. Đảm bảo cho sinh viên được tiếp cận với các thành tựu Kỹ thuật Y sinh mới nhất trên thế giới. Chương trình mang tính thực tiễn, phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội và con người Việt Nam; linh hoạt, mềm dẻo, mở, liên thông với các chương trình đào tạo Kỹ thuật Y sinh của các nước tiên tiến trên thế giới.

- Chương trình cũng trang bị cho sinh viên các kiến thức về đạo đức nghề nghiệp đặc thù của ngành Kỹ thuật Y sinh.

Mục tiêu cụ thể

Sau khi tốt nghiệp ra trường, kỹ sư ngành Kỹ thuật Y sinh cần có những khả năng sau:

- Nhận biết, biểu diễn các vấn đề về Kỹ thuật Y sinh. Đưa ra các phương pháp giải quyết; áp dụng các kiến thức khoa học cơ bản, kỹ thuật và các công cụ hiện đại để giải quyết các vấn đề này.

- Các kỹ sư ngành Kỹ thuật y sinh có thể tham gia nghiên cứu, thiết kế, phát triển các hệ thống, thiết bị, công nghệ, kỹ thuật phục vụ chẩn đoán, điều trị và chăm sóc sức khoẻ con người.

- Thiết kế và thực hiện các thí nghiệm, bao gồm các thí nghiệm trên các cơ thể sống. Phân tích và đánh giá dữ liệu, bao gồm các dữ liệu thu được từ các phép đo lường trên các cơ thể sống.

- Thiết kế hệ thống, thiết kế thành phần hay thiết kế toàn bộ thiết bị, quá trình đo lường và xử lý các tín hiệu y sinh đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật trong những điều kiện thực tiễn của Việt Nam.

- Nghiên cứu và làm việc theo nhóm. Có khả năng tự nghiên cứu, học tập, tiếp thu kiến thức lâu dài. Có hiểu biết về các giá trị đạo đức, xã hội, nghề nghiệp và các ảnh hưởng của các giá trị này đến quá trình làm việc.

- Trao đổi, bàn bạc, thảo luận và tư vấn một cách có hiệu quả với các nhà khoa học, các kỹ sư, các bác sỹ về các vấn đề chuyên môn cùng các giải pháp giải quyết chúng.

- Sử dụng tiếng Anh đáp ứng được các yêu cầu chuyên môn về lĩnh vực Kỹ thuật Y sinh.

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO

Danh mục các học phần bắt buộc

Kiến thức giáo dục đại cương

1

Những nguyên lý cơ bản của chủ nghĩa Mác-Lê nin

8

Giải tích 1

2

Tư tưởng Hồ Chí Minh

9

Giải tích 2

3

Đường lối cách mạng của Đảng Cộng sản Việt Nam

10

Vật lý 1

4

Ngoại ngữ cơ bản

11

Vật lý 2

5

Giáo dục thể chất

12

Hoá học đại cương

6

Giáo dục quốc phòng-an ninh

13

Tin học đại cương

7

Đại số

Kiến thức giáo dục chuyên nghiệp

Kiến thức cơ sở ngành

1

Cấu kiện điện tử

6

Điện tử tương tự

2

Cảm biến và kỹ thuật đo lường y sinh

7

Điện tử số

3

Giải phẫu và sinh lý học cơ thể người

8

Kỹ thuật vi xử lý

4

Sinh học đại cương

9

Tín hiệu và hệ thống

5

Cơ sở điện sinh học

Kiến thức ngành

1

An toàn bức xạ và an toàn điện trong y tế

4

Thiết kế mạch điện tử y sinh

2

Hệ thống thông tin y tế

5

Thiết kế kỹ thuật y sinh

3

Cơ sở xử lý ảnh y sinh

Thực tập và đồ án

1

Thực tập tốt nghiệp

2

Đồ án tốt nghiệp

Nội dung các học phần bắt buộc (Khối kiến thức giáo dục chuyên nghiệp)

Cấu kiện điện tử

Các loại vật liệu : điện môi, bán dẫn, từ; linh kiện thụ động: điện trở, tụ điện, cuộn cảm, cấu trúc, hoạt động và tham số của các loại cấu kiện bán dẫn rời rạc: điốt bán dẫn, transistor lưỡng cực, transistor trường, Tiristo, cấu trúc, hoạt động và tham số của các IC tương tự, IC số, cấu kiện quang điện tử, một số loại IC chuyên dụng.

Cảm biến và kỹ thuật đo lường y sinh

Tín hiệu và nhiễu trong phép đo, các đặc tính tĩnh và động của phép đo, các đặc trưng của cảm biến, các nguyên lý cảm biến cơ bản (điện dung, điện cảm, điện trở; hiệu ứng áp điện, Hall, Nerst, Seebeck, Peltier...), cảm biến và các phương pháp đo áp suất, đo lưu lượng, đo lực và chuyển động, đo nhiệt độ, dòng nhiệt và độ bay hơi, đo điện sinh học và từ sinh học, đo hóa học.

Giải phẫu và sinh lý học cơ thể người           

Cấu trúc giải phẫu, hoạt động sinh lý của các hệ cơ quan trong cơ thể người như hệ cơ xương khớp, tuần hoàn, hệ hô hấp, hệ tiêu hóa, hệ tiết niệu, hệ điều nhiệt, hệ thần kinh, hệ nội tiết, hệ sinh sản.

Sinh học đại cương

Sinh học tế bào: cấu trúc tế bào, thành phần hóa học của tế bào, các hợp chất quan trọng trong tế bào, tổ chức mô, vận chuyển năng lượng, phát triển, gen, di truyền và tiến hóa, sinh thái học.

Cơ sở điện sinh học

Các thông số điện của mô, tế bào, các tế bào thần kinh và tế bào cơ, các  hiện tượng và đáp ứng của màng tế bào, mô hình nguồn điện sinh và vật dẫn điện sinh.Giải phẫu tim, đo lường các tín hiệu điện của tim, các hệ thống đạo trình điện tim, các ảnh hưởng đến tín hiệu điện tim.Giải phẫu não, đo lường các tín hiệu điện của não, các hệ thống đạo trình điện não, các ảnh hưởng đến tín hiệu điện não.

Điện tử tương tự

Giới thiệu chung về mạch tuyến tính, mạch khuếch đại dùng linh kiện rời rạc, mạch khuếch đại dùng khuếch đại thuật toán. Các mạch cộng, trừ, tích phân, vi phân, lôgarít,...hồi tiếp và ổn định. Mạch tạo dao động, mạch biến đổi tần số, mạch biến đổi A/D, D/A, mạch nguồn: chỉnh lưu, ổn áp.

Điện tử số

+ Các hệ đếm và biểu diễn dữ liệu, đại số Boole, các cổng lo4gic cơ bản, công nghệ chế tạo (TTL, CMOS, ...)

+ Thiết kế mạch logic tổ hợp: Bìa Karnaugh, Quine McClusky, hazard, các mạch cơ bản (encoder, decoder, ALU, MUX, DEMUX, Adder ...)

+ Thiết kế mạch logic tuần tự: Các loại flip-flop, FSM (máy trạng thái hữu hạn Moore, Mealy), thực hiện FSM bằng FF, các mạch cơ bản (thanh ghi dịch, bộ đếm, hàng đợi...)

+ Thiết kế RTL: FSMD (cấu trúc xử lý dữ liệu và điều khiển).

+ Thiết kế dùng CAD: các vi mạch lập trình được (PAL, PLA, CPLD, FPGA), ngôn ngữ mô phỏng phần cứng VHDL (hoặc Verilog).

Kỹ thuật vi xử lý

Giới thiệu về vi xử lý: chức năng, cấu trúc và hoạt động của bộ vi xử lý, tập lệnh, các chế độ địa chỉ, tổ chức bộ nhớ, cổng vào ra. Thiết kế bộ vi xử lý RISC và CISC: thiết kế tập lệnh, thiết kế ALU và các thanh ghi, thiết kế đơn vị điều khiển. Lập trình assembly cho các họ vi xử lý thông dụng. Thiết kế hệ vi xử lý: lựa chọn bộ vi xử lý, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, viết chương trình phần mềm, bài tập tình huống.

Tín hiệu và hệ thống

Khái niệm chung về tín hiệu và hệ thống. Đáp ứng xung của hệ thống tuyến tính, tích chập, giải chập. Chuỗi Fourier, biến đổi Fourier, lọc. Lấy mẫu và biến đổi Laplace. Biến đổi Z. ứng dụng cho các tín hiệu và hệ thống y sinh.

An toàn bức xạ và an toàn điện trong y tế

Các biện pháp cũng như các tiêu chuẩn đảm bảo an toàn đối với con người trong lĩnh vực an toàn bức xạ và an toàn điện. Vật lý bức xạ, hiệu ứng sinh học của bức xạ, các nguồn bức xạ tự nhiên và nhân tạo. Hệ thống giới hạn liều bức xạ, các phương pháp phát hiện, ghi đo bức xạ. Bảo vệ an toàn  bức xạ trong y tế, tính toán phòng đặt máy chiếu xạ. Các khái niệm chung về an toàn điện, các hiệu ứng sinh học của dòng điện đối với cơ thể người, cơ chế giật vi mô và vĩ mô. Các biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện và trong thiết kế thiết bị y tế.

Hệ thống thông tin y tế

+ Cấu trúc của các thành phần trong hệ thống thông tin y tế, các chuẩn sử dụng cho thông tin y tế và các ứng dụng, hướng phát triển của hệ thống. Các tiêu chí dùng để thiết kế, đánh giá hiệu quả hoạt động của một hệ thống thông tin y tế. Các hệ thống thông tin dùng trong y tế: HIS, RIS, PACS...

+ Các thành phần trong mạng PACS (cổng tiếp nhận hình ảnh, thiết bị điều khiển và lưu trữ hình ảnh PACS, trạm hiển thị, kết nối HIS, RIS và PACS, quản lý cơ sở dữ liệu PACS). Thiết kế hạ tầng cơ sở của mạng PACS. Các chuẩn công nghiệp trong mạng PACS.

2.25. Cơ sở xử lý ảnh y sinh        3 tc

- Điều kiện tiên quyết: Tín hiệu và hệ thống

- Nội dung:

+ Cơ sở thu nhận ảnh sinh, các hệ thống thu nhận ảnh y sinh (chụp X-quang thông thường, CT, MRI, hạt nhân, siêu âm, từ sinh học, hiển vi), các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ảnh của từng phương thức.

+ Các phép biến đổi ảnh: biến đổi đơn nhất, biến đổi DFT, biến đổi DCT, biến đổi Hadamard, biến đổi Karhunen-Loève, phân tích giá trị duy nhất SVD.

+ Tăng cường ảnh: các toán tử điểm, toán tử lược đồ mức xám; lọc không gian, lọc tần số. Phục hồi ảnh: lọc bình phương nhỏ nhất, lọc giả ngược SVD, lọc Wiener, lọc Entropy cực đại. Phát hiện đường biên: toán tử Gradient, toán tử Laplace. Phân vùng ảnh: phương pháp lấy ngưỡng, phân vùng theo đường biên, phân vùng theo miền. ứng dụng cho ảnh y sinh.

Thiết kế mạch điện tử y sinh

Lựa chọn phương án thiết kế theo từng yêu cầu cụ thể. Thiết kế sơ đồ nguyên lý. Tính toán chế độ và thông số làm việc. Tính toán các giá trị linh kiện.

Có thể chọn thiết kế một trong các mạch điện tử y sinh như: mạch nguồn cung cấp cách ly AC, DC/DC, mạch khuếch đại vi sai đầu vào cho máy ghi điện tim, điện cơ, điện não, mạch biến đổi tương tự số trong thiết bị ghi tín hiệu điện tim, điện não, điện cơ; mạch ghi tín hiệu nhiệt độ của cơ thể, mạch thu nhận tín hiệu SpO2 từ cảm biến, mạch tạo tín hiệu điện xung dùng trong các máy điều trị điện, mạch điều khiển dòng trong thiết bị X-quang, các loại mạch cảnh báo trong các thiết bị y tế....

(Phần thiết kế do từng sinh viên thực hiện; khuyến khích sinh viên lắp ráp mạch thực tế và đo đạc các thông số của mạch).

Thiết kế kỹ thuật y sinh

Các đặc thù của thiết bị và hệ thống y sinh. Nguyên lý thiết kế thiết bị và hệ thống y sinh. Mô phỏng nguyên lý hoạt động của một số thiết bị y sinh, các quá trình và hệ thống y sinh. Thiết kế các ứng dụng tin học y sinh.

(Phần thiết kế  do từng nhóm từ 3-4 sinh viên thực hiện).