آشنایی با مهندسی پزشکی در گرایش بیوالکتریک 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 . هدف دانشکده از ایجاد این گرایش در مقطع کارشناسی ، تربیت مهندسان الکترونیکی است که با گذراندن واحدهای درسی و آزمایشگاهی ای نظیر فیزیولوژی ، آناتومی و فیزیک پزشکی ، به نوعی بلوغ ذهنی و توانایی علمی در حوزه پزشکی دست یافته اند . اهم حوزه هايی که یک مهندس بیوالکتریک در آن فعالیت می کند عبارتند از : [FONT=arial,helvetica,sans-serif]الف – پردازش سيگنال هاي حياتي [/FONT]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 . [FONT=arial,helvetica,sans-serif]ب- پردازش تصاوير پزشکي و سيستم هاي تصوير برداري[/FONT] 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. [FONT=arial,helvetica,sans-serif]پ - پردازش صوت وگفتار و طراحي سيستم هاي گفتار درماني و کمک همراه معلولين گفتاري[/FONT] 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. [FONT=arial,helvetica,sans-serif]ت - مدلسازي سيستم هاي بيولوژيک [/FONT]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.
