مهندسی پزشکی گرایش‌ بیومکانیک‌

افرادی که در گرایش بیومکانیک رشته مهندسی پزشکی مشغول به تحصیل هستند با استفاده از مفاهیم مکانیکی در زمینه‌های پزشکی کار خود را انجام میدهند. وقتتی بدانیم که جلوه های مختلف انسانی جنبه های مکانیکی قوی دارند می‌توان به اهمیت این رشته پی برد. مثلا وقتی که دست یا پا و قلب مصنوعی ساخته می‌شود و باید متخصص این رشته در مورد نحوه عملکرد اندام ها اظهار نظر کند.

رشته ی مهندسی پزشکی (Biomedical Engineering) گرایش های مختلفی دارد که در این مقاله در رابطه با گرایش بیومکانیک (Biomechanics) مطالبی را به شما خواهیم گفت. در اوایل دهه 70 میلادی، واژه “بیو مکانیک” برای دانش مطالعه سیستم های حیاتی از دید مکانیکی انتخاب شد. این رشته از ابزار مکانیک برای مطالعات آناتومی و بررسی عملکرد اندام حیاتی استفاده می کند. این علم در زمینه تئوری تا کاربردهای عملی مطالعه می کند. علم مهندسی پزشکی در واقع بیانگر کاربرد مهندسی در پزشکی از طریق مطالعه‌ی اصول و عملکرد سیستم‌های زنده و مدل‌سازی آن،به کار گرفتن اطلاعات و نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماری‌ها و همچنین جایگزین کردن اسکلت بندی‌های صدمه دیده در بدن است.

رشته بیومکانیک استفاده از مکانیک کلاسیک در زمین های 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 ااعمال 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. 

کتابDe Muto Animalum نوشتۀ Borelli  از اولین کتاب هایی است که در مورد این علم نوشته 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.

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. 

در محیط کار سالم اول از همه حفظ سلامت کارگر مطرح است نه ساخت مصنوعات صنعتی. کارگران در محیط کارشان با وسایل مختلفی سروکار دارند که هر کدام می توانند سلامت آن ها را به خطر اندازند. ارگونومی رشته ای است که در رابطه با طراحی دستگاه ها، ابزار، تجهیزات است که سازگار با ویژگی های آناتومیک، فیزیولوژیک، ادراکی، رفتاری و مکانیکی انسان ها هستند.

سرفصل ها و دروس مهندسی پزشکی بیومکانیک

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 عمومی رشته مهندسی پزشکی بیومکانیک

دروس پایه رشته مهندسی پزشکی بیوالکتریک

دروس اصلی رشته مهندسی پزشکی بیوالکتریک

دروس تخصصی رشته مهندسی پزشکی بیومکانیک

دروس اختیاری رشته مهندسی پزشکی بیومکانیک

• دانشجو باید 8 واحد از دروس فوق را انتخاب کند.

دانشگاه هایی که در رشته مهندسی پزشکی بیومکانیک پذیرش دانشجو دارند

گرایش های ارشد مهندسی پزشکی

• مهندسی ورزش

• مهندسی بافت

• مهندسی بیو مواد

• مهندسی بیو مکانیک

• مهندسی بیو الکتریک

گرایش های دکترای مهندسی پزشکی

• مهندسی بیو متریال
• مهندسی بیو مکانیک
• مهندسی بیو الکتریک

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ بیومکانیک

دینامیک‌ و ارتعاشات‌ در مهندسی‌ پزشکی‌

خواص‌ مواد مهندسی‌

مقدمه‌ای‌ بر کاربرد مواد مهندسی‌ در پزشکی‌

مکانیک‌ سیالات‌

کینزیولوژی‌ و بیومکانیک‌ مقدماتی‌

ارتز و پروتز

طراحی‌ اجزاء

دینامیک‌ ماشین‌

ترمودینامیک‌ و انتقال‌ حرارت‌

طراحی‌ و تولید به‌ کمک‌ کامپیوتر

شیمی‌ عمومی‌

بیوشیمی‌.

دروس‌ مشترک‌ در گرایش‌های مختلف‌

ریاضی‌ عمومی‌

معادلات‌ دیفرانسیل‌

فیزیک‌ عمومی‌

برنامه‌نویسی‌ کامپیوتر

آمار حیاتی‌ و احتمالات‌

محاسبات‌ عددی‌

استاتیک‌ و مقاومت‌ مصالح‌ در مهندسی‌ پزشکی‌

ریاضیات‌ مهندسی‌

مقدمه‌ای‌ بر مهندسی‌ پزشکی‌ زیستی‌

تجهیزات‌ عمومی‌ بیمارستان‌ها و کیلینیک‌های‌ پزشکی‌

مدارهای‌ الکتریکی‌

الکترونیک‌

مدارهای‌ منطقی‌

بهداشت‌ عمومی‌

اصول‌ توانبخشی‌ وسایل‌ و دستگاه‌ها

اصول‌ و کلیات‌ مدیریت‌ خدمات‌ بهداشتی‌ ـ درمانی‌

اصول‌ سیستم‌های‌ رادیولوژی‌ و رادیوتراپی‌

فیزیولوژی‌

آناتومی‌

فیزیک‌ پزشکی‌

زبان‌ تخصصی‌ مهندسی‌ پزشکی‌

بیوفیزیک‌

کارورزی‌

پروژه‌

بازار کار، درآمد و حقوق

میزان درآمد مهندس پزشکی با توجه به میزان تجربه، دانش و تخصص، محل و نوع کار متفاوت است. مهندس پزشکی که در بخش دولتی مشغول به کار است، مطابق با قانون مدیریت خدمات کشوری حقوق دریافت می کند. البته معمولا بیشتر مهندسان پزشکی در بخش خصوصی فعالیت کرده و با توجه به معیارهای ذکر شده، معمولا درآمدهای مختلفی دارند.