1. سلام میهمان گرامی


    با سلام ، به انجمن حرفه ای ها خوش آمدید ، برای استفاده از حداکثر امکانات انجمن ( ارسال مطلب ، قابلیت آپلود فایل ، وبلاگ ، گالری تصویر اختصاصی ، بازیکده ، فروشگاه ، چت و صد ها امکانات دیگر ) و دریافت آخرین مطالب و فایل ها و داشتن مجوز دسترسی بیشتر می توانید به صورت رایگان در انجمن عضو شوید و از امکانات فراوان و نامحدود آن استفاده کنید ثبت نام در انجمن بسیار آسان و در کمتر از 30 ثانیه امکان پذیر است در ضمن انجمن و مدیران آن و سیستم های هوشمند آن از هویت شما حفاظت و امنیت شما .را برقرار می کنند در صورتی که قبلا عضو شده اید هم اکنون وارد حساب کاربری خود شوید ، با تشکر از شما کاربر گرامی

    عضویت/ورود انجمن        آموزش و کمک

FAQ گرایش‌ های رشته مهندسی پزشکی ( بیوالکتریک ، بیومکانیک‌ ، بیومواد ، بالینی )

شروع موضوع توسط fnazari 30/5/19 در انجمن مهندسی پزشکی

    • عضو تازه وارد

    fnazari عضو تازه وارد

    تاریخ عضویت:
    9/1/17
    تعداد ارسال ها:
    9
    تشکر شده:
    0
    امتیاز:
    14
    جنسیت:
    زن
    Ratings Received:
    +0 / 0 / -0
    نام و نام خانوادگی:
    Nazari
    کشور محل اقامت:
    Iran
    شهر محل اقامت:
    Mashhad
    رشته ی تحصیلی:
    نرم افزار
    زمینه تخصص:
    برنامه نویسی
    گرایش‌ بیوالکتریک
    هدف‌ این‌ رشته‌ تربیت‌ متخصصانی‌ است‌ که‌ بتوانند از عهده‌ تجهیز، نگهداری‌ و طراحی‌ دستگاه‌های‌ پزشکی‌ برآیند؛ یعنی‌ مهندس‌ الکترونیک‌ مجربی‌ باشند که‌ با زمینه‌های‌ پزشکی‌ نیز آشنایی‌ داشته‌ و ‌بتوانند دستگاه‌های‌ پزشکی‌ را طراحی‌ کرده‌ و بسازند یا اینکه‌ مسؤول‌ سفارش‌ دستگاه‌ از خارج‌ از کشور باشند.این گرایش از مهندسی پزشکی دامنه بسیار وسیعی را شامل می شود اما در تعریفی کوتاه ، بیوالکتریک را می توان علم استفاده از اصول الکتریکی ، مغناطیسی و الکترومغناطیسی در حوزه پزشکی دانست ؛ همچنین الگوبرداری از سیستم های بیولوژیکی در طراحی های نوین مهندسی نیز در حیطه این علم قرار دارد . در واقع یک مهندس بیوالکتریک علاوه بر این که به تمام گرایشهای مهندسی برق (به ویژه گرایش الکترونیک در مقطع کارشناسی و گرایشهای کنترل و مخابرات در مقاطع بالاتر) با دیدگاهی از حوزه علم خود نظر دارد ، از برخی از شاخه های مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات نیز در حیطه علم مهندسی پزشکی یاری می جوید .
    اهم حوزه هايی که یک مهندس بیوالکتریک در آن فعالیت می کند عبارتند از :
    پردازش سيگنال هاي حياتي :
    پردازش علائم حياتي يكي از گسترده‌ترين مباحث موجود در فعاليت‌هاي گرايش بيوالكتريك است. اين مبحث در واقع بخشي از مبحث كلّي ”پردازش سيگنال“ است كه مورد بررسي و استفاده بسياري از گرايش‌هاي مهندسي، به ويژه مهندسي مخابرات و الكترونيك مي‌باشد، امّا بنا به ماهيت خاص سيگنال مورد پردازش دركارهاي پزشكي، توجه به نكات خاصي در پردازش سيگنال‌هاي حياتي الزامي است كه به اين مبحث موجوديت خاص و ويژه‌اي داده است. همچنین در تمامي موارد ثبت سيگنال، دادة اخذ شده داراي نويزها و آرتيفكت‌هاي مختلف است كه لازم است قبل از هر كاري بر روي سيگنال، اين زوايد از آن حذف شوند. از این رو مبحث حذف نويز، يا در حالت كلي‌تر، بهبود كيفيت سيگنال از جمله مباحث مهم در پردازش سيگنال است .
    پردازش تصاوير پزشكي و تصويربرداري :
    تصاوير پزشكي با توجه به آنكه وضعيت بدن را به صورت دو بعدي و حتي سه بعدي (بوسيله كامپيوتر) نشان مي‌دهند، يكي از مهمترين وسايل تشخيص براي پزشكان هستند كه همواره بخش عظيمي از تحقيقات را به خود اختصاص داده‌اند. سيستمهاي تصوير برداري را مي توان به گروههاي زير تقسيم كرد : • روشهاي اشعه ايكس (راديوگرافي، فلوئورسكوپي و CT) . • روش مغناطيسي MRI . • پزشكي هسته‌اي (Nuclear Medicine) . • روش‌هاي ماوراء صوت . تصاوير حاصله در روشهاي فوق عموماً و به صورت خام قابل استفاده نيستند، لذا پردازشهاي وسيع و گسترده‌اي روي آنها صورت مي‌گيرد كه عموماً شامل موارد زير است : • پردازش تصاوير و استخراج اطلاعات موثر در تشخيص و يافتن مواضع مورد توجه (ROI) . • بازسازي تصاوير در كامپيوتر به صورت سه بعدي و درونيابي اطلاعات جهت توليد برشهاي لازم از ارگان تحت تصوير برداري . • حذف نويز، اختصاص رنگ و در كل ارتقاء كيفيت تصوير .
    پردازش صوت وگفتار و طراحي سيستم هاي گفتار درماني :
    گفتار يکي از علايم بسيار مهم زيستي است که از هوشمندترين موجود روي زمين، يعني انسان صادر مي‌گردد. با توجه به توسعة وسيع سيستم‌هاي کامپيوتري و اهميت روزافزون انواع پردازش‌های صوتی و گفتاری در جهان امروز و ارتباط تنگاتنگی که ويژگي‌های گفتار توليد شده با خصوصيات آناتوميک و عصبي دستگاه توليد گفتار و همچنين چگونگي عملکرد سيستم اعصاب مرکزي او دارد، اهميت پرداختن به اين مقولة پرکاربرد مهندسي در دانشکدة مهندسي پزشکي ظاهر مي‌گردد. البته علائق و نوع رويکرد برخورد با مسائل مهندسي در اين دانشکده باعث تفاوت‌هاي پايه‌ای و اصولي در نوع برخورد با اين مسئله نسبت به دانشکده‌هائي مثل برق يا کامپيوتر و رشته‌هائي مثل مخابرات و کامپيوتر شده‌است. در آن جا معمولاً به سيگنال گفتار به صورت يک سيگنال عادی که حاوي اطلاعاتی است که بايد به هر صورت ممکن از آن استخراج گردد، نگاه مي شود در حاليکه در دانشکدة مهندسي پزشکي، محققين در پي دنبال کردن مسئله و مدلسازي آن به صورتي هستند که تا حد ممکن با اصول عملکرد جهاز صوتي و مبانی زيستی توليد گفتار در انسان هماهنگي داشته باشد و سعي مي‌نمايند از روش‌هاي استخراج ويژگي و مدل‌هائي استفاده کنند که به روش‌های زيستي انساني نزديکتر باشند
    موارد ديگر مربوط به اين رشته، طراحي و ساخت وسائل و تجهيزات تشخيصی مثل شنوائي سنجي و ثبت و پردازش سيگنال‌های برانگيختة شنوائي، انجام پردازش های لازم در اعضای مصنوعي شنوائي مثل حلزون مصنوعي گوش و ساخت دستگاه‌هائي است که به کمک افراد لال و يا داراي مشکلات حاد گفتاري بيايند و به صورت دستگاهي کمک همراه معلول و يا کمک درمان او عمل نمايند.
    مدلسازي سيستم هاي بيولوژيک :
    مطالعه، تحليل و مدلسازي سيستم‌هاي بيولوژيکي در عين اينکه راهگشاي پيشرفت فني و علمی در ديگر شاخه های رشتة بيوالکتريک مي باشد، به صورت ايده بخشي قوي برای انجام ابداعات در شاخه‌هاي ديگر علوم مهندسي مثل رشتة پردازش سيگنال، مخابرات و کنترل عمل مي‌کند. اهميت اين شاخه از گرايش بيوالکتريک از زيربنائي بودن آن براي ديگر شاخه‌های اين گرايش نشأت مي‌گيرد. سيستم هاي بيولوژيک دارای ساختارهاي فيزيولوژيک و کنترلي بسيار پيچيده و کارآ ميباشند. تحليل و مدلسازي کيفي و کمّي آنها در اکثر موارد فاصلة فوق‌العاده‌ای نسبت به آنچه که در واقع است، مي‌گيرد، ولي حرکت در اين جهت علاوه بر اينکه به مدل‌هائي مهندسي منجر مي‌شود که قابل استفاده در بخش‌هاي ديگر مهندسي بيوالکتريک هستند، ايده بخش ابداع روش‌هاي قوي تر در شاخه‌های ديگر مهندسي نيز ميباشد. برای مثال مدل‌هاي مهندسي مثل شبکه‌هاي عصبي مصنوعي و بسياری از پردازشگرها و کنترلرهاي هوشمند، ايدة اولية خود را از چگونگي عملکرد سيستم‌هاي بيولوژيک و زنده اخذ نموده‌ و مي‌نمايند. مدلسازي سيستم‌هاي بيولوژيک محدود به دايرة خاصي نيست و از مدلسازي کمّي و کيفي يک سلول تا مدلسازي سيستم اعصاب مرکزي انسان، يعني مغز، ادامه مي‌يابد. از آن ميان، به عنوان مثال مي‌توان به موارد پرکاربرد زير اشاره نمود: • مدلسازي عضلات و سيستم عصبی محرک آنها • مدلسازي نخاع • مدلسازي قشرهاي حرکتي مغز. • مدلسازي نواحي ديداري، شنيداري و ادراکي مغز. • مدلسازي عقده‌هاي درون مغزي که اِشکال در آنها به بيماري‌هائي مثل پارکينسون منجر مي‌گردد. • مدلسازي مخچه و چگونگي اجراي حرکات و ادراکات مهارتي • مدلسازي چشم و سلول‌هاي عصبي بينائي • مدلسازي سيستم توليد گفتار و شنوائي به صورت حلقه باز و حلقه بسته • مدلسازي سيستم تنظيم فشار خون، ضربان قلب و ميزان الاستيسيتة رگ‌ها • مدلسازي سيستم تنظيم درجة حرارت بدن علاوه بر استفاده‌هاي فراوان مهندسي که اين مدل‌هاي رياضي (و يا حتي در مواردي کيفي) دارند، در موارد درماني خاص نيز مي‌توان از آنان بهره گرفت . براي مثال اگر مدل نسبتاً مناسبي از يک سيستم مهم بدن مثل سيستم تنظيم فشار خون محاسبه شود، مي‌توان اثرات اعمال داروهاي مختلف کاهش يا افزايش فشار خون را در دوزهاي مختلف و فواصل و نرخ اعمال دارو را بدون اينکه خطري برای کسي داشته باشد توسط رايانه، با استفاده از برنامه‌هاي شبيه سازي که در آن از مدل رياضي ساخته شده برای آن سيستم استفاده شده است، آزمايش نمود.
    طراحي بخش هاي الکترونيکي و کنترل اعضاء و اندام مصنوعي :
    از بخش های مهم و تخصصی رشتة مهندسي پزشکي طراحي و ساخت اندام مصنوعي است. در اين راه علاوه بر تخصص‌های بيومکانيک جهت طراحي و ساخت بخش‌های مکانيکي اندام مصنوعي و بيومواد جهت سازگار ساختن آنها با ويژگي‌ها و حساسيت‌های اندام طبيعي که در مجاورت آنها قرار مي‌گيرند، در مواردي که اندام مصنوعي از نوع فعال هستند، نيازمند مدارات الکتريکي، الکترونيکي و ديجيتالي ميباشند. از اين نوع اندام مصنوعي برای مثال مي‌توان از دست و پاي مصنوعي فرمان‌پذير، حلزون مصنوعي گوش و چشم مصنوعي نام برد که همگي از فن‌آوري‌های بسيار پيشرفتة روز استفاده مي‌کنند. طراحي و ساخت اين گونه وسايل، يکي از جالب‌ترين و مهم‌ترين بخش‌هاي فني و پژوهشي مربوط به گرايش مهندسي بيوالکتريک است. به عنوان مثال در طراحي بخش‌هاي کنترلي "دست سيبرنتيک" که از طرح‌هاي ملي اجرا شده در دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر است، که در واقع يکنوع دست مصنوعي قابل کنترل ارادي، جايگزين دست قطع شدة معلولين مي‌باشد، ابتدا از سخت‌افزارهاي دريافت و تقويت سيگنال‌هاي “EMG” جهت ثبت علايم مذکور از عضلات سالم معلول استفاده مي‌شود و سپس حجم وسيعي از پردازش‌ها و طبقه‌بندي‌هاي هوشمند سيگنال‌هاي “EMG” جهت آشکارسازي جهت ارادة فرد معلول و يافتن حرکت مورد نظر او به کار گرفته مي‌شوند. در ادامه، روش‌هاي پيشرفته و غير خطي کنترلي توسط سيستم‌های ميکروپروسسوري، جهت تحقق صحيح آن حرکت در شرايط بسيار متغير دست مثل بارگذاري متغير و زواياي مختلف اجزاي متصل آن که توليد سيستمي بسيار غير خطي مي‌کنند، پياده سازي مي‌شوند. مشاهده مي گردد که بخش وسيعي از دانش فني سخت‌افزاري و نرم‌افزاري برای طراحي و ساخت اعضاي مصنوعي مختلف لازم هستند که باعث وسيع شدن دايرة عملکرد اين بخش ميگردند. علاوه بر موارد مربوط به ساخت اعضاي مصنوعي، طراحي و ساخت وسايل و تجهيزات توانبخشي را نيز مي‌توان در اين دسته قرار داد. از اين ميان ميتوان به تجهيزاتي مثل سيستم “FES” يا تحريک الکتريکي عضلات افراد قطع نخاع جهت حرکت دادن مصنوعي آنها اشاره کرد، و يا تجهيزات الکتريکی و الکترونيکي توانبخشی که دايرة وسيعي از وسايل را شامل مي‌گردند و جهت بازيابي توانائي فيزيکي اعضاي صدمه ديده به کار مي‌روند.
    ثبت سيگنال هاي حياتي و طراحي سيستم هاي مانيتورينگ بيمارستاني :
    اين بخش مربوط به طراحي و ساخت وسايلي جهت ثبت داده‌ها و علائم حياتي از بيمار می شود. با توجه به توانايي‌ها و گسترش روزافزون فن‌آوري ديجيتال، اين سخت افزارها غالباً به كامپيوتر متصلند و لذا توليد مدارهاي واسط مناسب بوسيلة فن‌آوري روز يكي از زير مجموعه‌هاي مهم تحقيقاتي در اين مقوله محسوب مي‌شود. با توجه به حجم بسيار بالاي استفاده از تجهيزات مانیتورینگ و ثبت داده در محيط‌هاي بيمارستاني، از جمله اتاق های عمل، آي‌سي يو، سي‌سي‌يو و آزمايشگاه‌هاي ثبت نوارهاي قلبي و مغزي، اهميت اقتصادي توليد چنين تجهيزاتي آشکار مي‌گردد و ارزش کار مهندسي و تحقيقاتي بر روي اين گونه وسايل را نشان مي‌دهد.
    طراحي و ساخت سيستم هاي درماني و آزمايشگاهي پزشکي :
    در اين بخش تجهيزات فراواني وجود دارد كه برخلاف موارد بيان شده كه در تشخيص كاربرد داشتند، در درمان بيماريها كاربرد دارند و با وجود نياز فراوان به آنها در نقاط مختلف كشور، تا كنون در كشور ساخته و به صورت عمده عرضه نشده‌اند. محققان و متخصصان بيوالكتريك قادرند به ساخت اينگونه تجهيزات و يا تا حدامكان توليد داخل نمودن آنها اقدام نمايند. مواردي از اين دست را مي‌توان به شرح زير ذكر كرد: سنگ شكنهاي كليه تجهيزات فيزيوتراپي و كايروپراكتيك تجهيزات راديوتراپي ليزرها
    علاوه بر موارد فوق ، می توان به امکان فعالیت مهندسان بیوالکتریک در حوزه های گسترده ای نظیر: • طراحی بانکهای اطلاعاتی پزشکی ، • طراحی سیستم های مورد نیاز در مانیتورینگ و یا جراحی بیمار از راه دور، • ایجاد شبکه های تبادل اطلاعاتی بین مراکز آموزشی-درمانی و بیمارستانهای کشور جهت کنترل بیماریهای مسری ، انتقال بیماران و ...
    اشاره کرد که نیازمند همکاریهای بین بخشی گسترده ای در سطح کشور می باشد. همچنین با توجه به نقش اساسی تجهیزات پزشکی در ارتقاء شاخصهای بهداشت عمومی ، و در نظر داشتن این مطلب که سالانه صدها میلیون دلار صرف خرید این تجهیزات برای بیمارستانهای کشور می شود، استفاده از مشاوره علمی و فنی مهندسان پزشکی در سفارش و خرید این تجهیزات، موجب کاهش هزینه های احتمالی ناشی از معیوب بودن دستگاه و یا ناکارآمدی آن می شود. گفتنی است به علت عدم تعریف جایگاه مهندسان این رشته در نمودار سازمانی بیمارستانهای کشور ، متأسفانه هزینه های سنگینی به بخش درمان تحمیل می شود؛ به عنوان مثال ، دستگاهی به قیمت گزاف از شرکتهای واسطه ای که معمولا تخصص ویژه ای در حوزه مهندسی پزشکی ندارند، خریداری می شود، در بیمارستان به علت عدم آشنایی پرسنل با جزئیات فنی دستگاه و نگهداری آن و یا به هر دلیل دیگری، دستگاه دچار اشکال فنی می شود، حال یا به گورستان این تجهیزات در بیمارستانهای کشور منتقل می شود و یا با صرف هزینه های غیر واقعی که از سوی شرکت سازنده درخواست می شود اقدام به تعمیر دستگاه مورد نظر می شود. از این رو حضور مهندسان پزشکی به عنوان مسئول فنی و مهندسی در بیمارستانها ، و آموزش تکنسینها توسط ایشان جهت نگهداری و تعمیر تجهیزات، می تواند موجب صرفه جویی های اقتصادی و تضمین هر چه بیشتر سلامت بیماران شود .

    گرایش‌ بیومکانیک‌

    دانشجوی‌ مهندسی‌ پزشکی‌ گرایش‌ بیومکانیک‌ با به‌ کارگیری‌ مفاهیم‌ مکانیکی‌ در زمینه‌های‌ پزشکی‌ آشنا می‌شود. اهمیت‌ این‌ رشته‌ زمانی‌ آشکار می‌شود که‌ بدانیم‌ جلوه‌های‌ مختلف‌ انسانی،‌ جنبه‌های‌ مکانیکی‌ قوی‌ دارد. مثلاً در ساخت‌ دست‌ یا پای‌ سیبرنتیکی‌ و قلب‌ مصنوعی‌ باید یک‌ متخصص‌ بیومکانیک‌ در مورد نحوه‌ حرکت‌ اندام‌های‌ یاد شده‌ نظر بدهد. همچنین‌ در زمینه‌ سازگاری‌ محیط‌ صنعتی‌ و غیرصنعتی‌ با بدن‌ انسان‌ علم‌ بیومکانیک‌ نقش‌ مهمی‌ را ایفا می‌کند.تقريباً در اوايل دههُ 70 ميلادی ، جامعهُ بين المللی واژه "بيو مکانيک" را برای دانش مطالعه سيستم های حياتی از ديد مکانيکی انتخاب نمود. بيو مکانيک از ابزار مکانيک برای مطالعات آناتوميکی و بررسی کارکرد اندام حياتی استفاده می کند. ااين علم طيف گسترده ای را از مطالعه تئوری تا کاربردهای عملی می پوشاند. مطالعه کامل مکانيک شامل دو موضوع اساسی می باشد: استاتيک، که مطالعه اجسامی است که، در اثر نيرويی که بر آن ها ااعمال می شود، در حال سکوني يا وضعيت تعادل باقی می‌مانند و ديناميک، که مطالعه اجسام متحرک است. ديناميک را به نوبه خود می توان به زير گروه های سينماتيک و سينتيک تقسيم بندی نمود. سينماتيک را می توان علم حرکت ناميد، زيرا ااين علم، در مورد روابطی بحث می کند که مابين جابجايی ها، سرعت ها و شتاب ها در حرکت انتقالی و دورانی وجود دارند. اين علم با نيروهای درگير کاری ندارد بلکه فقط به توصيف حرکت ناشی از آن ها می پردازد. سينتيک در مورد اجسام متحرک و نيروهايی بحث می کند که عمل می نمايند تا ايجاد حرکت کنند. برای روشن شدن اين مطلب که مطالب مکانيکی فوق را چگونه در مورد بيومکانيک به کار می بريم، می توان به موارد زير اشاره کرد : Eberhort و همکارانش(1954)،در تحقيق های خود در رابطه با حرکت انسان، ابتدا سينماتيک قدم زدن را مورد بحث قرار دادند و جابجايی های قطعات بدن را در سه صفحه مختصات اصلی توصيف نمودند که اين جا بجايی ها شامل تا کردن و باز کردن ران و ساق پا، چرخش لگن و... بود. سپس آن ها سينتيک قدم زدن را با تحليل نيروهای ماهيچه ای و هم چنین نيروهای گرانشی و عکس العمل سطح، يعنی تمام نيروهایی که برای فشار بدن به طرف جلو و کنترل جابجايی قطعه ای بدن لازم بودند، بررسی کردند. (Dillman(1971، سينماتيک و سينتيک حرکت تاب خوردن پا را در طول دويدن، مطالعه کرد. در حالی که(plangenhoef (1968 روش مطالعه ديناميک را با استفاده از يک کامپيوتر پيشنهاد نمود. در حال حاضر صدها مطالعه و بررسی مربوط به استاتيک و ديناميک فعاليت های بدن، ارائه و منتشر گرديده است.با وجود آنکه بيومکانيک از لحاظ انجمن های رسمی بين المللی دانش نوينی به حساب می آيد اما تاريخچه پيدايش و ادامه حيات آن چيز ديگری را نشان می دهد : در بررسی هايی که در مطالعات ارسطو در قرن 14 پيش از ميلاد صورت گرفته است، مشخص شده که وی قصد داشته تا با استفاده از تحليل های هندسی، کارکرد ماهیچه ها را در توليد حرکت حيوانات توصيف کند. حدود 2000 سال بعد، لئوناردو داوينچی (1519-1425 بعد از ميلاد) در نقاشی های آناتوميکی معروفش، مکانيک ايستادن، راه رفتن و پريدن را تشريح کرد و گاليله(1643-1564بعد از ميلاد) حدود صد سال بعد اولين تلاش ها را برای آناليز رياضی کارکردهای فيزیولوژيکی انجام داد. به خاطر تلاش های پيشگامانه(william Harvey (1657-1578 در تعريف آناتوميکی سيرکولاسيون خون در بدن، او را پدر مكانيك سيالات زيستي (biofluid) مدرن مي دانند.Alfonso Borelli را نيز به خاطر فعاليت های گسترده اش در زمينه تفسير و توضيح نيروهايی که توسط ماهيچه توليد می شود، نقش استخوان ها به عنوان محور و ارتباط تنگاتنگ سيستم استخوانی با ماهيچه ها، پدر مکانيک جامدات زيستی(biosolid)قلمداد می کنند. ازاولين متوني كه به بررسي كمي بيومكانيك راه رفتن و آناليز گيت (gait) مي پرداخت، مي توان به كتابDe Muto Animalum نوشتۀ Borelli اشاره كرد. وي شاگرد گاليله بود و در كارهايش از نتايجي كه گاليله در مطالعات خود به دست آورده بود براي پيشبرد اهدافش در زمينه مطالعه بيومكانيك استفاده نمود.كارهاي اين پيشگامان در زمينه بيومكانيك توسط افراد بزرگي نظير Isaac Newoton (1727-1642) ، Danie Bernoulli(1782-1700) ، Jean.L.M Poiseuille (1869-1799 ) ، Thomas Young و بسياري ديگر پيگيري شد. بررسي تمام فعاليت ها و اقدامات اين افراد در زمينه بيومكانيك نياز به فضايي بسيار زياد براي توضيح دارد كه در اين بحث نمي گنجد. اما با نگاهي گذرا به اين اسامي قوانين معتبر علوم فيزيكي و مهندسي به ذهن مي آيد. براي مثال معادله برنولي در هيدروديناميك، مدول يانگ در تئوري الاستيسيته، معادله پويسوله براي سيالات و... . براستي اولين جرقه ها براي بيان اين قوانين و معادلات از كجا آغاز شد؟ از بررسي سيستم هاي صنعتي !!!؟ بسياري از اين قوانين و معادلات از مطالعات فيزيولوژيكي و پزشكي براي بررسي و تشريح ساختار و كاركرد سيستم هاي حياتي نشأت گرفته اند. اما نكته بسيار مضحك در اين زمينه، اين است كه تأثير اين قوانين بر پيشرفت صنعت بيش از اثري بود كه مطالعات فيزيولوژيك گذاشتند. اين امر ضرورت وجود شاخه اي از علوم مهندسي به نام مهندسي پزشكي را به خوبي روشن مي كند. دانشي كه امروزه در سرتاسر دنيا به صورت گسترده اي مورد توجه قرار گرفته است. اما سوالي كه ممكن است در اين قسمت مطرح شود اين است كه وارد كردن علم مكانيك در حوزه مباحث زيستي و حياتي چه ثمري دارد؟ و اگر علمي به نام بيومكانيك وجود نمي داشت، چه اتفاقي رخ مي داد؟ براي پاسخ به اين گونه سؤالات و روشن شدن ضرورت وجود دانش بيومكانيك چند مثال مي زنيم: رشد و نمو در انسان از آغاز تولد شروع مي شود و به صور مختلفي در بخش هاي متفاوت بدن، در تمام طول حيات ادامه مي يابد. نيروهاي مكانيكي مي توانند اثر عمده اي بر رشد بدن ايجاد كنند. نيروهاي عمود بر بدن به آن اجازه مي دهند تا به يك روش نمونه رشد كند. براي مثال ساختار داخلي كلي استخوان عمدتاً با تعداد دفعات بارگذاري بر روي استخوان كنترل مي شود. حال فرض كنيد در زمان رشد سريع، نيروهايي غير طبيعي بر بدن وارد شود، اين مسئله مي تواند منجر به الگوهاي رشد غير عادي شود. اگر بتوانيم تعيين كنيم كه يك تغيير شكل چگونه ايجاد شده يا مي شود، قادر خواهيم بود تا نيروهاي تغيير شكل دهنده را رفع كنيم و نيروهايي را به كار بريم كه مي توانند فرآيند را معكوس نموده و آن را تصحيح نمايند. درمان بسياري از تغيير شكل هاي مادرزادي و غيرمادرزادي توسط ابزارآلات توانبخشي نظير ارتزها، نمونه هايي براي فهم اصول بيومكانيكي به كاررفته در رشد و نمو مي باشند. از زماني كه رونگتن اشعه ايكس را به صورت اتفاقي كشف نمود تا به امروز تحقيقات و مطالعات فراواني بر روي تجهيزات و روش هاي تشخيصي در پزشكي انجام گرفته است. بسياري از اين روش ها بر مبناي خواص مكانيكي بافت هاي مختلف بدن صورت گرفته است. يكي از جديد ترين بررسي ها در اين زمينه " الاستوگرافي" است. الاستوگرافي با استفاده از تكنيك امواج فرا صوتي (Ultrasound) ميزان سختي و سفتي بافت ها را تصوير مي كند. تفاوت ميزان سختي در بافت هاي سرطاني نسبت به بافت هاي اطرافشان باعث بروز كنتراست در تصوير حاصل مي شود و تشخيص سرطان (خصوصاً در سرطان سينه و پروستات) را براي پزشك به سادگي ممكن مي كند. اين مثال نيز كاربرد بيومكانيك را در مددرساني به رشته پزشكي به خوبي روشن مي كند. از اين دست مثال ها به فراواني مي توان در زندگي روزمره انسان ها، در محيط كار و زندگي مشاهده كرد. در يك محيط كار سالم و امن در درجه اول حفظ سلامت كارگر در محيط كار مطرح مي شود نه ساخت مصنوعات صنعتي. كارگران در محيط كارشان با وسايل مختلفي سروكار دارند كه هر يك مي توانند سلامت آن ها را به مخاطره بياندازد. ارگونومي رشته اي است كه در رابطه با طراحي دستگاه ها، ابزار، تجهيزات و وظايفي مي باشد كه سازگار با ويژگي هاي آناتوميك، فيزيولوژيك، ادراكي، رفتاري و مكانيكي انسان ها هستند. تحليل مكانيكي حركت و وضعيت بدن در طول كار به ارگونوميست اجازه مي دهد تا اعمال غيرايمن و شرايط غير ايمن را تشخيص دهد .

    گرایش‌ بیومواد

    فارغ‌التحصیل‌ گرایش‌ بیومواد با کار مواد مختلف‌ از قبیل‌ پلیمرها، سرامیک‌ها، کامپوزیت‌ها و مواد فلزی‌ در بدن‌ انسان‌ و در تجهیزات‌ پزشکی‌ آشنا می‌شود. رشته‌ي بيومتريال كه يكي از گرايش‌هاي زير مجموعه‌ي مهندسي پزشكي است از حدود 50 سال پيش به عنوان يك زمينه‌ي‌ علمي مطرح شد و همانند ديگر گرايش‌هاي مهندسي پزشكي برپايه‌ي تركيب چند رشته بنا شد. در اين رشته‌ بطور معمول برروي تهيه‌ي مواد گوناگون مصنوعي و طبيعي، طراحي روش‌هاي ساخت و قالب‌گيري نهايي ماده و در نهايت اصلاح مواد براي كاربرد اختصاصي در پزشكي تحقيق صورت مي‌گيرد. توسعه‌ي انواع مدل‌هاي وسايل پزشكي نيازمند انتخاب، ساخت و آزمايش مواد است كه لازمه‌ي آن درك و فهم درست از شيمي و فيزيك مواد و شناخت محيط بيولوژيك بدن است. به عبارت ديگر بايد توجه داشت كه آينده‌ي علم بيومتريال در گرو توانائي ما در فهم كشفيات جديد در شيمي، فيزيك، بيولوژي و پزشكي است. بطور كلي موارد استفاده‌ي بيومتريال‌ها در جايگزيني و تعويض اعضاء و اندام‌هايي از بدن است كه بر اثر بيماري يا آسيب، كاربري خود را از دست داده‌اند تا از اين طريق جراحت يا بيماري اعضاء مذكور التيام پذيرد، كاربري و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاري يا وضعيت غير طبيعي آنها تصحيح گردد. همچنانكه اشاره شد نقش رشته‌ي بيومتريال به طور قابل توجهي تحت تأثير پيشرفت‌هاي بدست آمده در بسياري از زمينه‌هاي پزشكي و مهندسي بوده است. در واقع وظيفه‌ي اصلي يك مهندس بيومتريال بدست آوردن اطلاعات لازم براي حل مسائل عملي و متداول در زمينه‌ي مواد مرتبط با بدن انسان است. بطور مثال از آنجاكه بسياري از اعضاء و بافت‌هاي جايگزين شونده، آسيب ديده و يا بيمار هستند، لذا يك محقق بايد تغييرات سلولي را بشناسد كه منجر به نارسايي عملكرد سلول و رفتار غير معمول آن مي‌گردد. در خيلي از موارد اثر بيومتريال و يا وسيله‌ي پزشكي روي بافت، تنها بعد از در تماس قرار دادن ماده و سلول مشخص مي‌شود و لذا محققان بيومتريال بايد قادر باشند اثرات بيومتريال را روي سلول، بافت و اعضاء ارزيابي كنند. انجام بررسي‌هاي ايمني، نيازمند درك چگونگي واكنش سلول و بافت با ماده كاشتني است. رشته‌ي بيومتريال با توجه به سابقه‌ي طولاني مدت در جايگزيني بافت‌ها توسط مواد طبيعي و يا مواد ساخته‌ي دست بشر بطور چشمگيري در قرن بيستم پيشرفت كرده است. بطوركلي مواد مورد استفاده در بدن را به چهار گروه عمده دسته‌بندي مي‌كنند كه عبارتند از فلزات، سراميك‌ها، پليمرها و كامپوزيت‌ها. در بيومتريال زمينه‌هاي مختلف و رو به رشدي وجود دارد كه از آن جمله مي‌توان به مهندسي بافت، سيستم‌هاي رهايش كنترل شده دارو، اصلاح سطوح مواد، نانوتكنولوژي، بيوسنسورها و . . . اشاره كرد كه هر يك در جايگاه خود خدمات منحصر بفردي در جهت بهبود زندگي انسان ارائه مي‌دهند. لازم به ذكر است كه مهندسي بافت، سيستم‌هاي انتقال دارو و بيوسنسورها از جمله مواردي هستند كه منحصر به رشته‌ي بيومتريال هستند. به عنوان مثال در زمينه‌ي رهايش كنترل شده‌ي دارو اميدهاي زيادي براي درمان يا تسكين بيماري‌هاي خطرناك و صعب العلاجي مانند سرطان، فشار خون و ديابت فراهم گرديده است، يا در زمينه مهندسي بافت ترميم اعصاب قطع شده و جايگزيني غضروف از جمله موارد مورد تحقيق است. با توجه به مطالب آموزش داده شده در طول دوران تحصيل دانشگاهي، بطور خلاصه توانايي‌هاي يك مهندس بيومتريال را مي‌توان بدين صورت برشمرد :
    1. آشنايي كامل با علم توليد و كاربرد مواد شامل پليمرها، فلزات، سراميك‌ها و كامپوزيت‌ها
    2. شناخت كافي در زمينه‌ي برقراري ارتباط مواد با محيط بيولوژيك بدن نظير آناتومي و فيزيولوژي بافت‌هاي مختلف بدن
    3. روش‌هاي اصلاح سطح، پوشش‌دهي مواد و بهينه نمودن خصوصيات سطحي
    4. آشنايي كامل با مبحث مهندسي بافت كه يكي از جديدترين دستاوردهاي بشر براي دستيابي به جايگزين‌هاي مصنوعي است. عمر اين رشته‌ي مهندسي در دنيا كمتر از 20 سال است كه خوشبختانه در ايران نيز تحقيقات گسترده و دامنه‌داري در مورد آن انجام شده است. از آن‌جمله مي‌توان به ساخت داربست‌هاي مهندسي بافت استخوان، غضروف، پوست و . . . توسط دانشجويان دانشگاه صنعتي اميركبير اشاره نمود.
    5. آشنايي با روش‌هاي نوين دارو رساني و انتقال كنترل شده داروها به بدن. به عنوان مثال نحوه‌ي انتقال طولاني مدت داروهاي ضد بارداري (نورپلنت)
    6. شناخت روش‌هاي تخريب پليمرها، خوردگي فلزات و اضمحلال سراميك‌ها
    7. آشنايي با مبحث بيوسنسورها
    8. آشنايي مقدماتي با اصول و عملكرد تجهيزات پزشكي و سيستم‌هاي آن
    از آنجاكه رشته‌ي بيومتريال يك رشته‌ي تازه تأسيس در بسياري از دانشگاه‌هاي جهان است، بنابراين با توجه ويژه به آن مي‌توان حداقل در اين رشته فاصله علمي كشور را با ديگر كشورهاي پيشرو تا حدود زيادي كاهش داد، بويژه در زمينه‌ي نانوتكنولوژي كه از الويت‌هاي مهم بسياري از كشورها و از جمله كشور عزيزمان است. تربيت نيروهاي متخصص متناسب با نياز كشور و طبيعت چند جانبه‌ي اين علم باعث مي‌شود تا متخصصان بيومتريال با جمع كردن جنبه‌هاي مختلف علوم، بهترين راه حل‌هاي عملي را براي مشكلات پزشكي پيدا كنند .

    گرایش بالینی

    به كار گيري تكنولوژي در فرايندهاي بيماري و باليني است . متخصص اين رشته همراه با گروهي متشكل از پزشكان، پرستارها و تكنسين ها يك تيم در ماني را تشكيل مي دهند . مهندس پزشك باليني مسئول خريد، نگهداري ، تعمير، بررسي اطلاعات حياتي و... است. آنها هم چنين تجهيزات مورد نياز پزشكان و بيمارستان را در زمينه هاي خاص،طراحي يا تطبيق مي دهند. تمامي اين موارد مستلزم بهره گيري از سيستم هاي كامپيوتري، به همراه تجهيزات و نرم افزار هاي طراحي شده براي كنترل اين تجهيزات و جمع آوري اطلاعات وتجزيه و تحليل انهاست. مهندس پزشك باليني بايد همواره از آخرين تكنولوژي هاي مربوط به درمان و مراقبتهاي پزشكي بهره گيري كند.

این صفحه را به اشتراک بگذارید