biomechanic

افرادی که در گرایش بیومکانیک رشته مهندسی پزشکی مشغول به تحصیل می شوند با استفاده از تعاریف مکانیکی در زمینه های پزشکی فعالیت خود را انجام می دهند. زمانیکه دریابیم بسیاری از فعالیت های انسانی (چه درون تن چه برون تن) جنبه های مکانیکی دارند، می توان بیشتر به اهمیت این گرایش پی برد. به عنوان مثال دست، پا یا قلب مصنوعی زمانیکه ساخته می شوند، متخصص این رشته باید در مورد نحوه عملکرد آنها اظهار نظر کند. 

در اوایل دهه هفتاد میلادی واژه “بیومکانیک” برای دانش مطالعه سیستم های حیاتی از دید مکانیکی انتخاب شد. این رشته از علم مکانیک برای مطالعات آناتومی و بررسی عملکرد اندام حیاتی استفاده می کند. این علم در زمینه تئوری تا کاربردهای عملی را مورد مطالعه قرار می دهد. 

علم مهندسی پزشکی در واقع بیانگر کاربرد مهندسی در پزشکی از طریق مطالعه ی اصول و عملکرد سیستم های زنده و مدل سازی آن، به کار گرفتن اطلاعات و نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماری ها و همچنین جایگزین کردن اسکلت بندی های صدمه دیده در بدن است. 

رشته بیومکانیک استفاده از مکانیک کلاسیک در زمینه علوم زیستی را مطالعه می کند. پیشرفت این علم باعث ساختن قلب مصنوعی، دریچه‌های قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها وپروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریان ها، مویرگ ها، استخوانها، غضروفها، تاندوها و دیسک های بین مهره‌ای و پیوندهای سیستم اسکلتی – عضلانی بدن شده‌است.

این مطالعات بر دو بخش مهم اشاره دارد که یکی از آن ها استاتیک است که مطالعه اجسامی را شامل می شود که در اثر نیرویی که بر آن ها اعمال می شود، در حالت سکون یا وضعیت تعادل باقی می‌مانند و دیگری دینامیک است که کارش مطالعه اجسام متحرک است. دینامیک را هم میتوان به زیر گروه های سینماتیک و سینتیک تقسیم بندی کرد. سینماتیک علم حرکت است و در مورد روابطی است که بین جابجایی ها، سرعت ها و شتاب ها در حرکت انتقالی و دورانی وجود دارند و به توصیف حرکت ناشی از آن ها می پردازد. سینتیک در مورد اجسام متحرک و نیروهایی است که موجب حرکت میشوند. 

کتاب De Muto Animalum نوشتۀ Borelli  از اولین کتاب هایی است که در مورد این علم نوشته شده است. این نویسنده شاگرد گالیله بود و در کارهایش از نتایجی که گالیله در مطالعات خود به دست آورده بود برای رسیدن به اهدافش در زمینه مطالعه بیومکانیک استفاده نمود.

حتما بخوانید: مهندسی پزشکی چیست؟؟

وقتی که انسان متولد می شود رشد و نمو به صورت های مختلفی در بخش های بدن او اتفاق می‌افتد. نیروهای مکانیکی هم می توانند بر رشد بدن تاثیر داشته باشند. نیروهایی که به صورت عمود بر بدن وارد می شوند به او اجازه میدهند که به یک روش نمونه رشد کنند مثلاً ساختار داخلی استخوان با تعداد دفعات بارگذاری روی استخوان کنترل می شود و اگر در زمان رشد سریع نیروهای غیر طبیعی به بدن وارد شود این الگوی طبیعی رشد را به هم میزند.
با توجه به مواردی که گفته شد اگر مشخص کنیم که تغییر شکل ها چگونه ایجاد شود می‌توانیم نیروهایی که باعث تغییر شکل می شوند را رفع کنیم و از نیروها استفاده بکنیم که این فرآیند را تصحیح می کنند.

وقتی رونگتن اشعه ایکس را کشف کرد تابحال تحقیقات و مطالعات زیادی روی تجهیزات و روش های تشخیصی در پزشکی انجام شده است. خیلی از این روش ها بر اساس خواص مکانیکی بافت های مختلف بدن هستند. یکی از جدید ترین بررسی ها در این زمینه ” الاستوگرافی” است که با استفاده از تکنیک امواج فرا صوتی مقدار سختی و سفتی بافت ها را تصویر می کند. تفاوت سختی در بافت های سرطانی نسبت به بافت های اطرافشان باعث بروز کنتراست در تصویر بدست آمده می شود و تشخیص سرطان (خصوصاً در سرطان سینه و پروستات) را آسان می کند

تعداد واحد ها و سرفصل دروس مهندسی پزشکی بیومکانیک (مقطع کارشناسی)

* تعداد کل واحدها : 140 واحد
* دروس عمومی : 22 واحد
* دروس پایه : 29 واحد
* دروس اصلی : 56 واحد
* دروس تخصصی : 25 واحد
* دروس اختیاری : 8 واحد

دروس تخصصی رشته مهندسی پزشکی (گرایش بیومکانیک)

نام درس

تعداد واحد

نام درس

تعداد واحد

دینامیک در مهندسی پزشکی

3

استاتیک

3

مقاومت مصالح در مهندسی پزشکی

3

ترمودینامیک در مهندسی پزشکی

3

مکانیک سیالات

3

مبانی انتقال حرارت و جرم در سیستمهای حیاتی

3

مبانی بیومکانیک 1

3

مبانی بیومکانیک 2

3

آز بیومکانیک حرکت

1

جمع

25

دروس عمومی رشته مهندسی پزشکی (در کلیه گرایش ها یکسان است)

نام درس

تعداد واحد

نام درس

تعداد واحد

دو درس ازدروس مبانی نظری اسلام

4

ادبیات فارسی

3

یک درس از دروس اخلاق اسلامی

2

زبان عمومی

3

یک درس از دروس انقلاب اسلامی

2

تربیت بدنی 1

1

یک درس ازدروس تاریخ وتمدن اسلامی

2

تربیت بدنی 2

1

یک درس از دروس آشنایی با منابع اسلامی

2

جمعیت و تنظیم خانواده

2

دروس پایه رشته مهندسی پزشکی (در کلیه گرایش ها یکسان است)

نام درس

تعداد واحد

نام درس

تعداد واحد

ریاضی عمومی 1

3

ریاضی عمومی 2

3

معادلات دیفرانسیل

3

فیزیک عمومی 2

3

فناوری اطلاعات

2

آمار و احتمالات

2

برنامه نویسی کامپیوتری

3

شیمی عمومی و آز

4

محاسبات عددی

2

 

 

دروس اصلی رشته مهندسی پزشکی (در کلیه گرایش ها یکسان است)

نام درس

تعداد واحد

نام درس

تعداد واحد

ریاضیات مهندسی

3

شیمی آلی 1

3

زبان تخصصی و اصطلاحات پزشکی

3

مقدمه ای بر مهندسی پزشکی زیستی (بیومواد)

3

مقدمه ای بر مهندسی پزشکی زیستی (بیومکانیک)

3

مقدمه ای بر مهندسی پزشکی زیستی (بیوالکتریک)

3

فناوری اطلاعات پزشکی 1

3

روش تحقیق و سیستمهای اطلاع رسانی پزشکی 

2

حفاظت و ایمنی و استانداردهای عمومی بیمارستانی

3

تجهیزات عمومی بیمارستانی و کلینیک های پزشکی

3

اصول سیستمهای رادیولوژی و تصویرگری پزشکی

3

فیزیولوژی و آز

3

اناتومی

3

فیزیک پزشکی

3

بیوشیمی

2

بیوفیزیک

2

کارورزی

3

جمع

56

دروس اختیاری رشته مهندسی پزشکی- بیومکانیک (دانشجو باید 8 واحد را بگذراند)

نام درس

تعداد واحد

نام درس

تعداد واحد

ارتعاشات

2

کینزیولوژی

3

بیومکانیک استخوان و صدمات استخوانی

3

آز مقاومت مصالح

1

آز بیومکانیک عمومی

1

کارگاه ماشین ابزار و تراشکاری

1

نقشه کشی صنعتی 1

2

آشنایی با روشهای اجزاء محدود در بیومکانیک

2

طراحی و تولید به کمک کامپیوتر

2

اصول فیزیوتراپی و کاردرمانی

3

مبانی مهندسی ورزش

3

مبانی مهندسی توانبخشی

3

مقدمه ای بر رباتیک

2

بیومکانیک بافت

2

ارتز و پرتز

3

بیومکانیک دندان و ارتودنسی

2

ارگونومی و مهندسی عوامل انسانی

3

بیومکانیک راه رفتن

2

آز مکانیک سیالات زیستی

1