انجام پایان نامه مهندسی برق

انجام پایان نامه مهندسی برق قدرت

انجام پایان نامه مهندسی برق قدرت | انجام پایان نامه مهندسی برق | انجام پایان نامه مهندسی

انجام پایان نامه مهندسی برق قدرت

مهندسی قدرت (به انگلیسی: Power engineering) یکی از زیر شاخههای اصلی مهندسی برق است که با سیستمهای قدرت به ویژه تولید، انتقال، توزیع توان الکتریکی، تبدیل انرژی الکتریکی به شکلهای دیگر انرژی و تجهیزات الکترومکانیکی سروکار دارد. این رشته همچنین شامل راهاندازی و تعمیر و نگهداری سیستمهای حرارتی برودتی و تجهیزات تولید توان الکتریکی مانند ژنراتورها و دیگر تجهیزات الکتریکی مورد استفاده در صنایع و یا ساختمانهای بزرگ نیز میشود. شناسایی دیگر منابع جدید انرژی الکتریکی نیز از زیر شاخههای این رشته‌است.

در گذشته-حدود ۳۰ سال پیش -مهندسی برق به دو شاخه ی برق قوی(قدرت) وبرق ضعیف(الکترونیک) تقسیم می شد.

برق قدرت

همانطور که در بالا اشاره شد عمده مباحث در مهندسی برق قدرت بر تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و برخی تجهیزات مصرف کننده انرژی الکتریکی استوار است، که این خود شامل ترانسفورماتورها، ژنراتورها، موتورهای الکتریکی و تجهیزات الکترونیک قدرت است.

در بسیاری از کشورهای جهان، دولت شبکهای الکتریکی را به منظور اتصال کلیه مولدها و مصرف کنندههای الکتریکی راهاندازی میکند. این شبکه در اصطلاح «power grid» نامیده میشود. به وسیله این شبکه مصرف کنندههای الکتریکی میتوانند بدون متحمل شدن سختیها و هزینههای مربوط به تولید برق به صورت جداگانه، برق را از شبکه خریداری نمایند. در این میان یکی از وظایف مهندسین برق قدرت، طراحی و نگهداری شبکههای الکتریکی و مصرف کنندههای متصل شده به شبکه‌است. تجهیزات متصل شده به شبکه الکتریکی دراصطلاح «on-grid» نامیده میشوند. این تجهیزات میتوانند به شبکه، توان الکتریکی تزریق کرده یا برعکس از آن توان دریافت کنند یا حتی، هر دو کار را با هم انجام دهند.

مهندسین قدرت، فعالیتهایی را در زمینهی تجهیزات جدای از شبکه یا تجهیزات «off-grid» نیز انجام میدهند. دلیل استفاده نکردن از شبکه دراین نوع مصرف کنندهها عموماً ثابت نبودن این مصرف کنندههاست به صورتی که هزینه اتصال برای آنها در هر جابهجایی، امکان وصل به شبکه را برای آنها غیر ممکن میکند.

امروزه بیشتر شبکههای الکتریکی از توان الکتریکی به صورت سه فاز متناوب استفاده میکنند که دلیل اصلی این انتخاب سهولت در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی بدین صورت است. البته معمولاً در مصرف کنندههای کوچک توزیع به صورت تک فاز صورت میگیرد که این به دلیل ضروری نبودن وجود سه فاز و همچنین ایمنی بیشتر برای این مصرف کنندههاست. با این وجود در صنایع و مصرف کنندههای توان بالا برای بالا بردن بهره وری و استفاده از موتورهای سه فاز، انرژی الکتریکی به صورت سه فاز توزیع میشود.

نقش ترانسفورماتور در سیستمهای انتقال بسیار مهم است چرا که ترانسفورماتورها درسیستم قدرت وظیفه تغییر دامنه ولتاژ را بر عهده دارند .افزایش ولتاژ به وسیله ترانسفورماتور به کاهش جریان میانجامد و طبق قانون توان الکتریکی (که توان با مجذور جریان متناسب است ) با کاهش جریان تا حد امکان، میتوان تلفات را تا حد قابل ملاحظهای کاهش داد، بنابراین افزایش ولتاژ در خطوط انتقال به کاهش تلفات و درنتیجه افزایش بهره وری خطوط انتقال میانجامد.

بنا به دلایل گفته شده در بالا، پستهای تغییر ولتاژ در سراسر شبکههای الکتریکی وجود دارند. این پستها ولتاژ را در نزدیکی مولدها افزایش داده و سپس با نزدیک شدن به مناطق مسکونی و یا مصرف کنندهها برای ایمنی مصرف کننده دوباره ولتاژ را در چند مرحله کاهش میدهند.

افرادی که دردوره کاردانی دررشته های برق صنعتی، تاسیسات(الکتروتکنیک) بوده اند میتوانند دردوره کارشناسی ناپیوسته(کاردانی به کارشناسی) رشته برق قدرت راانتخاب نمایند

اجزا

مهندسی قدرت معمولاً به سه زیر شاخه اصلی تقسیم میشود:

تولید

تولید انرژی الکتریکی فرآیندی است که درطول آن دیگر شکل‌های انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شوند. برای انجام این فرآیند راه‌های متعددی وجود دارد. از تبدیل الکترومکانیکی معمولاً در مواردی استفاده می‌شود که منبع انرژی زغال سنگ (نیروگاه سوخت فسیلی), نفت, گاز طبیعی, اورانیوم(انرژی هسته‌ای), جریان آب یا جریان باد باشد و در تمام این موارد به جز انرژی بادی برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی از ژنراتورهای سنکرون AC که به توربین بخار، گازی یا آبی متصل هستند استفاده می‌شود. استفاده از این نوع ژنراتورها دارای فواید بسیاری است که استفاده از آنها را در بیشتر صنایع بزرگ تولید برق رایج کرده‌است.

هزینه‌های تولید انرژی الکتریکی در بیشتر روش‌ها به طور مشخص تابعی از قیمت سوخت مصرفی و بهروری در نیروگاه است و در همین راستا برای هر نیروگاه یک تابع هزینه تعریف می‌شود که می‌توان آن را با یک معادله درجه دوم تقریب زد که تابعی از هزینه سوخت نیروگاه است. امروزه دانشمندان به دنبال منابع جدید برای تولید انرژی الکتریکی هستند که درآن به جای استفاده از سوخت‌های متداول از انرژی‌های تجدید پذیر و نو که به صورت رایگان در اختیار ما قرار دارند، استفاده شود تا با جایگزینی این منابع وابستگی قیمت انرژی الکتریکی به قیمت سوخت را کاهش دهند.

انتقال

شاخه برقرسانی مختلف با سیستمهای متفاوت، بین چند شرکت تولیدکننده جریان مستقیم(hvdc) با توجه به مزایای ویژه آن، در حال گسترش است.

توزیع

توزیع انرژی الکتریکی در واقع دریافت برق از شبکه انتقال و رساندن آن به مصرف کنندههاست. تبدیل ولتاژ وارد شده به سیستم توزیع به ولتاژ مورد نیاز مصرف کنندهها نیز در حوزه توزیع برق قرار میگیرد.

انجام پایان نامه مهندسی برق کنترل ابزار دقیق

انجام پایان نامه مهندسی برق کنترل ابزار دقیق | انجام پایان نامه مهندسی برق | انجام پایان نامه مهندسی

انجام پایان نامه مهندسی برق کنترل ابزار دقیق

مهندسی ابزار دقیق (به انگلیسی: Instrumentation engineering)علمی میان رشته‌ای است که با اندازه گیری کمیت‌های فیزیکی(فشار،دما،سطح مواد در مخارن و فلو) و کنترل آنها سرو کار دارد. این رشته زیر شاخه مهندسی کنترل می‌باشد که نسبت به خود رشته کنترل دارای جنبه‌های عملی بیشتری است و جذابیت بیشتری برای کار ایجاد می‌کند.این رشته به دلیل وجود سنسور های الکتریکی با رشته برق و الکترونیک ارتباط بسیار نزدیکی دارد. اما موضوع اصلی کنترل وابستگی شدیدی به حسگرها دارد.

این گرایش بطور گسترده به طراحی و کنترل سیستمهای صنعتی میپردازد.سنسورها، ترانسمیتر ها، دستگاه های اندازه گیری و کنترل کننده های نوین نقش بسیار پر اهمیتی در این گرایش دارند. این گرایش در مقایسه با دیگر گرایش های مهندسی برق بیشتر عملی بوده و از بازار کار بهتری برخوردار است.

سنسور

سنسور ابزاری است که در همه دستگاههای اندازه‌گیری وجود دارد و وظیفه تبدیل یک کمیت فیزیکی به یک سیگنال الکتریکی را در تجهیزات الکترونیکی و یا تبدیل کمیت فیزیکی به یک سیگنال نیوماتیکی در تجهیزات نیوماتیکی را دارد. انواع دستگاههای اندازه‌گیری دارای سنسور یا حس کننده‌های متفاوتی هستند که کمیت‌هایی مانند دما، فشار، دبی و غیره را اندازه‌گیری می‌کنند. این سنسورها بر حسب نوع عملکرد، دارای خروجی‌های متفاوتی از قبیل مقاومت، ظرفیت الکتریکی، جابجایی و غیره است. سنسورها البته کاربردهائی نظیر آشکار سازی وجود و یا عدم وجود نیز دارند نظیر سنسور نوری .

ترانسدیوسر

یک ترانسدیوسر (مبدل)بنا به تعریف ، وسیله ای است که سیگنال الکتریکی حاصله از سنسور را تبدیل به یک سیگنال الکتریکی استاندارد(ولتاژ ۵-۰،جریان ۲۰-۴ میلی امپر) می کند، یعنی اگر یک سنسور فشار همراه یک ترانسدیوسر باشد ، سنسور، پارامتر فشار را اندازه می گیرد و مقدار تعیین شده را به ترانسدیوسر تحویل می دهد ، سپس ترانسدیوسر آن را به یک سیگنال الکتریکی قابل درک برای کنترلر و صد البته قابل ارسال توسط سیم های فلزی ، تبدیل می کند .بنابراین همواره خروجی یک ترانسدیوسر ، سیگنال الکتریکی است که در سمت دیگر خط می تواند مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ ، جریان و فرکانس را تغییر دهد ، البته به این نکته باید توجه داشت که سنسور انتخاب شده باید از نوع سنسورهای مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند مثلأ دمای اندازه گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند که در مرحله بعدی وارد ترانسدیوسر شده و سپس به مدارهای الکترونیکی تحویل داده خواهد شد . ترانسدیوسر یکی از تجهیزات اصلی در سیستم های اتوماسیون برق صنعتی می باشد که بوسیله آن می توان از پارامترهای شبکه برق نمونه برداری کرد (شبکه تک فاز و شبکه سه فاز) و آنها را تبدیل به سیگنال های استاندارد نمود و در ورودی دستگاه های اندازه گیری مانند نمایشگرها و کنترلرها و سیستم های PLC و اسکادا SCADA از آنها استفاده نمود. بخشی از توضیحات درمورد ترانسدیوسر از وب سایت تدبیر فرآیند هوشمند می باشد

ترانسمیتر

ترانسمیتر از ترکیب دو واژه TRANSFER+METER گرفته شده است.یعنی تجهیزی که بتواند یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری کرده(METERING)وآن را به مکانی دورتر مثل اتاق کنترل انتقال(TRANSFER) دهد.می تواند نیوماتیکی و یا الکترونیکی باشد. در هر دو مورد،سیگنال ارسالی استاندارد بوده و برای تجهیزاتی که در LOOP کنترل قرار دارند قابل فهم می باشد.در نوع الکترونیکی جریان ۲۰-۴ میلی امپر و در نوع نیوماتیکی فشار هوای ۱۵-۳ (PSI)یا (bar)از سوی TRANSMITTER به کنترلرهای الکترونیکی و نیوماتیکی ارسال می شود. ترانسمیتر ایزوله (TRANSMITTER) جهت تبدیل انواع سیگنال های آنالوگ با دقت و کیفیت عالی به کار می رود. با پشتیبانی از تمامی سیگنال ها و رنج های مختلف اندازه گیری شامل سیگنال ۴ تا ۲۰ میلی آمپر DC، ۰ تا ۲۰ میلی آمپر DC، ۰ تا ۵ ولت DC، ۰ تا ۱۰ ولت DC، انواع ترموکوپل (Thermocouple) J,K,B,R,S,T,E,N، انواع RTD و PT100، پتانسیومتر (Potentiometer)، مقاومت (Resistance) . ورودی و خروجی کاملا ایزوله در برابر نویز و نوسانات برق، فیلترینگ و تقویت سیگنال از نکات مهم در ترانسمیتر می باشد. خروجی بدست آمده از ترانسمیترها قابل استفاده در نمایشگرها، سیستم های پی ال سی (PLC) و تمام تجهیزات کنترلی می باشد و امروزه ترانسمیتر مصرف زیادی در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، سیمان، ریخته گری، داروسازی، مهندسی پزشکی و بطور کلی هر سیستمی که نیاز به اتوماسیون صنعتی دارد، پیدا نموده است. بخشی از این نوشته از سایت تدبیر فرآیند هوشمند ، بخش ترانسمیتر می باشد

کنترلر

کنترلر یا کنترل کننده ها مغز متفکر سیستم های کنترلی می باشند. خروجی‌ها یا سیگنالهای اندازه گیری توسط ترانسمیتر به کنترلر، انتقال می ‌یابند تا کنترلر به کمک این اطلاعات و براساس تابعی که برای آن تعریف شده است، تصمیمات لازم برای عکس العمل مورد نیاز را بگیرد. کنترل کننده با مقایسه سیگنال اندازه گیری با مقدار مطلوب و انجام محاسبات لازم، مقادیر متغیرهای تنظیم شونده را تعیین می کند.;ورودی کنترل کننده سنسورها وترانسمیترها وغیره..وخروجی کنترل کننده ها کنترل ولوها و موتورها وغیره میباشد

عنصر نهایی

تصمیمات گرفته شده توسط کنترلر، به وسیله عنصر نهایی به اجرا گذاشته میشود. این المان آخرین عضو یک حلقه کنترل میباشد. در فرآیندهای شیمیایی معمولاً عنصر نهایی کنترلی یک شیر میباشد.به وسیله عنصر نهایی فرمانهای کنترلی را می توان به عنصر اثر گذار بر سیستم تبدیل کرد.

محرک

زمانی که در یک سیستم کنترل، عضو کنترل نهایی یک شیر باشد، امکان انتقال مستقیم فرمان به آن وجود ندارد. به همین علت از دستگاهی که به آن محرک یا Actuator گفته می‌شود، استفاده می‌کنند تا فرمان ارسالی از کنترلر را دریافت نموده و موجب به حرکت درآمدن بندآور شیر شود. به عبارت دیگر وظیفه مهم محرک، تامین انرژی لازم برای به حرکت درآوردن بندآور شیر می‌باشد. این انرژی می تواند از یک منبع انرژی الکتریکی و یا هوای فشرده مداری نیوماتیکی باشد.

رکوردر یا ثبات

ثبات یا رکوردر و نمایشگرها از دیگر اجزاء یک سیستم کنترل می باشند.ثبات ها تجهیزاتی هستند که به منظور ثبت تغییرات و رفتار فرآیندها در طول شبانه روز استفاده می شوند.

نمایشگرها

ایندکیتور و یا نمایشگرها از دیگر اجزاء یک سیستم کنترل می باشند. نمایشگر ها تجهیزاتی هستند برای نمایش مقادیر عددی یک پارامتر در تابلو کنترل و یا اتاق فرمان مورد استفاده قرار میگریند .

 

انجام پایان نامه مهندسی برق مخابرات

انجام پایان نامه مهندسی برق مخابرات| انجام پایان نامه مهندسی برق | انجام پایان نامه مهندسی

 

انجام پایان نامه مهندسی برق مخابرات

مهندسی برق مخابرات (به انگلیسی: Telecommunications engineering) یکی از گرایش‌های مهندسی برق است. مخابرات نوری، میدان و امواج، سامانه و مخابرات رمز از زیرمجموعه‌های آن هستند. مخابرات، گرايشی از مهندسی برق است كه در حوزه ارسال و دريافت اطلاعات فعاليت می‌كند. مهندسی مخابرات با ارائه نظريه‌ها و مبانی لازم جهت ايجاد ارتباط بين دو يا چند كاربر، انجام عملی فرايندها را به‌طور بهينه ممكن می‌سازد. پس هدف از مهندسی مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمينه اصلی اين گرايش شامل فرستنده، مرحله ميانی، گيرنده و گسترش شبكه است.

رشته مهندسی مخابرات در دانشگاه

دانشجویان رشته مهندسی برق در دوره کارشناسی پس از گذراندن دروس پایه (ریاضی، فیزیک، آمار و…) و گذراندن دروس اصلی (مدار الکترونیک ۱، ماشین مغناطیس و …) می‌بایست دروس اختصاصی مخابرات فیلتر و سنتز میدان و موج آنتن و مایکروویو، مخابرات دیجیتال و … را بگذرانند تا با مدرک مهندسی برق گرایش مخابرات فارغ‌التحصیل شوند. این رشته در دوره کارشناسی ارشد به چهار گرایش میدان و سیستم و شبکه و کدینگ (رمز) تقسیم می‌شود گرایش سیستم به بررسی مواردی همچون فشرده‌سازی اطلاعات، نحوه ذخیره‌سازی و بازیابی اطلاعات مدوله‌سازی اطلاعات رمز گذاری تشخیص خطا و مانند این می‌پردازد. گرایش میدان به بررسی انتقال امواج در محیط‌های مختلف طراحی آنتن‌ها طراحی مدارات مایکروویو رادار محافظت‌ها و خطرات الکترومغناطیسی و مانند این می‌پردازد.

این رشته با توجه به ارتباط نزدیک خود با الکترونیک در تحول ادوات و قطعات الکترونیکی نقش به‌سزایی داشته‌است. به‌طوری که مدارات در مقیاس مخابراتی را می‌توان حاصل کوشش در طراحی مدارات پیشرفته الکترونیک جستجو کرد. این رشته در گرایش سیستم از این ادوات پیشرفته الکترونیکی در طراحی سامانه‌های پیچیده مخابراتی استفاده می‌نماید.

 

انجام پایان نامه مهندسی برق الکترونیک

انجام پایان نامه مهندسی برق الکترونیک| انجام پایان نامه مهندسی برق | انجام پایان نامه مهندسی

 

 انجام پایان نامه مهندسی برق الکترونیک

مهندسی الکترونیک (به انگلیسی: Electronic engineering) یکی از شاخه‌های مهندسی است که از دانش علمی رفتار و اثر الکترون‌ها استفاده نموده و به توسعه قطعات، دستگاه‌ها، سیستم‌ها، یا تجهیزاتی می‌پردازد که انرژی الکتریکی یکی از فاکتورهای آنهاست؛ همانند لامپهای خلاء، ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و مدارهای چاپی. این واژه به شاخه‌ی وسیعی از مهندسی اشاره دارد که زیرشاخه‌های بسیاری را در بر می‌گیرد. شامل رشته‌هایی که با توان، مهندسی ابزار دقیق، مخابرات، طراحی مدارهای نیمه هادی، و بسیاری دیگر در ارتباطند. این واژه همچنین بخش بزرگی از دوره‌های تحصیلی مهندسی برق را که در بیشتر دانشگاه‌های اروپایی تدریس می‌شود را شامل می‌شود. اگرچه در آمریکا، مهندسی برق شامل تمام شاخه‌های آن از جمله الکترونیک است. انجمن مهندسان برق و الکترونیک آمریکا یکی از مهم‌ترین و موثرترین سازمانهای این رشته‌های مهندسی به شمار می‌رود.

 

واژه مهندسی الکترونیک

واژه مهندسی برق که در میان دانشگاه‌های قدیمی استفاده می‌شود هنوز هم مهندسی الکترونیک را تحت پوشش قرار می‌دهد و فارغ‌التحصیلان، مهندس برق لقب می‌گیرند. برخی از مردم بر این باورند که واژه مهندس برق باید برای آن دسته از کسانی به کار رود که در قدرت و جریانهای بالا یا مهندسی فشار قوی تخصص دارند. در حالی که گروهی دیگر معتقدند که قدرت تنها یکی از زیرشاخه‌های مهندسی برق است (در واقع برای این شاخه از صنعت مهندسی قدرت استفاده می‌شود). همین‌طور در مورد مهندسی برق توزیع. در سالهای اخیر رشد رشته‌هایی جدید و جداگانه همچون مهندسی اطلاعات و مهندسی سیستمهای مخابراتی را شاهد بوده‌ایم که در گروههای آموزشی تحت همین نام‌ها تحصیل می‌شوند. بیشتر دانشگاههای اروپایی مهندسی برق را برای مهندسان قدرت استفاده کرده و میان مهندسی برق و الکترونیک تفاوت قائلند. در آغاز دهه ۱۹۸۰ نیز واژه مهندسی کامپیوتر معمولاً برای اشاره به الکترونیک و مهندسی اطلاعات استفاده می‌شد. هرچند مهندسی کامپیوتر هم‌اکنون به عنوان یک زیرمجموعه مهندسی الکترونیک در نظر گرفته می‌شود

 


پیشینه مهندسی الکترونیک

مهندسی الکترونیک به عنوان یک حرفه از پیشرفتهای فنی در صنعت تلگراف در قرن ۱۹ و صنایع رادیو و تلویزیون در قرن ۲۰ حاصل شد. مردم به رادیو به خاطر جاذبه فنی؛ اول به خاطر دریافت و سپس انتقال اطلاعات علاقه‌مند شدند. بسیاری از مردمی که در دههٔ ۱۹۲۰ به رادیو و تلویزیون رفتند تنها آماتورهای دوره قبل از جنگ جهانی اول بودند. شاخه جدید مهندسی الکترونیک تا حد زیادی از پیشرفت تلفن، رادیو، تجهیزات تلویزیون و مقدار زیادی از توسعه سیستم‌های الکترونیکی در طول جنگ جهانی دوم از جمله رادار، سونار، سیستمهای ارتباطی و مهمات پیشرفته و سیستمهای جنگ افزاری حاصل شد. در مدت این سال‌ها این موضوعات به عنوان مهندسی رادیو شناخته می‌شدند و تنها در اواخر دهه ۱۹۵۰ استفاده از واژه مهندسی الکترونیک آغاز شد. در همین هنگام آزمایشگاههای الکترونیک (برای نمونه آزمایشگاه بل در ایالات متحده آمریکا) ایجاد شدند و با استفاده از کمک هزینه‌های شرکت‌های بزرگ صنایع رادیو، تلویزیون، و دستگاههای تلفن، شروع به تولید سلسله پیشرفتهایی در الکترونیک کردند. در سال ۱۹۴۸ ترانزیستور روی کار آمد و در سال ۱۹۶۰، مدارهای مجتمع انقلابی در صنعت الکترونیک برپا کردند. در انگلستان موضوع مهندسی الکترونیک به صورت مجزا از مهندسی برق به عنوان مدرک دانشگاهی در حدود سال ۱۹۶۰ اضافه شد. قبل از آن، دانشجویان مهندسی و موضوعات مرتبط همچون رادیو و تلویزیون، مجبور بودند تا در سازمانهای آموزش برقی ثبت نام کنند که درسهای مربوط به الکترونیک نداشت. مهندسی برق نزدیک‌ترین موضوعی بود که می‌توانست با مهندسی الکترونیک همطراز قرار گبرد. اگرچه همسانی موضوعات تحت پوشش (بجز ریاضیات و الکترومغناطیس) تنها در سال اول دوره تحصیل سه ساله به طول می‌انجامد.


الکترونیک جدید

در سال ۱۸۹۸ نیکولا تسلا اوّلین ارتباط رادیویی را به نمایش عموم در آورد. وی جزئیات مبادی و اصول ارتباط رادیویی را نمایش و شرح داد. در سال ۱۹۰۴ جان آمیروز فلمینگ، اولین استاد مهندسی برق در کالج لندن، اولین لامپ خلاء (دیود) را اختراع کرد. یک سال بعد در سال ۱۹۰۶ رابرت فون لیبن و لی-د-فارست به طور مستقل لامپهای تقویت کننده‌ای را ساختند که لامپ سه قطبی نامیده می‌شد. آغاز الکترونیک معمولاً با اختراع لامپ خلاء توسط لی د فارست در ۱۹۰۷ در نظر گرفته می‌شود. در مدت ۱۰ سال، دستگاه او در فرستنده‌ها و گیرنده‌های رادیویی همچون سیستمهایی برای تماسهای تلفنی راه دور استفاده می‌شد. در ۱۹۱۲ ادوین هاوارد آرمسترانگ تقویت کننده ریجنراتیو فیدبک و نوسانساز را اختراع نمود. او همچنین گیرنده رادیو سوپرهیترودین را اختراع کرد که می‌توان آن را پدر رادیوی پیشرفته امروزی نامید. لامپهای خلاء به مدت ۴۰ سال به عنوان دستگاههای تقویت کننده مطرح بودند. تا اینکه محققانی که برای ویلیام شاکلی در آزمایشگاه بل در حال فعالیت بودند، ترانزیستور را در سال ۱۹۴۷ اختراع کردند. در همین سال‌ها رادیوهای ترانزیستوری، همچنین ساخت کامپیوترهای بزرگ و قدرتمند ممکن شد. ترانزیستورها کوچک‌تر بودند و برای کار به ولتاژ کمتری احتیاج داشتند. پیش از اختراع مدارهای مجتمع در سال ۱۹۵۹، مدارهای الکترونیکی از قطعات جدا از هم ساخته می‌شد که می‌توانست با دست، دستکاری شود. مدارهای غیر یکپارچه به فضای بیشتری احتیاج داشته و مصرف توان بالاتری داشتند، خطای بیشتر و همچنین سرعت پایین‌تری داشتند؛ گرچه هنوز در کاربردهای ساده استفاده می‌شوند. در مقابل مدارهای مجتمع تعداد زیادی، گاهی میلیون‌ها، قطعه ریز الکتریکی، و عمدتا ترانزیستور، را در یک تراشه کوچک در حدود اندازه یک سکه بسته بندی می‌کنند.

 

تلویزیون

در ۱۹۲۷ فیلو فرانسورد اولین تلویزیون را به نمایش عموم در آورد. در طول دههٔ ۱۹۳۰ چندین کشور شروع به پخش برنامه نمودند. و تعداد تلویزیون‌ها بعد از جنگ دوم جهانی به میلیون‌ها گیرنده گسترش یافت و سرانجام جهانی شد. از آن زمان به بعد، الکترونیک کاملاً در دستگاههای تلویزیون حاضر شد. تلویزیون‌ها و نمایشگرهای تصویری جدید هم از تکنولوژی لامپهای خلاء بزرگ تکامل یافتند و در دستگاه‌های جمع و جورتر استفاده شدند، همانند پلاسما و ال‌سی‌دی. و تمایل به سمت دستگاههای کم مصرف‌تر است. نمایشگرهایی همچون اوال‌ای‌دی (organic light emitting diode) که به احتمال زیاد جایگزین ال‌سی‌دی و تکنولوژی پلاسما خواهد شد.


رادار و موقعیت رادیویی

در طول جنگ جهانی دوم تلاش‌های بسیاری در الکترونیک برای یافتن موقعیت اهداف و هواپیماهای دشمن صورت گرفت. این‌ها همچنین شامل هدایت الکترونیکی بمب‌افکن‌ها، پادکارهای الکترونیکی، سیستمهای اولیه رادار و… می‌شوند.

 

الکترونیک
در رشتهٔ مهندسی الکترونیک مهندسان، مدارهایی را تست و طراحی می‌کنند؛ که از خواص الکترومغناطیسی قطعات الکتریکی همچون مقاومت، خازن، سلف، دیود و ترانزیستور برای رسیدن به عمل‌کرد خاصی بهره می‌برند. مدار رادیو که به استفاده کننده امکان می‌دهد تا همه سیگنال‌ها بجز سیگنالهای یک ایستگاه را فیلتر کند، تنها یک نمونه از این مدارهاست. در طراحی مدار مجتمع، مهندسان الکترونیک، ابتدا نقشه‌هایی را می‌سازند که قطعات الکتریکی را مشخص کرده و ارتباطات بین آن‌ها را وصف می‌کند. هنگامی که تکمیل شد، مهندسان VLSI نقشه‌ها را به طرح‌هایی تبدیل می‌کنند که لایه‌های مختلف مواد هادی و نیمه هادی مورد نیاز برای ساخت مدار را رسم می‌کنند. تبدیل نقشه‌ها به پوسته‌ها می‌تواند توسط نرم‌افزار انجام پذیرد. اما اغلب به تنظیمات ریز انسان برای کاهش فضا و مصرف توان نیاز است. هنگامی که طرح کامل شد می‌تواند به یک کارخانه ساخت برای تولید فرستاده شود.

میکروالکترونیک

صنعت میکروالکترونیک یکی از صنایع پرسود جهانی الکترونیک است. در سال ۲۰۰۸ این صنعت و خدمات آن ۱۰٬۷٪ تولید ناخالص جهانی را به خود اختصاص داده‌است. کشورهایی مانند آمریکا تکنولوژیهای الکترونیک سطح پایین‌تر خود را به کشورهای دیگر انتقال داده تا شتاب پیشرفت خود را در این زمینه حفظ نماید.


صنعت الکترونیک در ایران

در حالی که کشورهایی همچون آمریکا سالانه میلیاردها دلار از این صنعت کسب درآمد دارند، کشور ایران با وجود داشتن ظرفیت مناسب، چنین اتفاقی نیفتاده‌است. رشد یک صنعت در کشور نیازمند ایجاد زیرساخت‌های لازم در آن صنعت است. همچنین برای صنعت الکترونیک یکی از زیرساخت‌های مهم ایجاد آزمایشگاه‌های الکترونیک است. در کشورهای صنعتی دنیا آزمایشگاه‌های بزرگی همچون آزمایشگاه‌های بل برای این منظور تاسیس شده‌اند.


شبکه آزمایشگاه‌های میکروالکترونیک کشور (ایران)

یکی از پیشنهادهای متخصصان برای پیشبرد صنعت الکترونیک ایران ایجاد شبکه‌های آزمایشگاهی است. از جمله معضلات ذکر و بررسی شده در آزمایشگاه‌های میکروالکترونیک ایران موارد زیر عنوان شده‌اند:

    مشکلات حوزه خرید دستگاهها
    عدم وجود عدالت منطقه ای
    ناسازگار بودن دستگاهها و عدم تکمیل زنجیره خرید
    عدم پیش بینی زیرساختهای لازمه برای یک دستگاه
    وجود رابطه در خرید تجهیزات
    کلاه برداری شرکتهای وارد کننده و عدم گارانتی
    ضعف قرار دادنویسی
    عدم اشتراک لینک خرید

همچنین مشکلات مربوط به آزمایشگاه‌ها به صورت زیر عنوان و مورد بررسی قرار گرفته‌اند:


مشکلات مدیریتی

    سیستم تعمیر و نگهداری ضعیف
    عدم وجود درک صحیح از بودجه تعمیر و نگهداری
    نبود دوره های ارتقای توانمندی تعمیرکاران
    در اختیار نبودن نمونه خراب، برای تجربه تعمیر
    عدم استفاده از قابلیت های تکمیلی دستگاه
    ضابطه مند نبودن نحوه سرویس دهی به افراد
    قیمت بالای ارائه خدمات و برخورد نامناسب پرسنل و تاخیر در انجام کار
    عدم سرویس دهی مناسب به دانشجویان غیر آن دانشکده
    قوانین مالی حاکم بر آزمایشگاهها و انگیزش ناکافی برای ارائه خدمات مطلوب
    فرهنگ سازمانی حاکم بر آزمایشگاهها و مراکز پژوهشی
    ضعف کالیبراسیون و دقت پایین خدمات ارائه شده
    نبود استاندارد
    عدم درک صحیح جایگاه تکنسین های آزمایشگاهها
    عدم آموزش تکنسین ها در خارج از کشور
    عدم آشنایی با برخی تجهیزات جدید
    عدم توجه به تجربیات ضمنی
    ضعف سیستم تامین مالی پرسنل آزمایشگاهها

مشکلات محیطی

    امکانات و مواد اولیه پرمتقاضی در یک جا و بلااستفاده در جای دیگر
    عدم تامین بودجه برای خرید دستگاه
    عدم سیستم تمایز بین آزمایشگاههای کارآمد و ناکارآمد

مشکلات حوزه ساخت

    ساخت دستگاه با در اختیار داشتن یک نمونه آزمایشگاهی
    تامین هزینه اولیه ساخت دستگاه با مشتری مجازی

ضعف مدیریت دانش بین آزمایشگاهها

    عدم انتقال تجربه تعمیرکاران
    ریشه برخی کم توجهی های اساتید دانشگاه به کارهای عملی آزمایشگاهی

برنامه کارشناسی مهندسی الکترونیک

جدا از الکترومغناطیس و تئوری شبکه، باقی بخشهای برنامه مخصوص مهندسی الکترونیک است. دوره‌های مهندسی برق شامل تخصص‌های دیگری همچون ماشین‌ها، تولید برق و توزیع نیز می‌شود. توجه داشته باشید که این فهرست شامل برنامه وسیع ریاضی مهندسی پیش نیاز نمی‌شود.
در ایران

در ایران درس‌های مهندسی الکترونیک شامل «درس‌های عمومی»، «درس‌های پایه»، «درس‌های اصلی» و «درس‌های تخصصی» می‌شود. برای نمونه فهرست درس‌های ارائه شده و همچنین توضیح درباره برخی از آن‌ها را در تارگاه دانشکده برق دانشگاه شریف ببینید.

 

انجام پایان نامه مهندسی برق مهندسی پزشکی

انجام پایان نامه مهندسی برق مهندسی پزشکی| انجام پایان نامه مهندسی برق | انجام پایان نامه مهندسی

 

انجام پایان نامه مهندسی پزشکی

مهندسی پزشکی یا مهندسی زیست پزشکی (به انگلیسی: Biomedical engineering) به دنبال ایجاد ارتباط منطقی بین علوم مهندسی و دانش پزشکی می‌باشد.
تا قبل از قرن بیستم میلادی تشخیص و درمان بیماری بر اساس بررسی حالات بیمار، مطالعه سندرمها و عارضه‌های مربوط و ارائه مجموع‌های از روش‌های شناخته شده مبتنی بر تجویز دارو یا اعمال برخی عمل‌های جراحی صورت می‌گرفت. اما در اوایل قرن بیستم و در اوج آن در دهه‌های ۳۰ و ۴۰ مفهوم جدیدی در پزشکی مطرح گردید. بر این اساس، ساختار بدن انسان به مثابه یک نظام بسیار هماهنگ مهندسی فرض و بیماری به عنوان عامل بی‌نظمی در این ساختار مطرح گردید. به این ترتیب دانشی به عنوان مهندسی پزشکی بنیان‌گذاری شد که حوزه فعالیت آن مطالعه ساختار بدن انسان به صورت سیستمیک، کشف قوانین فیزیکی و معادلات ریاضی حاکم بر اجزاء سیستم، فهم اندرکنش بین آنها، مدلسازی این فرآیندها و بررسی تاثیر بیماری بر روی این ساختار منظم و به تبع آن ارائه روشهای تشخیصی و درمانی مفیدتر‎ ‎برای بهبود بیماریها بود.

در مهندسی پزشکی با تلفیقی از علوم مهندسی برطرف کردن نیازهای پزشکی در زمینه ساخت و نگهداری تجهیزات و نیز ساخت ابزارهای پزشکی برای کاربردهای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها مد نظر می‌باشد. این رشته کاربرد علوم فنی و مهندسی است در یاری‌رساندن به پزشکان در تشخیص و درمان بیماری‌ها.

مهندسی پزشکی یکی از تازه‌ترین رشته‌هایی است که قدم به عرصه دنیای تکنولوژی جهانی نهاده و این رشته بدین منظور شکل یافته تا پزشکان را در تشخیص و درمان یاری دهد. مهندسی پزشکی دقت و تنوع در تشخیص را گسترش داده‌است بطوری که تشخیص بدون دستگاه‌ها امکان‌پذیر نیست. تاکنون دستگاه‌هایی از جمله EEG ,ECG ,MRI ,CT-Scan کمک بسیار بزرگی به پزشکی نموده‌اند و هم راستای وسایل تشخیصی وسایل و ملزومات درمانی گسترش یافته تا بیماران را به گونه‌ای تحت درمان قرار گیرند که می‌توان سمعک، ونتیلاتور، دیالیز(تراکافت)، اولتراسوند و کاربردهای متعدد لیزر را نام برد. مهندس پزشکی در گام‌های اولیه بهره‌برداری، تعمیر، پشتیبانی و نگهداری و تنظیم و استانداردسازی دستگاه‌ها را انجام می‌دهد و در مراحل بالاتر توسعه، ارتقا و بهبود دستگاه‌های پزشکی و یا حتی می‌تواند به طراحی و ساخت یک دستگاه اقدام کند. در این رشته به علت ابداعات و نوآوری وسیعی که صورت می‌گیرد شاخه‌های جدیدی از مهندسی پزشکی سازمان می‌گیرند که شرح مختصری از زیرشاخه‌های این رشته ذکر شده‌است.


گرایشها

مهندسی پزشکی رشته‌ای متشکل از گرایش‌های متعدد مهندسی و علوم پزشکی است. در نتیجه پیدایش گرایشهای جدید این رشته دور از انتظار نخواهد بود. هم اکنون در ایران در مقاطع مختلف آموزش عالی گرایش‌های زیر تدریس می‌گردند:

    مهندسی پزشکی بالینی
    بیوالکتریک
    بیومکانیک
    بیومواد
    مهندسی بافت
    پردازش تصاویر پزشکی
    مهندسی توانبخشی
    مهندسی ورزش
    مدل سازی سیستم‌های فیزیولوژیکی
    ابزار دقیق در مهندسی پزشکی

مهندسی پزشکی در ایران

اسم این رشته به خوبی انتخاب شده و ترکیبی صحیح از دو گروه ریاضی و تجربی است. مهندسی و پزشکی همکاری مطلوب و شایسته‌ای را در کمک به بیماران و پزشکان آغاز کرده‌اند و در این راه گام‌های موثری برداشته شده‌است که هر روزه بسیاری از خبرهای آن را در رسانه‌های شنیده‌اید با توجه به گسترش روز افزون سیستمهای مهندسی در حیطه بهداشتی و پزشکی، تربیت و وجود نیروی انسانی متخصص و متبحر که آشنا به وسایل و تجهیزات پزشکی امری ضروریست.

حداقل و حداکثر مجاز طول دوره کارشناسی مهندسی پزشکی در سه گرایش مطابق آئین نامه‌های دوره کارشناسی شورایعالی برنامه ریزی است. تعداد کل واحدهای درسی در طول دوره ۱۴۰ واحد می‌باشد که شامل دروس عمومی، پایه، اصلی، تخصصی و اختیاری، به شرح زیر می‌باشد:

    دروس عمومی ۲۰ واحد
    دروس پایه ۲۶ واحد
    دروس اصلی ۴۷ واحد
    دروس تخصصی ۴۷ واحد

گرایش‌ها و جهت‌گیری‌های کاری رشته مهندسی پزشکی، واقعاً وسیع است و زمینه‌های مختلفی از الکترونیک و پردازش سیگنال و مباحث نرم افزاری گرفته تا طراحی، ساخت، راه اندازی، نصب و تعمیر دستگاهها و قطعات پزشکی یا اندام مصنوعی، همچنین مواد به کار رفته در این وسایل را شامل می‌شود. جدا از این توضیحات، زمینه‌های کاری این رشته را می‌توان به ۳ بخش کلی تقسیم کرد:


طراحی و ساخت

الف- طراحی و ساخت دستگاههای آزمایشگاهی و الکترونیکی و تجهیزات مربوط به آنها، نظیر وسایل مخصوصی که با تکنیکهای خاص، عناصر موجود در یک نمونه (مثلاُ نمک خون و…) را به طرز دقیقی اندازه‌گیری کند مانند اسپکتروفتومتر که با تکنیکهای نوینی کار می‌کنند. ب- طراحی و ساخت بخشهای مکانیکی و برقی سیستم‌های تصویرگر پزشکی، مانند سیستم‌های سونوگرافی، رادیوگرافی، سی‌تی‌اسکن و دیگر دستگاههای که تصاویر ثابت یا محرکی را از بسیاری از بخشهای بدن به نمایش می‌گذارند. ج- طراحی و ساخت سیستم‌های اندازه‌گیری پزشکی و بیمارستانی، نظیر دستگاههای دریافت کنندة سیگنالهای مغزی. د- طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول، تشخیص، درمان و معالجات بیماریها بکار می‌رود.


تعمیر و نگهداری و بهینه سازی

از دیگر زمینه‌های کاری مهندسی پزشکی می‌توان به تعمیر، نصب، راه‌اندازی و نگهداری وسایل مورد نیاز است و البته واضح است که این نیروی مجرب باید دارای اطلاعات کافی در مورد قطعات و جزئیات کار آن وسیله یا دستگاه باشد. در کنار این موارد، مسأله بهینه سازی یا تلفیق دستگاهها و عملکرد آنها نیز مطرح است. پروژه کنترل کامپیوتری فشار خون، یا پروژه سه بعدی سازی تصویر دستگاه MRI، جزء همین بهینه سازی‌ها هست. دامنه کاربری این زمینه چنان وسیع است که اکنون سالانه چندصد مقاله در معتبرترین نشریات جهانی مهندسی پزشکی در این زمینه چاپ می‌شود و بیشترین تعداد پروژه‌ها برروی موضوع تلفیق و بهینه سازی انجام می‌شود.


تشخیص بیماری و درمان

یکی از مهمترین مباحث مطرح در زمینه پزشکی، بحث استفاده از لیزر در پزشکی (چه در تشخیص و چه در درمان) است. اصولاً لیزر از همان ابتدا با توجه به قابلیتهای منحصر به فردی که داشت، به عنوان یک انتخاب خوب برای بهینه سازی عملکرد بسیاری از سیستم‌ها بکار گرفته شده. استفاده از لیزر برای تشخیص ضایعات چشمی یا نمایش فشار خون در نازکترین مویرگها یا سوراخ کردن و یا ایجاد کانال مصنوعی در قلب، سوزاندن و بریدن برخی ضایعات درونی یا تومورهای مختلف و… روز به روز درحال افزایش است. بحث شبکه‌های عصبی طبیعی و درمان انواع ضایعات عصبی مانند ضایعات نخاعی با کمک تحریکات الکتریکی و با کمک علم ژنتیک نیز از بحثهای مهم و جدید رشته مهندسی پزشکی است.

کارشناسی مهندسی پزشکی، به نوعی هم خانوادة همان رشته برق و الکترونیک است و این قرابت و نزدیکی حتی در دوره‌های کارشناسی ارشد و دکترا نیز تا حدی ادامه می‌یابد. بنابراین یک دانشجوی مهندسی پزشکی در دوره کارشناسی تقریباً ملزوم به گذراندن تمامی دروس اصلی مجموعه مهندسی برق است و به همین خاطر، فارغ‌التحصیلان رشته مهندسی پزشکی می‌توانند گرایش‌های کارشناسی ارشد مجموعه مهندسی برق را انتخاب کنند و همپای مهندسین کنترل، مخابرات، قدرت و الکترونیک، به تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد مهندسی برق بپردازند. بنابراین، عنوان مهندس پزشکی به هیچ عنوان نباید باعث شود که داوطلبان تصور کنند که این رشته بی ارتباط یا کم ارتباط با مباحث ریاضی و مهندسی است، چون دانشجویان این رشته به طور کامل با ریاضیات مهندسی پیشرفته و فیزیک در ارتباطند و از سنگین‌ترین نوع ریاضیات، به عنوان ابزار کار، دائماً بهره می‌برند، تا آنجا که دانشجویان این رشته، تا دروس ریاضیات مهندسی پیشرفته و معادلات دیفرانسیل و فیزیک الکتریسیته، موج، ارتعاش و حرکت را نگذرانند، قادر به اخذ دروس چندانی در دانشگاه خود نیستند.


گرایش مهندسی پزشکی بالینی

مهندسی پزشکی بالینی از رشته های تخصصی شاخه مهندسی پزشکی است که مسئولیت پیاده سازی تکنولوژی پزشکی و بهینه سازی خدمات بهداشتی و درمانی دارد.نقش مهندسی پزشکی بالینی شامل آموزش و نظارت تکنسین تجهیزات پزشکی، همکاری با قانون گذاران و بازرسین بیمارستان های دولتی و دادن مشاوره‌ی فنی برای دیگر کارکنان بیمارستان مانند پزشکان، مدیران، آی تی و… .مهندس پزشکی بالینی همچنین براساس تجربه‌های بالینی خود به تولیدکنندگان وسایل پزشکی در زمینه بهبود طراحی‌های آینده شان مشاوره می‌دهد درحالی که به عنوان ناظر بر پیشرفت قسمت‌های فنی بیمارستان‌ها، الگوهای خرید آن‌هارا با توجه به بخش تولید راهنمایی می‌کند. توجه اصلی آن‌ها بر اجرای عملی تکنولوژی باعث شده که مهندسین این رشته بیشتر به سمت دوباره طراحی و پیکربندی دوباره گرایش پیداکنند.به عنوان “انقلابی”تحقیق و توسعه یا ایده های نابی که می‌توانند خود رابرای سال‌های متمادی با پزشکی بالینی وفق دهدند؛ در حال حاضر در این برهه زمانی، بیشتر تلاش‌ها برای گسترش تاثیر مهندسی پزشکی بالینی در مسیر زیست پزشکی نوین است.مهندس پزشکی بالینی در نقش‌های مختلف خود، ازآنجایی که به هردو نقطه نظر (تولید و مصرف کننده)”در خط مقدم” نزدیک است و هم در ساخت و فرایند محصولات آموزش دیده است، به شکل یک “پل یا رابط” بین تولید کننده‌های محصولات پزشکی و مصرف کنندگان نهایی است.بخش‌های مهندسی پزشکی بالینی بیمارستان‌های بزرگ گاهی اوقات نه تنها مهندسان زیست پزشکی را استخدام می‌کنند، بلکه از مهندسین صنعتی / سیستم برای تحقیق در عملیات‌ها، عوامل انسانی، تجزیه و تحلیل هزینه، ایمنی، و غیره کمک می‌گیرند.

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 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 یابند . دانشجویان پس از فراگیری علوم پایه مهندسی مثل ریاضی و فیزیک و تا حد مختصری علوم پایه پزشکی با مدارهای الکتریکی و تکنیکهای بکار رفته در تجهیزات پزشکی مانند سیستمهای تصویر برداری ، سیستمهای پرتوپزشکی ، سیستمهای بکار رفته در اتاق عمل و بخش های CCU و ICU و تجهیزات الکتریکی بکار رفته در بدن آشنا می شوند . البته این آشنایی ها محدود می باشد و جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه ، تحصیل در مقاطع بالاتر مورد نیاز است . اهم حوزه هایی که یک مهندس بیوالکتریک در آن فعالیت می کند عبارتند از :

الف – پردازش سیگنال های حیاتی

ب – پردازش تصاویر پزشکی و سیستم های تصویر برداری

پ – پردازش صوت وگفتار و طراحی سیستم های گفتار درمانی جهت کمک به معلولین گفتاری

ت – مدلسازی سیستم های بیولوژیک

ث – طراحی بخش های الکترونیکی و کنترل اعضاء و اندام مصنوعی و ساخت وسایل توانبخشی

ج – ثبت سیگنال های حیاتی و طراحی سیستم های مانیتورینگ بیمارستانی

چ – طراحی و ساخت سیستم های درمانی و آزمایشگاهی پزشکی


گرایش بیومکانیک

بیومکانیک به استفاده از مکانیک کلاسیک در زمینه‌های علوم زیستی می‌پردازد. استفاده از قوانین دینامیک جامدات برای تحلیلهای حرکتی؛ دینامیک سیالات برای ارزیابی جریانهای درون محیطهای زیستی؛ ترمودینامیک و انتقال حرارت برای تحلیل رفتارهای سلولی و انتقال مواد و جرم بین موجود زنده و محیط و رباتیک برای خلق وسایل تشخیصی و درمانی جدید نیازمند درک مسایل محیطهای زنده از زاویهٔ مهندسی است. پیشرفت در این شاخه به ساخت قلب مصنوعی، دریچه‌های قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها و پروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریانها، مویرگها، استخوانها، غضروفها، تاندونها، دیسکهای بین مهره‌ای و پیوندهای سیستم اسکلتی-عضلانی بدن شده‌است.


گرایش بیومواد

در این رشته بطور معمول برروی تهیهٔ مواد گوناگون مصنوعی و طبیعی، طراحی روش‌های ساخت و قالب‌گیری نهایی ماده و در نهایت اصلاح مواد برای کاربرد اختصاصی در پزشکی تحقیق صورت می‌گیرد. توسعهٔ انواع مدل‌های وسایل پزشکی نیازمند انتخاب، ساخت و آزمایش مواد است که لازمهٔ آن درک و فهم درست از شیمی و فیزیک مواد و شناخت محیط بیولوژیک بدن است. به عبارت دیگر باید توجه داشت که آیندهٔ علم بیومتریال در گرو توانائی ما در فهم کشفیات جدید در شیمی، فیزیک، بیولوژی و پزشکی است.

بطور کلی موارد استفادهٔ بیومتریال‌ها در جایگزینی و تعویض اعضاء و اندام‌هایی از بدن است که بر اثر بیماری یا آسیب، کاربری خود را از دست داده‌اند تا از این طریق جراحت یا بیماری اعضاء مذکور التیام پذیرد، کاربری و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاری یا وضعیت غیر طبیعی آنها تصحیح گردد.

کاربرد این شاخه استفاده از بافت‌های زنده و مواد مصنوعی و کاشت آنها در بدن است. انتخاب مواد صحیح برای کاشت و پیوند در بدن انسان و یکی از حساس‌ترین و مشکل‌ترین عملیات مهندسی پزشکی است. آلیاژهای فلزی، سرامیک‌ها، پلیمرها و کامپوزیت‌ها از مواد مورد استفاده در کاشت بافت‌ها مصنوعی هستند، اینگونه مواد باید غیرسمی، غیرسرطانزا و از نظر شیمیایی غیرفعال و بادوام و دارای قدرت مکانیکی کافی باشند.

فارغ التحصیلان گرایش بیومواد با کارگیری مواد مختلف از قبیل پلیمرها و سرامیک‌ها و کامپوزیت‌ها و مواد فلزی در بدن انسان و در تجهیزات پزشکی آشنا می‌شوند.

با توجه به مطالب آموزش داده شده در طول دوران تحصیل دانشگاهی، بطور خلاصه توانایی‌های یک مهندس بیومتریال را می‌توان بدین صورت برشمرد:

    آشنایی کامل با علم تولید و کاربرد مواد شامل پلیمرها، فلزات، سرامیک‌ها و کامپوزیت‌ها.
    شناخت کافی در زمینهٔ برقراری ارتباط مواد با محیط بیولوژیک بدن نظیر آناتومی و فیزیولوژی بافت‌های مختلف بدن.
    روش‌های اصلاح سطح، پوشش‌دهی مواد و بهینه نمودن خصوصیات سطحی.
    آشنایی کامل با مبحث مهندسی بافت که یکی از جدیدترین دستاوردهای بشر برای دستیابی به جایگزین‌های مصنوعی است.
    آشنایی با روش‌های نوین دارو رسانی و انتقال کنترل شده داروها به بدن. به عنوان مثال نحوهٔ انتقال طولانی مدت داروهای ضد بارداری (نورپلنت).
    شناخت روش‌های تخریب پلیمرها، خوردگی فلزات و اضمحلال سرامیک‌ها.
    آشنایی با مبحث بیوسنسورها.
    -آشنایی مقدماتی با اصول و عملکرد تجهیزات پزشکی و سیستم‌های آن.

گرایش مهندسی بافت

این گرایش بیشتر در زمینهٔ پزشکی و در گستردهی میکروسکوپیک می‌پردازد. در این شاخه تخصص درآناتومی بیوشیمی و مکانیک سلول‌ها و ساختارهای درون سلولی برای درک بیشتر در فرایند بیماری توانایی داخل شدن به بخشهای ویژه سلول لازم است. هدف این شاخه که در اواخر قرن بیستم پایه‌گذاری شده‌است، مطالعه و تهیه مدل‌های ایده‌آل از ماکرومولکول‌ها و ساختار سلولی است که منجر به درک بهتر پدیده‌های درون یاخته‌ای و همچنین فهم عمیق‌تر مکانیسم تاثیر عملکرد ناصحیح آنها در بروز حالات بیماری می‌شود. به علاوه این مدل‌ها سبب ارزیابی موثرتر فرضیه‌ها و نظریه‌های درمانی مانند طراحی انواع پروتئینها با خصوصیات منحصر به فرد لیگاند-رسپتوری می‌گردد. از جمله اهداف دیگر این شاخه، مطالعه و مدل‌سازی ساختار سلول و فرایند بازیابی جراحات در بافت‌های آسیب‌دیده به منظور ارائه روش‌های درمانی بهینه‌تر جهت تقلیل و رفع ضایعات بافتی و همچنین تولید نمونه‌های مصنوعی برای جایگزینی آنهاست. به این منظور علل و مکانیسم‌های تبدیل سلول‌های بنیادی‎ به بافت‌ها و ارگانهای مختلف بررسی و با استفاده از مدل‌های بدست آمده بافت‌های آسیب دیده ترمیم یا در خارج از بدن به صورت مصنوعی تولید می‌شود. از جمله این بافتها و ارگانها می‌توان به استخوان، غضروف، کبد، پانکراس، پوست و رگ‌های خونی اشاره کرد.


گرایش پردازش تصاویر پزشکی

در این رشته اطلاعات جمع‌آوری شده در تغییرات پدیده‌های فیزیکی در بدن را با بهره‌گیری از تکنولوژی تحلیل پردازش الکتریکی و سرعت بالای آن تجزیه و تحلیل می‌کنند و به صورت یک تصویر در می‌آورند و اغلب این تصاویر را می‌توان با اعمال غیر تهاجمی (بدون آسیب) بدست آورد به نحوی که هیچ اثر دردی برای بیمار نداشته باشد. در این گرایش تهیه تصویر از اجزاء ایستای بدن مانند استخوانها و بافتها و ادغام ویژگی‌های منحصر به فرد حالت‌های مختلف تصویربرداری مثل CT و MRI جهت تهیه تصاویر گویاتر مانند تصاویر سه‌بعدی و همچنین ارائه الگوریتم‌های پردازشی برای مدل‌سازی بافت‌های سالم و ضایعات آنها جهت ارائه روش‌های تشخیصی دقیقتر و غیر تهاجمی مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین بررسی فیزیولوژی و حرکت بافت‌های دینامیک در بدن مانند قلب و عروق از طریق تصویربرداری عملکردی‎(Functional Imaging) ‎ و تکنیک‌های بی‌درنگ (Real Time) و همچنین مدل‌سازی این رفتارها در بافت‌های سالم و ناسالم در جهت تشخیص بهتر ناهنجاریها و تصویربرداری مولکولی به منظور مطالعه موقعیت، ساختار و حرکت مولکول‌ها (مانند مولکول‌ها و سلول‌های سرطانی) و توجیه این حرکات بر اساس الگوریتمهای آماری و همچنین مطالعه و مدل‌سازی مکانیسم‌های مختلف حیات در سطح مولکولی به صورت غیرتهاجمی برای ارائه روش‌های درمانی دقیق‌تر مثل طراحی آنتی‌بادیها و ردیابی آنها برای از بین بردن بهتر مولکول‌ها و سلول‌های مهاجم و تقلیل آسیب به سلولهای سالم بدن مورد نظر است.


گرایش مهندسی توانبخشی

یک شاخه جدید و توسعه یافته مهندسی پزشکی است. متخصصان این رشته به بالا بردن توانایی‌ها وبهبود بخشیدن به کیفیت زندگی افراد کمک می‌کند و با توجه به پیشرفت تکنولوژی به طراحی مح‌های جدید و روشهای نوین برای سکونت ارتباط و… کمک می‌نماید.


گرایش مدل‌سازی سیستم‌های فیزیولوژیکی

در این زمینه سعی می‌شود با استفاده از قوانین موجود در مهندسی و تکنیک‌های پیشرفته و ابزار لازم یک طرح کلی و جامع از ارگان‌های زنده، از باکتری گرفته تا انسان، تهیه می‌کنند. در این رشته برای تحلیل اطلاعات حاصل از آزمایشها و فرمول‌بندی کردن جزئیات فیزیولوژیکی با روابط ریاضی، از مدل‌سازی کامپیوتری استفاده می‌شود. سیستم‌های زنده دارای یک مجموعه بسیار با قاعده به همراه بازخورد برای کنترل خود هستند. ازجمله علومی که با مدل سازی سیستمهای بیولوزیکی دربستره مهندسی پزشکی با یک فرمت جدید می‌توان تحلیل کرد علوم پزشکی مشرق زمین است فی الجمله طب سنتی ایران وچین که گستره‌ای از پارامدیک دست نیافته‌است وشاید به علت قدمتش با پزشکی نوپای غربی همپا نشده وسرشار از رموز واسرار است.


گرایش ابزار دقیق در مهندسی پزشکی

کاربردی است از الکترونیک در تشخیص و بررسی ساختار بیماری‌ها، رایانه‌ها بخش اصلی این گرایش را بر عهده دارند سیستم‌های تصویر پزشکی به وسیله مهندسان این رشته ساخته می‌شوند.


گرایش مدیریت فناوری اطلاعات پزشکی در ایران

دوره کارشناسی ارشد فناوری اطلاعات پزشکی به عنوان گرایش جدید از رشته مهندسی پزشکی پیشنهاد شده‌است. ضرورت وجود اطلاع رسانی پزشکی در حوزه پزشکی در دهه‌های گذشته از عوامل مهم در توجیه فناوری اطلاعات به عنوان یک رشته کاربردی مهم در دهه اخیر بوده‌است. نظر به گسترش سریع حوزه فناوری اطلاعات مدیریت در این حوزه اهمیت روزافزونی یافته‌است. فناوری اطلاعات پزشکی هم اکنون از زمینه‌های مهم فناوری اطلاعات است و طبیعتاْ مدیریت فناوری اطلاعات در این حوزه اهمیت زیادی دارد.

طول دوره و شکل نظام

حداقل طول این دوره ۴ نیمسال است، بدین معنی که دانشجویانی که ناچار به گرفتن دروس جبرانی نیستند، چنانچه کار درسی و تحقیقاتی خود را بنحو مطلوبی انجام دهند، می‌توانند دوره را در۴ نیمسال به پایان برسانند.

نظام آموزشی آن واحدی است و مدت تدریس ۱ واحد نظری ۱۷ ساعت می‌باشد.

تعداد واحدهای درسی

دانشجو برای تکمیل دوره کارشناسی ارشد فناوری اطلاعات و مدیریت بصورت مجازی باید حداقل۳۲ واحد درسی و تحقیقاتی بشرح زیر با موفقیت بگذراند.

تعداد واحد

    اصلی * ۲۷ درس
    اختیاری * ۴ درس
    پروژه تحقیق و یا دروس معادل* ۳ واحد
    جمع ۳۲ واحد

علاوه بر موارد فوق، هر دانشجو این دوره که قبلاً در دوره کارشناسی یا لیسانس، دروس جبرانی رانگذرانده باشد، باید با موفقیت آنها را بگذراند، از دروس جبرانی واحدی به دانشجو تعلق نمی‌گیرد.