מעגלים ואלמנטים מקובצים: תיאור הרכיבים הפסיביים, קשרים פיסיקליים בין משתני מתח, זרם ומטען. מאפייני אותות ומקורות מתח וזרם.

חוקי שימור: חוקי קירכהוף. טופולגיות חיבור ומעגלים שקולים במעגלים בזרם ישר וזרם חילופין. הספקים. מעבר כוכב-משולש, גשר ויטסטון ונגד משתנה. העברת הספק מרבי. תיקון מקדם הספק.

שיטות לניתוח מעגל חשמלי מרובה מקורות בלתי תלויים: זרמי חוגים, מתחי צמתים, שיטת ההרכבה, שקול נורטון ותבנין.

תגובת תדר, מעגלי תהודה טוריים ומקביליים.

ייצוג מידע - מספרים, פעולות אריתמטיות, קודים. אלגברה בוליאנית. מעגלים לוגיים קומבינטוריים. מימוש מעגלים לוגיים קומבינטוריים:

מעגלים אריתמטיים (מסכם מלא, מסכם בינרי מקבילי, מסכם עשרוני, כופל), מבנה יחידה אריתמטית לוגית (ALU), משווה, מרבב, מקודד.

רכיבים מיתכנתים: זכרון קריאה בלבד (ROM),PLA,PAL. מעגלי עקיבה אסינכרוניים. מעגלי עקיבה סינכרוניים.

מימוש מעגלי עקיבה ב-MSI ו-LSI: רגיסטר מקבילי, רגיסטר הזזה, מונה אסינכרוני וסינכרוני, יחידת זכרון קריאה/כתיבה (RAM).

מבנה יחידת עיבוד מרכזית (CPU). מכשור רפואי משובץ מיקרו-מחשבים.

מעגלים ואותות (סיגנלים) לוגיים – הגדרות: סיגנלים לוגיים, רמות לוגיות, משפחות לוגיות, מהפך בסיסי,

פרמטרים של מעגל לוגי אופייני: אופיין תמסורת, חסינות לרעש, פיזור הספק סטטי ודינמי. התנהגות בזמן :זמני תגובה של שער, זמן עליה, זמן ירידה, מכפלת השהייה-הספק.

דלגלגים – SR-FF, D-FF, JK-FF, Master-Slave, מעגלים מרובי פאזות, רגיסטרי הזזה ומונים, סינכרון בין שעונים ו- Metastate.

לוגיקה דינמית – רגיסטרי הזזה אנלוגיים: CCD, Bucket Brigade, רגיסטרי הזזה, שערים, מפענחים דינמיים, PLAs.

תאי זכרון – תאי SRAM, DRAM, ROM, PROM, EPROM, E²PROM . מגברי חישה.

מעגלים ספרתיים ביפולריים – אפיון פונקציית תמסורת של שערים של משפחות סטנדרטיות: ECL, LSTTL, TTL.

בקרה:

סווג מערכות: מערכות מכניות, חשמליות, תרמיות, נוזליות ומעורבות בעלות אלמנטים מקובצים וקבועים. בניית מעגלים שקולים לרבות דוגמאות מעולם המכשור הרפואי.

ניתוח מערכות רציפות במישור הזמן: תגובה לתנאי התחלה, תגובה להלם, קונבולוציה כתגובה לערור שרירותי. ניתוח יסודי של מערכות מסדר ראשון ושני.

התמרת לפלס החד צדדית ושימושיה; פונקצית התמסורת, קטבים ואפסים במישור התדר המרוכב.

תיאור מערכת במרחב המצב, הצגת משוואות מצב ופתרונן בתחום הזמן ובתחום התדר.

תיאור מערכות בעזרת דיאגרמות מלבנים. תגובת תדר לערור סינוסואידלי, דיאגרמות בודה (חזרה).

מערכות בדידות: קבלת משוואות הפרש ופתרונן בתחום הזמן, תגובה לתנאי התחלה ומשפט הקונבולוציה הבדידה.

מערכות משוב, יציבות של מערכות משוב: קריטריוני נייקויסט ובודה, אנליזה באמצעות מקום גיאומטרי של שורשים, דיאגרמת ניקולס.

אפיון מערכות משוב בתחום הזמן ובתחום התדר, שגיאת מצב מתמיד ושגיאה חולפת. קריטריונים: מקדמי שגיאה, רגישות, שיכוך הפרעות, רוחב סרט.

מערכות בקרה פיזיולוגיות, בקרת מערכות הנדסיות הנמצאות באינטראקציה עם מערכות פיסיולוגיות.

חיישנים רפואים:

סדנת פרויקט הגמר תלווה את הסטודנטים בשלבים השונים של פרויקט הגמר:

במהלך סמסטר ב' תסייע הסדנה בהגדרה מפורטת של מהות הפרויקט, האתגר ההנדסי, המטרות, היעדים והמדדים, חלופות לביצוע הפרויקט, תכן ראשוני, בניית תוכנית עבודה והגדרת תוצרי הפרויקט.

במהלך הסדנה ילמדו הנהלים, הכוללים את אופן העבודה העצמאית ועבודה מול מנחה הפרויקט, אבני הדרך, המטלות והציונים.

במהלך הסדנא תינתן הכשרה בנושאים שונים לרבות יכולות פרזנטציה אפקטיבית של נושאים הנדסיים והיבטים שונים של תוצרי פרויקט הגמר.

סקירת היבטי הפעלת מכשור רפואי בבתי חולים ובקהילה. מבנה ותפעול מחלקה להנדסה רפואית בבית חולים ואצל מבטח (קופ"ח). שילוב עם המערכות לתשתיות רפואיות ולמידע ומחשוב.

מידע רפואי (Medical Informatics), מערכות ביו-רפואיות משולבות מחשב (דיאגנוסטיקה, טיפול ומעקב).

תהליכי רכש מכשור רפואי, אחריות יצרני ציוד ו/או תוכנה לשימושים רפואיים. תחזוקת ציוד רפואי. נושאים בארגון ארכיב רפואי, מערכות תקשורת, הליך קבלת החלטות, שיקולי עלות-תועלת (Cost-Effectiveness) בפיתוח,רכישה והפעלת מכשור ביו-רפואי.

הערכת טכנולוגיות רפואיות. גישת PMA לעומת גישת ME TOO. גישות ריכוזיות (CDRH - FDA) ומבוזרות (NB אירופאיים).

הניסוי הקליני הינו שלב מרכזי וחיוני במסלול הפיתוח של המוצרים הרפואיים למיניהם. מטרת הניסוי הקליני לאסוף מידע חיוני על אודות הבטיחות והיעילות של הטכנולוגיה הרפואית הנבדקת.

משמעות חילוץ אינפורמציה קלינית מאותות רפואיים והאפליקציות הקשורות בכך. אותות רפואיים ומאפייניהם. טכניקות של מדידת אותות רפואיים ובעיות של האותות המתקבלים.

ניתוח אותות בזמן לעומת ניתוח בתדר. הקשר בין תחומי התדר השונים למרכיבי המערכות בגוף האדם. פרמטרים מקובלים המופקים מהניתוח התדר. קורלציה וספקטרום. טכניקות לחילוץ מאפיינים וקלסיפיקציה.

מודלים של אות – סטוכסטי לעומת דטרמיניסטי, לינארי לעומת לא לינארי. מודל גאוסיאני וסטציונארי. טיפול ברעשים וארטיפקטים – פילטרים לינאריים ומודל רעש.

סקירת היבטי הפעלת מכשור רפואי בבתי חולים ובקהילה. מבנה ותפעול מחלקה להנדסה רפואית בבית חולים ואצל מבטח (קופ"ח). הכרת בסיסית של מבנה רשויות בריאות בעולם ומערכות הבריאות בהן הן פועלות: ארה"ב ו – FDA, MHRA בבריטניה.

שילוב בין מערכות ההנדסה הרפואית למערכות לתשתיות רפואיות ולמידע ומחשוב. מידע רפואי (Medical Informatics), מערכות ביו-רפואיות משולבות מחשב (דיאגנוסטיקה, טיפול ומעקב). תקני אבטחת מידע בכלל ותקני אבטחת מידע רפואי בפרט: ISO 27001, ISO 27002 ISO 27799, חוזר מנכ"ל משרד הבריאות בישראל 3/15 "הגנה על מידע במערכות ממוחשבות במערכת הבריאות", דרישות HIPAA ו – SCO2. תהליכי רכש מכשור רפואי, אחריות יצרני ציוד ו/או תוכנה לשימושים רפואיים. תחזוקת ציוד רפואי. נושאים בארגון ארכיב רפואי, מערכות תקשורת, הליך קבלת החלטות, שיקולי עלות-תועלת (Cost-Effectiveness) בפיתוח, רכישה והפעלת מכשור ביו-רפואי.

הערכת טכנולוגיות רפואיות: גישת PMA לעומת גישת ME TOO. גישות ריכוזיות (CDRH - FDA) ומבוזרות (NB אירופאיים). אישורים לציוד IN VITRO: סכימת CLIA בארה"ב.

פיתוח, תקינה ורגולציה של ציוד בעת חירום: EUA

מחזור חיי מכשיר – רעיון, ניסויים טכניים ותקינה: ההבדל בין תקינה ישראלית "רגילה" לתקינה רשמית, סדרת תקני EN60601, ניסויי בע"ח, ניסויי הלסינקי, מעבר לייצור רחב-היקף: GMP ו – 13485ISO, רישום ורישוי של מכשור רפואי, מעקב אחר-שיווק, החזרה מן השוק (RECALL).

ניסויים קליניים: לוגיסטיקה, גישות לפיקוח על ניסויים, מבוא לבדיקת השערות.

סוגיות אתיות מרכזיות בהנדסה רפואית: שימוש חוזר בציוד חד פעמי, חוק החולה הנוטה למות וקציבה מראש של פרק הזמן להנשמה.