Giáo trình Y sinh GATE

Mã môn học: BM

Cấu trúc khóa học

Phần / Đơn vị	Chủ đề
Section A	Engineering Mathematics
Bài 1	Đại số tuyến tính
Mục 2	Giải tích
Bài 3	Phương trình vi phân
Đơn vị 4	Phân tích các biến phức tạp
Bài 5	Xác suất và Thống kê
Bài 6	Phương pháp số
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

Đề cương môn học

Phần A: Toán Kỹ thuật

Unit 1: Linear Algebra

Đại số ma trận
Hệ phương trình tuyến tính
Eigenvalues
Eigenvectors

Unit 2: Calculus

Định lý giá trị trung bình
Các định lý của phép tính tích phân
Đánh giá tích phân xác định và tích phân không đúng
Dẫn một phần
Cực đại và cực tiểu
Tích phân bội
loạt Fourier
Nhận dạng vector
Các dẫn xuất có hướng
Tích phân dòng
Tích phân bề mặt
Tích phân khối lượng
Định lý Stokes
Định lý Gauss
Định lý Green

Unit 3: Differential equations

Phương trình bậc nhất (tuyến tính và phi tuyến)
Phương trình vi phân tuyến tính bậc cao với hệ số không đổi
Phương pháp biến đổi các tham số
Phương trình Cauchy
Phương trình Euler
Các vấn đề về giá trị ban đầu và giá trị biên
Phương trình vi phân từng phần
Phương pháp tách biến

Unit 4: Complex variables

Chức năng phân tích
Định lý tích phân Cauchy
Công thức tích phân Cauchy
Chuỗi Taylor
Laurent loạt
Định lý dư
Giải tích phân

Unit 5: Probability and Statistics

Định lý lấy mẫu
Xác suất có điều kiện
Trung bình, Trung vị, Chế độ, Độ lệch chuẩn, Biến ngẫu nhiên, Phân phối rời rạc và liên tục
Phân phối Poisson
Phân phối bình thường
Phân phối nhị thức
Phân tích tương quan,
Phân tích hồi quy

Unit 6: Numerical Methods

Giải pháp của phương trình đại số phi tuyến
Phương pháp đơn và nhiều bước cho phương trình vi phân

Phần B: Mạch điện

Nguồn điện áp và dòng điện: độc lập, phụ thuộc, lý tưởng và thực tế
Mối quan hệ VI của điện trở, cuộn cảm, cuộn cảm lẫn nhau và tụ điện
Phân tích quá độ đoạn mạch RLC kích từ một chiều.
Định luật Kirchhoff, phân tích lưới và nút
Các định lý - Chồng chất, Thevenin, Norton, Truyền công suất cực đại và Có đi có lại.
Giá trị đỉnh, trung bình và RMS của đại lượng AC;
Quyền hạn rõ ràng, hoạt động và phản ứng;
Phân tích phasor, trở kháng và độ thừa nhận
Cộng hưởng nối tiếp và song song,
Sơ đồ vị trí
Thực hiện các bộ lọc cơ bản với các phần tử R, L và C.

Phần C: Tín hiệu và Hệ thống

Hệ thống và tín hiệu liên tục và rời rạc
Các tín hiệu định kỳ, theo chu kỳ và xung động
Định lý lấy mẫu
Phép biến đổi Laplace, Fourier và z
Hàm truyền, đáp ứng tần số của hệ bất biến thời gian tuyến tính bậc một và bậc hai
Phản ứng xung của hệ thống
Chuyển đổi và tương quan
Hệ thống thời gian rời rạc
Đáp ứng xung, đáp ứng tần số, chức năng truyền xung, DFT
Kiến thức cơ bản về bộ lọc IIR và FIR.

Phần D: Điện tử tương tự và kỹ thuật số

Đặc điểm và ứng dụng của Diode
Điốt Zener, BJT và MOSFET
Phân tích tín hiệu nhỏ của mạch bóng bán dẫn, bộ khuếch đại phản hồi
Đặc điểm và ứng dụng của bộ khuếch đại hoạt động
Bộ khuếch đại chênh lệch, bộ cộng, bộ trừ, bộ tích phân, bộ phân biệt, bộ khuếch đại thiết bị đo, bộ đệm.
Mạch logic tổ hợp
Giảm thiểu các hàm Boolean
Họ vi mạch: TTL và CMOS
Mạch số học, bộ so sánh
Bộ kích hoạt Schmitt, nhiều bộ rung, mạch tuần tự, flipflop, thanh ghi dịch chuyển, bộ định thời và bộ đếm
Mạch lấy mẫu và giữ, bộ ghép kênh
Đặc điểm của ADC và DAC (độ phân giải, lượng tử hóa, các bit quan trọng, thời gian chuyển đổi / giải quyết)
Khái niệm cơ bản về hệ thống số, vi xử lý và vi điều khiển: ứng dụng, bộ nhớ và giao diện đầu vào-đầu ra; các yếu tố của hệ thống thu thập dữ liệu.

Phần E: Hệ thống đo lường và điều khiển

Đơn vị SI
Sai số hệ thống và ngẫu nhiên trong đo lường
Biểu hiện của độ không đảm bảo - độ chính xác và chỉ số chính xác, sự lan truyền của sai số
PMMC, MI và dụng cụ loại lực kế
Chiết áp DC; cầu đo R, L và C, Q-mét
Khái niệm cơ bản về kỹ thuật điều khiển
Hệ thống mô hình hóa: chức năng chuyển giao và mô hình không gian trạng thái
Phân tích độ ổn định: phân tích miền thời gian và miền tần số

Phần F: Cảm biến và thiết bị sinh học

Các loại dụng cụ - Điện trở, điện dung, cảm ứng, áp điện
Cảm biến Hall Effect và mạch điều hòa tín hiệu liên quan
Nguồn quang học và máy dò
Đèn LED, Đi-ốt hình ảnh, Đi-ốt p-inandavalanchephotodiode (APD)
Điện trở phụ thuộc ánh sáng và đặc điểm của chúng
Khái niệm cơ bản về cảm biến từ tính
Giao thoa kế- ứng dụng trong đo lường
Khái niệm cơ bản về cảm biến sợi quang
Khái niệm cơ bản về LASER
Nguồn gốc, bản chất và các loại Biên niên sử sinh học
Nguyên tắc cảm nhận các thông số sinh lý
Các loại đầu dò và đặc điểm của chúng
Điện cực cho tín hiệu điện sinh học
Tín hiệu điện sinh học và đặc điểm của chúng
Bộ khuếch đại tiềm năng sinh học, đồ tạo tiếng ồn và việc quản lý chúng
Cách ly điện (quang và điện) và An toàn của Dụng cụ Y sinh
Tạo, thu nhận và điều hòa tín hiệu và phân tích các chỉ số sinh học: ECG, EMG, EEG, EOG, Blood ERG, PCG, GSR.
Nguyên tắc đo huyết áp, nhiệt độ lõi, thể tích & dòng chảy trong động mạch, tĩnh mạch và mô - Thể tích phổi, hô hấp và nhịp tim.

Phần G: Giải phẫu người và Sinh lý học

Các yếu tố cơ bản của cơ thể con người - hệ cơ xương, hệ hô hấp, hệ tuần hoàn, hệ bài tiết, hệ nội tiết, hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, thần kinh, miễn dịch, tương tác và sinh sản
Kiến thức cơ bản về tế bào và sinh học phân tử.

Phần H: Cơ sinh học

Cơ học kỹ thuật
Giấy cứng
Giấy mềm
Khớp và chuyển động của con người
Cơ học chất lỏng sinh học

Phần I: Hệ thống chẩn đoán hình ảnh y tế

Vật lý cơ bản và Công cụ đo lường hình ảnh y tế trong X-Ray, Siêu âm, CT, MRI, PET, FMRI, SPECT và các đặc điểm của chúng

Phần J: Vật liệu sinh học

Các tính chất cơ bản của vật liệu sinh học, tính tương thích sinh học, hoạt tính sinh học, vật liệu phân hủy sinh học, Các nguyên tắc cơ bản của
Cấy ghép và thiết bị y tế, máy vận chuyển thuốc, giá đỡ mô