دپارتمان بیوالکتریک

گرایش بیوالکتریک

با نگاهی به علم پزشکی درمیابیم که پشت هر پزشک موفق یک مهندس پزشکی و البته یک مهندس بیوالکتریک توانمند ایستاده است.

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.

هدف رشته‌ مهندسی پزشکی بیوالکتریک تربیت‌ متخصصان توانمندی است که از عهده‌ تجهیز، نگهداری‌ و طراحی‌ دستگاه‌های‌ پزشکی‌ برآیند؛ یعنی‌ مهندس‌ بیوالکتریک باید با زمینه‌های‌ پزشکی‌ نیز آشنایی‌ داشته‌ و ‌بتواند دستگاه‌های‌ پزشکی‌ را طراحی‌ کرده‌ و بسازد یا اینکه‌ مسئول‌ سفارش‌ دستگاه‌ از داخل و خارج‌ از کشور باشد. در واقع در این رشته شما یک مهندس الکترونیکی می شوید که در زمینه مهندسی تجربه بسیاری به دست خواهید آورد و همچنین با زمینه ها و دستگاه های پزشکی هم آشنایی کاملی خواهید داشت.

یک مهندس بیوالکتریک ابتدا با گذراندن درس‌های مهندسی برق، با مفاهیم الکترونیک آشنا شده و سپس درس‌های زیست شناختی همچون آناتومی و فیزیولوژی را فرا می‌گیرد. دانشجویان مشغول به تحصیل در این گرایش، با بکارگیری مسائل الکترونیکی و سیستم های کامپیوتری، مشغول به ساخت یا تعمیر تجهیزاتی می شوند که در زمینه تصویربرداری، بررسی علایم حیاتی موجود زنده، نمایان ساختن رویدادهای فیزیولوژیکی، زیست شناسی و پردازش و تبدیل آن به سیگنال های قابل اندازه گیری به‌کار گرفته می‌شوند. همچنین دانشجویان با مدارهای الکتریکی و تکنیک های بکار رفته در تجهیزات پزشکی مانند سیستم های تصویربرداری، سیستم های پرتوپزشکی، سیستم های بکار رفته در اتاق عمل و بخش های CCU و ICU و تجهیزات الکتریکی که در بدن بکار می روند، سروکار دارند.

شاخه های گرایش بیوالکتریک

گرایش بیوالکتریک در مهندسی پزشکی یکی از گسترده ترین حوزه های تحقیقاتی در بین گرایش‌های درون دانشکده ای می باشد. ازحوزه های تحقیقاتی این گرایش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پردازش سیگنال های حیاتی: یکی از وسیع ترین مباحث در فعالیت های گرایش بیوالکتریک پردازش علائم حیاتی است. سیگنال های حیاتی یک بخشی از پردازش سیگنال است که خیلی از گرایش های مهندسی خصوصا مهندسی مخابرات الکترونیک این مبحث را مطالعه می کنند. اما به خاطر اینکه سیگنال در کارهای پزشکی ویژگی های خاص خودش را دارد توجه کردن به یک سری نکات خاص در پردازش سیگنال های حیاتی الزامی است و باعث به وجود آمدن این مبحث به صورت ویژه شده است. در همه موارد ثبت سیگنال داده که گرفته می شود نویز دارد که لازم است قبل از اینکه روی آن کار شود موارد مزاحم حذف شود به همین علت بهبود کیفیت سیگنال از قسمت های مهم در پردازش سیگنال است. از زیرشاخه‌های مهم پردازش سیگنال های حیاتی، می توان به تشخیص خودکار بیماری‌ها، فشرده سازی سیگنال‌های حیاتی، تشخیص ویژگی‌های حیاتی، اعمال ارادی و ارسال فرامین به اندام های مصنوعی و کاربردهای خاص اشاره نمود.

• پردازش تصاویر پزشکی: تصاویر پزشکی از مهمترین وسایل تشخیصی پزشکی هستند که به صورت دو بعدی و سه بعدی از بدن انسان گرفته میشوند و قسمت بزرگی از تحقیقات به آن ها اختصاص داده می شود که شامل روش های مغناطیسی، پزشکی هسته ای، اولتراسوند و تصویربرداری با اشعه ایکس میباشند.

  باید توجه داشت که این تصاویر بدست آمده خام هستند و قابل استفاده نیستند و باید روی آن ها پردازش هایی صورت گیرد.

• پردازش صوت و گفتار: در گرایش بیوالکتریک، تلاش می‌شود تا با پردازش صوت و مدلسازی دستگاه صوتی مشابه دستگاه صوتی انسان و همچنین دستگاه شنوایی به طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات تشخیصی مثل شنوایی سنجی و تجهیزات مشابه آن بپردازند و با ثبت و پردازش سیگنال‌های برانگیخته‌ی شنوایی بتوانند اعضای مصنوعی شنوایی مثل حلزون مصنوعی گوش را بسازند که به کمک افراد لال و یا دارای مشکلات حاد گفتاری بیایند. به صورت دستگاه‌های کمکی همراه محلول یا کمک درمانی عمل می کند

• مدل سازی سیستم های بیولوژیک: از مدلسازی در بخش‌های مختلف بیوالکتریک استفاده‌های بسیاری می‌شود که از مهم‌ترین آنها می‌توان به پردازش سیگنال‌ها و تصاویر بیولوژیکی اشاره کرد. مدلسازی سیستم‌های بیولوژیک از مدلسازی کمی و کیفی یک سلول تا مدلسازی سیستم اعصاب مرکزی انسان، یعنی مغز را شامل میشود. از نمونه‌های پرکاربرد این مدلسازی‌ها می‌توان به مدلسازی مغز، مدلسازی نخاع و اعصاب، مدلسازی ماهیچه‌های چشم، مدلسازی کبد و دیگر اعضای بدن اشاره کرد که خدمت بزرگی به علم پزشکی کرده‌ است.

• طراحی بخش های الکترونیکی و کنترل اندام مصنوعی: از بخش های مهم و تخصصی رشته مهندسی پزشکی طراحی و ساخت اندام مصنوعی است. برای ساخت یک عضو مصنوعی، یک مهندس بیومکانیک برای تحلیل‌ و طراحی و ساخت بخش‌های مکانیکی اندام‌های مصنوعی و مهندس بیومواد جهت انتخاب مواد مناسب این عضوها برای سازگاری با سایر اندام‌های بدن همکاری می‌کنند. این عضو ساخته شده برای حرکت و دستور گرفتن و انجام دستور به مدارات الکتریکی که مشابه سیستم عصبی انسان عمل کند و نیز سنسور هایی که بازخورد عملکرد عضو را نشان دهند، نیاز دارد که در اینجا اهمیت مهندس بیوالکتریک نمود پیدا می‌کند. علاوه بر موارد مربوط به ساخت اعضای مصنوعی، طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات توانبخشی نیز در این دسته قرار میگیرند.
  

توانایی های مهندس بیوالکتریک

• پردازش تصاویر پزشکی و سیستم های تصویربرداری
• طراحی سیستم های گفتار درمانی
• ساخت وسایل توانبخشی و طراحی بخش های الکترونیکی و کنترل اعضاء و اندام مصنوعی
• طراحی سیستم های مانیتورینگ بیمارستان و ساخت و طراحی سیستم های آزمایشگاهی پزشکی
• پردازش علائم حیاتی
• مدلسازی سیستم های بیولوژیک
• نصب، تنظیم و نگهداری، تعمیر یا پشتیبانی فنی تجهیزات

گرایش بیوالکتریک در ایران

یک مهندس پزشکی گرایش بیوالکتریک در ایران، می‌تواند در زمینه‌های زیر فعالیت داشته باشد:

دانشگاه‌های دارای گرایش بیوالکتریک در ایران

• دانشگاه صنعتی شریف
• دانشگاه تهران
• دانشگاه صنعتی امیرکبیر
• دانشگاه اصفهان
• دانشگاه شهید بهشتی
• دانشگاه تبریز
• دانشگاه شیراز
• دانشگاه کرمانشاه