GATE生物医学シラバス

件名コード：BM

コース構成

セクション/ユニット	トピック
Section A	Engineering Mathematics
ユニット1	線形代数
ユニット2	微積分
ユニット3	微分方程式
ユニット4	複素変数の分析
ユニット5	確率と統計
ユニット6	数値解法
Section B	Electric Circuits
Section C	Signals and Systems
Section D	Analog and Digital Electronics
Section E	Measurements and Control Systems
Section F	Sensors and Bio-Instrumentation
Section G	Human Anatomy and Physiology
Section H	Biomechanics
Section I	Medical Imaging Systems
Section J	Biomaterials

コースシラバス

セクションA：工学数学

Unit 1: Linear Algebra

• 行列代数
• 線形方程式のシステム
• Eigenvalues
• Eigenvectors

Unit 2: Calculus

• 平均値の定理
• 微積分学の定理
• 明確で不適切な積分の評価
• 偏微分
• 最大値と最小値
• 多重積分
• フーリエ級数
• ベクトルアイデンティティ
• 方向微分
• 線積分
• 面積分
• 体積積分
• ストークスの定理
• ガウスの定理
• グリーンの定理

Unit 3: Differential equations

• 一次方程式（線形および非線形）
• 定数係数を持つ高階線形微分方程式
• パラメータの変化の方法
• コーシーの方程式
• オイラーの公式
• 初期値と境界値の問題
• 偏微分方程式
• 変数分離の方法

Unit 4: Complex variables

• 分析関数
• コーシーの積分定理
• コーシーの積分公式
• テイラー級数
• ローラン級数
• 留数定理
• 解の積分

Unit 5: Probability and Statistics

• サンプリング定理
• 条件付き確率
• 平均、中央値、最頻値、標準偏差、確率変数、離散分布および連続分布
• ポアソン分布
• 正規分布
• 二項分布
• 相関分析、
• 回帰分析

Unit 6: Numerical Methods

• 非線形代数方程式の解
• 微分方程式のシングルステップ法とマルチステップ法

セクションB：電気回路

• 電圧および電流源：独立、依存、理想的かつ実用的
• 抵抗、インダクタ、相互インダクタ、コンデンサのVI関係
• DC励起によるRLC回路の過渡解析。
• キルヒホッフの法則、メッシュおよび節点解析
• 定理-重ね合わせ、テブナン、ノートン、最大電力伝達および相反性。
• AC量のピーク、平均、およびRMS値。
• 見かけの有効電力と無効電力。
• フェーザ分析、インピーダンス、アドミタンス
• 直列および並列共振、
• 軌跡図
• R、L、Cエレメントによる基本フィルターの実現。

セクションC：信号とシステム

• 連続および離散信号とシステム
• 周期的、非周期的、インパルス信号
• サンプリング定理
• ラプラス、フーリエ、z変換
• 伝達関数、1次および2次線形時不変システムの周波数応答
• システムのインパルス応答
• 畳み込みと相関
• 離散時間システム
• インパルス応答、周波数応答、パルス伝達関数、DFT
• IIRおよびFIRフィルターの基本。

セクションD：アナログおよびデジタルエレクトロニクス

• ダイオードの特性と用途
• ツェナーダイオード、BJTおよびMOSFET
• トランジスタ回路、フィードバックアンプの小信号解析
• オペアンプの特性と用途
• 差動増幅器、加算器、減算器、積分器、微分器、計装増幅器、バッファ。
• 組み合わせ論理回路
• ブール関数の最小化
• ICファミリ：TTLおよびCMOS
• 算術回路、コンパレータ
• シュミットトリガー、マルチバイブレーター、順序回路、フリップフロップ、シフトレジスタ、タイマー、カウンター
• サンプルアンドホールド回路、マルチプレクサ
• ADCおよびDACの特性（分解能、量子化、有効ビット、変換/セトリング時間）
• ナンバーシステム、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラの基本：アプリケーション、メモリ、入出力インターフェイス。データ収集システムの要素。

セクションE：測定および制御システム

• SI単位
• 測定における系統的およびランダムなエラー
• 不確実性の表現-精度と精度の指標、エラーの伝播
• PMMC、MIおよび動力計タイプの機器
• DCポテンショメータ; R、L、Cの測定用ブリッジ、Qメーター
• 制御工学の基礎
• モデリングシステム：伝達関数と状態空間モデル
• 安定性分析：時間領域および周波数領域の分析

セクションF：センサーとバイオインスツルメンテーション

• 機器の種類-抵抗性、容量性、誘導性、圧電
• ホール効果センサーおよび関連する信号調整回路
• 光源と検出器
• LED、フォトダイオード、p-inandavalanchephotodiode（APD）
• 光依存抵抗とその特性
• 磁気センシングの基礎
• 干渉計-計測学におけるアプリケーション
• 光ファイバーセンシングの基礎
• レーザーの基本
• 生体信号の起源、性質、および種類
• 生理学的パラメータを感知する原理
• トランスデューサーの種類とその特性
• 生体電気信号用電極
• 生体電気信号とその特性
• 生体電位増幅器、ノイズアーチファクトおよびそれらの管理
• 電気的絶縁（光学的および電気的）および生物医学機器の安全性
• 生体信号の生成、取得、信号調整および分析：ECG、EMG、EEG、EOG、Blood ERG、PCG、GSR。
• 血圧、コア温度、動脈、静脈、組織の容積と流量の測定原理–肺気量、呼吸、心拍数。

セクションG：人体解剖学および生理学

• 人体の基本要素-筋骨格系、呼吸器系、循環系、排泄系、内分泌系、神経系、消化器系、神経系、免疫系、外皮系、生殖系
• 細胞生物学および分子生物学の基礎。

セクションH：生体力学

• 工学力学
• 硬組織
• 軟部組織
• 人間の関節と動き
• 生物流体力学

セクションI：医用画像システム

• X線、超音波、CT、MRI、PET、FMRI、SPECTの医用画像の基本的な物理学と計測、およびそれらの特性

セクションJ：生体材料

• 生体材料の基本的な特性、生体適合性、生物活性、生分解性材料、の基礎
• インプラントおよび医療機器、ドラッグデリバリーキャリア、組織用足場