مقاله- پروژه دانشجوی-پایان نامه- درمورد

800x600
 
 
 
دروس دكتري مهندسي پزشكي
 
با سه گرايش
بيوالكتريك- بيومكانيك- بيومتريال مشخصات كلي برنامه آموزشي دوره دكتري مهندسي پزشكي
 
       1- تعريف و هدف:
دوره دكتري مهندسي پزشكي بالاترين مقطع تحصيلي دانشگاهي است كه به اعطاي مدرك مي‌انجامد. اين دوره مجموعه‌هايي هماهنگ از فعاليت‌هاي آموزشي- پژوهشي را در زمينه‌هاي بيوالكتريك، بيومكانيك و بيومواد در برمي‌گيرد. آموزش وسيله برطرف ساختن كمبودهاي اطلاعات لازم داوطلب جهت حصول به اهداف تحقيق در مرزهاي دانش است. آموزش راه را براي حصول به اهداف تحقيق هموار مي‌سازد.
تحقيق در مرزهاي دانش بصورت نظري- تجربي مربوط به اين دوره مي‌باشد.
برخي از زمينه‌هاي تحقيق به شرح زير است:
1) طراحي ابزار دقيق و تجهيزات بيمارستاني و وسايل اندازه‌گيري پزشكي
2) مدل‌سازي و كنترل سيستم‌هاي بيولوژيكي
3) پردازش سيگنالهاي بيولوژيكي و تصاوير پزشكي
4) طراحي و ساخت سيستم‌هاي رهايش مواد بيولوژيكي
5) ساخت پروتزها و اندامهاي مصنوعي
6) تأثير متقابل انسان و ماشين
7) تأثير متقابل مواد در بدن انسان
     هدف از ايجاد دوره دكتري مهندسي پزشكي عبارت است از:
1) احاطه يافتن بر آثار علمي در يك زمينه خاص از مهندسي‌پزشكي
2) يادگيري روش تحقيق مستقل و تحليل و حل سيستماتيك مشكلات
3) كمك به پيشرفت مرزهاي دانش
4) پرورش نوآوري و خلاقيت در زمينه‌هاي علمي و تحقيقي
 
2- شرايط ورود و گزينش دانشجو:
شرايط ورود به دوره دكتري مهندسي پزشكي مطابق آيين‌نامه مصوب شوراي عالي برنامه‌ريزي بوده و موارد زير در نظر گرفته مي‌شود:
الف- داشتن مدرك كارشناسي ارشد در رشته مهندسي پزشكي، مهندسي برق، مهندسي كامپيوتر، مهندسي مكانيك، مهندسي مواد، مهندسي پليمر، مهندسي شيمي، مهندسي نساجي و فيزيك پزشكي
تبصره1: داوطلبان پذيرفته شده با مدرك غير از كارشناسي ارشد مهندسي پزشكي لازم است دروس جبراني كه توسط شوراي تحصيلات تكميلي دانشكده تعيين مي‌شود را بگذرانند كه حداكثر 16 واحد مي‌باشد. اين دروس با توجه به كمبودهاي درسي دانشجو از ميان دروس كارشناسي يا كارشناسي ارشد انتحاب مي گردد.
ب- قبولي در امتحانات كتبي و شفاهي اختصاصي جهت ورود به دوره دكتري
ج- تسلط كافي به زبان انگليسي كه توسط آزمون ورودي زبان مشخص خواهد شد.
تبصره 2: برگزاري امتحانات كتبي و شفاهي اختصاصي جهت ورود به دوره دكتري به عهده كميته تحصيلات تكميلي دانشكده پذيرنده دانشجو مي‌باشد.
تبصره 3: مواد آزمون كتبي و ضرايب دروس توسط مجري مشخص مي گردد.
تبصره 4: پذيرش، تشخيص و تأييد صلاحيت علمي داوطلب، جهت ورود به دوره دكتري، به عهده كميته تحصيلات تكميلي دانشكده يا شوراي گروه مجري مي‌باشد.
 
3- طول دوره و شكل نظام:
دوره دكتري براساس آيين‌نامه مربوط، مصوب شوراي عالي برنامه‌ريزي و شامل دو مرحله آموزشي و پژوهشي خواهد بود.
 
4- مرحله آموزشي:
در مرحله آموزشي دوره دكتري مهندسي پزشكي، گذراندن حداقل 18 واحد درسي در يك زمينه اصلي و يك زمينه فرعي اجباري است. اين دروس بايد متفاوت از دروسي باشد كه دانشجو در دروه‌هاي قبل گذرانده است.
تبصره1 : تصويب زمينه‌‌هاي اصلي و فرعي و تعلق دروس به يك زمينه خاص به عهده كميته تحصيلات تكميلي دانشكده و يا شوراي گروه مجري مي‌باشد.
تبصره 2: زمينه فرعي مي‌تواند خارج از رشته تحصيلي دانشجو انتخاب شود.
تبصره 3: دانشجو موظف است در اولين نيمسال تحصيلي، استاد راهنما را انتخاب نمايد. در همين زمان، كليات مربوط به موضوع تحقيقات دانشجو  و برنامه آموزشي مربوطه بايد تهيه و به تصويب شوراي تحصيلات تكميلي دانشكده و يا شوراي گروه مجري برسد.
 
5- امتحان جامع:
دانشجوياني كه كليه دروس مرحله آموزشي خود را با موفقيت گذرانده‌ باشند لازم است در آزمون جامع كه به صورت كتبي و شفاهي برگزار مي‌گردد شركت نمايند. اين آزمون از محتويات دروس تحصيلات تكميلي دانشجو برگزار شده و دانشجو حداكثر دوبار مي‌تواند در آن شركت نمايد. جزئيات و شرايط برگزاري آزمون مطابق دستورالعمل مصوب شوراي عالي برنامه‌ريزي مي‌باشد.
 
6- مرحله پژوهشي و تدوين رساله:
دانشجوياني كه در امتحان جامع قبول شده باشند، در مرحله تدوين رساله ثبت‌نام مي‌نمايند. تعداد واحد پروژه تحقيقاتي حداقل 24 واحد است كه در هر ترم حداقل 6 واحد و حداكثر 9 واحد ثبت‌نام مي‌‌نمايند. گذراندن 24 واحد پروژه دكتري مصوب شوراي عالي برنامه‌ريزي انجام مي‌گيرد.
 
تبصره 1: دانشجو موظف است حداكثر سه ماه بعد از قبولي در آزمون جامع، پيشنهاد نهايي رساله خود را با راهنمايي و همكاري اساتيد راهنما و مشاور تهيه نمايد و پس از تأييد اساتيد راهنما، توسط ايشان در كميته تحصيلات تكميلي دانشگاه و يا دانشكده (براي دانشگاههاي جامع) ارائه شود. در صورت عدم تصويب موضوع رساله، كميته تحصيلات تكميلي مي‌تواند حداكثر سه ماه براي تصحيح، تكميل و يا تغيير موضوع، مهلت اضافي قائل شود.
 
تبصره 2: تغيير استاد راهنما و يا موضوع رساله تنها يك بار و با تصويب كميته تحصيلات تكميلي دانشگاه و يا دانشكده امكان پذير مي‌باشد. بديهي است سنوات تحصيلي دانشجو نبايد از حداكثر مدت مجاز تجاوز نمايد.
تبصره 3: در صورتي كه كار پژوهشي دانشجو تا يكسال پس از گذراندن امتحان جامع مورد تأييد استاد راهنما نباشد، مراتب در شوراي تحصيلات تكميلي دانشگاه و يا دانشكده مطرح و در صورت تصويب شوراي فوق، دانشجو از ادامه تحصيل در آن رشته محروم مي‌شود.
 
تذكر:
در دانشگاه‌هاي جامع، لفظ دانشگاه به دانشكده و دانشكده به گروه آموزشي اطلاق مي‌گردد.
 

 
 
 
جدول دروس دكتري مهندسي پزشكي - گرايش بيوالكتريك
 
رديف
نام درس
تعداد واحد
1
فيزيولوژي مغز وشناخت
3
2
بيوالكترومغناطيس
3
3
هوش مصنوعي
3
4
شبكه هاي عصبي
3
5
مباحث پيشرفته در شبكه هاي عصبي
3
6
اسلوب شناسي سيستم ها و سيبرنتيك كاربردي
3
7
سيبرنتيك درجة دوم و ارتباط انسان و ماشين
3
8
بررسي آشوب و كاربردهاي آن در مهندسي پزشكي
3
9
روش هاي غير خطي پردازش سيگنال هاي بيولوژيكي
3
10
مباحث پيشرفته در كنترل و يادگيري حركات انسان
3
11
اولتراسوند و كاربردهاي آن در مهندسي پزشكي
3
12
رباتيك پزشكي
3
13
كنترل هوشمند
3
14
كنترل سيستم هاي بيولوژيكي
3
15
مباحث پيشرفته در مدل سازي سيستم هاي بيولوژيكي
3
16
پردازش سيگنال هاي بيولوژيكي
3
17
ابزاردقيق مهندسي پزشكي (بيواينسترومنت)
3
18
مدل سازي سيستم هاي بيولوژيكي
3
19
كنترل سيستم هاي بيولوژيكي
3
20
كنترل سيستم هاي عصبي عضلاني
3
21
سيستم هاي تصويرنگار پزشكي
3
22
الكتروفيزيولوژي
3
23
مباحث پيشرفته در كنترل و يادگيري حركات انسان
3
24
مباحث ويژه در مهندسي پزشكي- بيوالكتريك 1
3
25
مباحث ويژه در مهندسي پزشكي- بيوالكتريك 2
3
26
پردازش سيگنالهاي ديجيتال پيشرفته
3
27
پردازش تصوير
3
28
پردازش گفتار
3
29
رياضيات مهندسي پيشرفته
3
30
فرآيندهاي اتفاقي
3
31
تئوري اطلاعات
3
32
سيستم‌هاي فازي
3
33
ليزر و كاربردهاي آن در  مهندسي پزشكي
3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
رديف
نام درس
تعداد واحد
34
سيستم‌هاي خبره
3
35
كنترل بهينه
3
36
كنترل تطبيقي
3
37
كنترل فرآيندهاي اتفاقي
3
38
كنترل سيستم‌هاي چند متغيره
3
39
تخمين و شناسائي سيستم‌ها
3
40
شناسائي الگو
3
41
فيلترهاي وفقي
3
42
مباحث پيشرفته در پردازش سيگنالهاي بيولوژيكي
3
43
بازشناسي گفتار
3
44
كنترل پيش‌بين
3
45
مباحث پيشرفته در پردازش تصوير
3
46
ويولت و كاربرد آن در پردازش سيگنال و تصوير
3
جدول دروس دكتري مهندسي پزشكي - گرايش بيوالكتريك
 
 
 
·         مجموعة دروسي كه دانشجويان دكتري مي توانند اخذ نمايند لازم است كه قبلاً به تصويب گروه مربوطه رسيده باشد. بر اساس زمينة تحقيقاتي دانشجو، اين دروس از بين دروس مصّوب دورة دكترا انتخاب مي‎گردند. دانشجويان مي‎توانند با صلاحديد استاد راهنما و تصويب گروه تخصصي، حداكثر 2 درس را از ساير رشته هاي مرتبط به رسالة خويش انتخاب نمايد.
·         دانشجويان دكتراي بيوالكتريك لازم است كه در دوره هاي تحصيلات تكميلي (كارشناسي ارشد يا دكتري)، در مجموع حداقل 3 درس را از بين دروس جدول مربوط به گرايش بيوالكتريك اخذ نمايند.
 
جدول دروس دكتري مهندسي پزشكي -گرايش بيومكانيك
 
رديف
نام درس
تعداد واحد
1
رياضيات مهندسي پيشرفته (اجباري)
3
2
روشهاي محاسبات عددي پيشرفته
3
3
تئوري الاستيسيته
3
4
تئوري پلاستيسيته
3
5
ويسكو الاستيسيته ورئولوژي مواد حياتي
3
6
خزش، خستگي و شكست در بيومكانيك
3
7
روش اجزاء محدود II
3
8
مكانيك سيالات پيشرفته و سيستم سيركولاسيون حياتي
3
9
پديده‌هاي انتقال حرارت و جرم در سيستم‌هاي حياتي
3
10
ديناميك سيالات محاسباتي CFD)  ) وكاربرد آن در جريان سيالات حياتي
3
11
ديناميك پيشرفته
3
12
اجزاء واندامهاي مصنوعي
3
13
بيومكانيك فك ودندان
3
14
رباتيك پيشرفته
3
15
بيومكانيك راه رفتن
3
16
 اصول مهندسي بافت
3
17
حس لامسه مصنوعي در مهندسي پزشكي
3
18
بيو مكانيك استخوان و صدمات استخواني
3
19
زيست سازگاري
3
20
مكانيك سلولي
3
21
تعامل سيال و جامد (FSI) در سيستم‌هاي حياتي
3
22
آناليز راه رفتن
3
23
پردازش تصوير
3
24
شبكه‌هاي عصبي
3
25
مباحث پيشرفته ليزر و كاربردهاي آن درمهندسي پزشكي
3
26
مباحث پيشرفته در مدلسازي سيستمهاي حياتي
3
27
مكانيك بافت
3
28
مباحث ويژه در مهندسي پزشكي – بيومكانيك 1
3
29
مباحث ويژه در مهندسي پزشكي – بيومكانيك 2
3
 
  درس "رياضيات مهندسي پيشرفته"، براي تمامي دانشجويان دكتراي مهندسي بيومكانيك، اجباري مي باشد. اگر دانشجوئي قبلاً اين درس را گذرانده باشد، بايد به جاي آن، درس ديگري را اخذ نمايد. مابقي دروس با توافق استاد راهنماي دانشجو و گروه تخصصي بيومكانيك از جدول مربوط به دروس گروه بيومكانيك تعيين مي‌گردد.
 
جدول دروس دكتري مهندسي پزشكي-گرايش بيومتريال
 
رديف
نام درس
تعداد واحد
1
پليمرها و كاربرد آنها در مهندسي پزشكي
3
2
سراميك‌ها و كاربرد آنها در مهندسي پزشكي
3
3
زيست‌سازگاري
3
4
زيست‌سازگاري پيشرفته
3
5
كامپوزيت‌ها و كاربرد آنها در مهندسي پزشكي
3
6
فلزات و كاربرد آنها در مهندسي پزشكي
3
7
ژل‌ها و كاربرد آنها در مهندسي پزشكي
3
8
تخريب‌پذيري بيومواد در محيط‌هاي بيولوژيكي
3
9
سيستم‌هاي نوين رهايش مواد بيولوژيكي در بدن
3
10
آزمون‌هاي بيولوژيكي بيومواد و سترون‌كردن مواد
3
11
پديده‌هاي نفوذ در سيستم‌هاي بيولوژيكي
3
12
عروق مصنوعي
3
13
پوست مصنوعي
3
14
بيورئولوژي و همورئولوژي
3
15
چسبندگي در محيط‌هاي بيولوژيكي
3
16
مواد قابل‌كاشت در بدن
3
17
روش‌هاي شناسايي و انتخاب مواد پزشكي
3
18
پرتودهي بيومتريال‌ها
3
19
نانو بيومتريال‌ها و كاربردهاي زيستي
3
20
حسگرهاي‌ زيستي(بيوسنسورها)
3
21
مهندسي سلول‌هاي بنيادي
3
22
بيوسراميك پيشرفته
3
23
ترميم زخم
3
24
پلي‌يورتان‌ها و كاربرد آن درمهندسي پزشكي
3
25
روشهاي نوين براي آناليز سطوح مواد زيست‌سازگار
3
26
بررسي خواص و روش‌هاي پوشش‌دهي بيومتريال‌ها
3
27
مباحث ويژه در مهندسي پزشكي- بيومواد 1
3
28
مباحث ويژه در مهندسي پزشكي- بيومواد 2
3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
سرفصل دروس گرايش بيوالكتريك
نام درس: فيزيولوژي مغز و شناخت
تعداد واحد: 3   
 
سرفصل:
1)  كورتكس حسي
·       از اطلاعات تا آگاهي
·       فيزيولوژي احساسي وشناخت  (مدل‌هاي مطرح شده)
2)  مخچه
·       فيزيولوژي مخچه و ارتباط آن با يادگيري و شناخت
·       نقش مخچه در بازشناسي و توليد ماهرانة الگوها
3)  بازال گانگليا (عقده‌هاي قاعده‌اي)
·       فيزيولوژي ارتباط عقده هاي قاعده‌اي با حركت
·       يادگيري تقويتي
·       مدل‌هاي ارائه شده
4)  هيپوكامب
·       فيزيولوژي هيپوكامپ و نقش آن در يادگيري
·       مدل‌هاي ارائه شده
5)  قشر مغز (كورتكس)
·       فيزيولوژي قشر مغز
·       مدل‌هاي ارائه شده
·       ارتباط با هشياري، توجه، تفكر و مدل‌‌شناختي
 
منابع :
·         Kandel E.C. et al., "Principles of Neural Science".
نام درس: مباحث پيشرفته در شبكه‌هاي عصبي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  قوانين پيشرفتة يادگيري در شبكه هاي عصبي
·   روش گراديان مزدوج
·   روش Levenburg-Marquardt
2)  تغيير و توسعه ساختاري در شبكه‌هاي عصبي
·         نگاهي بر توسعه و تكامل در مغز
·         شبكه‌هاي عصبي مصنوعي با ساختار پويا
·         روش‌هاي هرس واحدها و اتصالات (Pruning)
·         روش‌هاي افزايش واحدها و اتصالات (Constructive)
·         روش‌هاي افزايش و هرس توأم واحدها و اتصالات
3)  الگوريتم‌هاي تكاملي و تكامل دادن شبكه‌هاي عصبي
·         مقدمه‌اي بر الگوريتم‌هاي تكاملي
·         الگوريتم‌هاي ژنتيك
·         استراتژي‌هاي تكاملي
·         تكامل دادن شبكه‌هاي عصبي مصنوعي
·         تكامل دادن  وزن‌هاي اتصالات
·         تكامل دادن معماري شبكه (‌نحوه اتصال‌بندي، توابع تبديل گره‌ها)
4)  شبكه هاي عصبي مدولار
·       اصول طراحي شبكه‌هاي عصبي مدولار
·       چند مثال از شبكه‌هاي عصبي مدولار
5)  شبكه هاي عصبي بازگشتي
·       شبكه هاي Elman و Jordan
·       باز كردن شبكه هاي بازگشتي در زمان
·       روش هاي تعليم شبكه هاي عصبي بازگشتي “BPTT” و “RTRL”
·       تعليم نقطه ثابت
·       تعليم مسير
·       شبكة هاپفيلد پيوسته
·       تحليل پايداري شبكه هاي عصبي بازگشتي
 
6)  پردازش هوشمند سيگنال‌ها توسط شبكه‌هاي عصبي
·       تحليل مؤلفه‌هاي اساسي خطي توسط شبكه‌هاي عصبي
·       تحليل مؤلفه‌هاي اساسي غيرخطي توسط شبكه‌هاي عصبي
·       پردازش معكوس در شبكه‌هاي عصبي جلو سو به كمك پس انتشار خطا
·       پردازش دو سويه در شبكه‌هاي عصبي با استفاده از شبكه‌هاي معكوس يكديگر
7)  شبكه هاي عصبي پالسي (اسپايكي)
8)  نمونه‌هائي از كاربردها
 
منابع:
 
·         Handbook of Neural Network Signal Processing, Y.H. Hu, J.N. Hwang, CRC Press, 2002.
·         Neural Network, A Comprehensive Foundation, S. Haykin, 1999.
·         Neural and Adaptive Systems, Fundamentals through Simulations, J.C. Principe, N.R. Euliano, W.C. Lefebvre, John Wiley & Sons, 2000.
·         The Handbook of Brain Theory and Neural Network, M.A. Arbib, MIT Press, 2003.
·         Neural Network for Pattern Recognition, C.M. Bishop, Oxford University Press, 1995.
·         Introduction to Artificial Neural Systems, J.M. Zurada, West Publishing Company, 1992.
·         Neural Networks for Intelligent Signal Processing, A. Zaknich, World Scientific, 2003.
نام درس: روش‌هاي غيرخطي پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي 
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه
2)  آناليز ديناميك غيرخطي سريهاي زماني
3)  منشاء آشوب در سيگنال‌هاي بيولوژيكي
4) كاربرد تئوري آشوب، بُعد كسري و انواع آنتروپي (شانون، ...) در پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي
5)  معيارهاي ديگر پيچيدگي (Lempel-Ziv، ...)
6)  آنتروپي تقريبي و كاربرد آن در پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي
7)  كاربرد شبكه‌هاي عصبي در پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي
8)  كاربرد سيستم‌هاي فازي در پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي
9)  كاربرد آلگوريتم‌هاي تكامل در پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي
 
منابع:
  M. Akey, "Nonlinear Biomedical Signal Processing", Vol. 1 & 2, IEEE Press (2001).
نام درس: ويولت و كاربرد آن در پردازش سيگنال و تصوير
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه‌
2)  بانك‌هاي فيلتر و آناليز چند رزولوشني
3)  تبديل ويولت و فيلتر بانك
4)  خواص تقريب زنندگي و طراحي ويولت
5)  ويولت چند بعدي
6)  مولتي ويولت و كاربردهاي آن
7)  ويولت M باند
8)  ويولت مختلط و كاربردهاي آن
9)  فيلتر بانك هاي جهت دار
10)                     تبديل هاي دو بعدي جدائي ناپذير (كرولت، كانتورلت، ريجلت و ...)
11)                     تقسيم زير باندي، ليفتينگ و ويولت هاي نسل 2
12)                     كاربرد ويولت در فيلترينگ و حذف نويز از سيگنال‌ها
13)                     كاربرد ويولت در شناسايي الگو
14)                     كاربرد ويولت در فشرده‌سازي سيگنال و تصوير
15)                     كاربرد ويولت در بهبود تصوير
16)                     كاربرد ويولت در تشخيص لبه و تقطيع تصوير
 
منابع:
  Bultheel, "Wavelets with Applications in Signal and Image Processing", 2002.Mallat, “A Wavelet Tour of Signal Processing”, 1998.
نام درس: اسلوب شناسي سيستمها و سيبرنتيك كاربردي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  تفكر سيستمي
·       سيستم چيست؟
·       تاريخ تفكر و نظريه سيستم‌ها
·       هدف‌ها و گرايش‌هاي نگرش سيستمي
·       نظريه عمومي سيستم‌ها و وحدت علم
2)  رهيافت‌هاي موجود در اسلوب شناسي سيستم‌ها
·        نوع شناسي و رده‌هاي مهم سيستم‌ها
·        سيستم‌هاي بسته و باز و مرز سيستم
·       سيستم‌هاي طبيعي و سيستم‌هاي ساخت بشر
·       ويژگي‌هاي رفتاري يا ساختاري سيستم
3)  رويكرد رياضي و مدلسازي در سيستم‌ها
·       تعريف رياضي سيستم
·       چندين خاصيت عمومي سيستم بر مبناي معادلات انتگرال - ديفرانسيل
·       كليت، مجموع،  مكانيزه ساختن، تمركز، رقابت، رشد و غايت
·       مدلسازي كارآئي در سيستم‌ها
4)  اصول و مفاهيم سيبرنتيك كاربردي
·       مدلسازي كارآئي در سيستم‌ها سيستم‌هاي سيبرنتيكي و كاربرد سيبرنتيك
·       فراگيري و سازگاري در سيستم‌هاي سيبرنتيكي
·       سيستم‌هاي سه وجهي با سيستم‌هاي مبتني بر اطلاعات
·       سيستم‌هاي باز و سيبرنتيك
·       اصول پسخوراند در سيستم‌هاي سيبرنتيكي و ارگانيستي
5)  نقد سيبرنتيكي
·       نقد سيبرنتيكي مشتمل بر نقد موجبي و نقد امكاني
·       نقد حاصل از فعاليت گيرنده ها و يا اثر گذارنده‌ها و يا هر دو
·       از اطلاعات تا آگاهي
·       محتوي و دامنه نقد موجبي و نقد امكاني
·       كامپيوتر و دستگاه سيبرنتيكي
6)  هوشمندي در سيستم‌هاي سيبرنتيكي
·       تفاوت ميان سيستم‌هاي كلاسيك و سيستم‌هاي هوشمند
·       پايگاه اطلاعات و پايگاه معرفت (ايستا و پويا)
·       بازنمائي معرفت و بازشناخت الگو
·  ارتباط هوشمندي با تغيير پارامترها يا تغيير ساختار در سيستم‌هاي سيبرنتيكي
·       بازشناخت هوشمندانه الگو بر مبناي تطبيق دهي حسي-ذهني
·       هوشمندي و نقد سيبرنتيكي
 
نام درس: سيبرنتيك درجة دوم و ارتباط انسان و ماشين
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
 
1)  سيستم‌هاي سيبرنتيكي و كاربردي مهندسي سيبرنتيك
·       سيبرنتيك در جهان امروز
·       ماشين هاي خودكار و حيات
·       راه‌هاي تكامل اتوماسيون
·       سيستم‌هاي مبتني بر اطلاعات وآگاهي
 
2)  سيبرنتيك مرتبة دوم و اصول رفتارهاي تكاملي
·       از كنش متقابل تا سازمان (كل و اجزاء)
·       پروسس هاي حلقوي و خود سازماندهي
·       پيچيدگي، اطلاعات و آشوب (فضاي عدم قطعيت)
·       سازگاري، يادگيري و مهارت در فضاي سيبرنتيكي
·       ارگانيسم به عنوان سيستم باز و هم پايان
 
3)  مدل سازي سيستم هاي سيبرنتيكي بر مبناي محاسبات تكاملي
·       تفاوت مدل سازي مبتني بر رياضيات قطعي و رياضيات تكاملي
·       تعاملات اجزاء سيستم و مدل سازي عدم قطعيت
·       مدلسازي سيستم هاي زنده در فضاي عدم قطعيت
·       مدلسازي سيستم هاي هدفمند و سلسله مراتبي
·       مدلسازي سيستم هاي آشوب گونه و خود سازمانده
 
4)  ارتباط انسان و ماشين در فضاي سيبرنتيكي
·       ماهيت رفتار واحدهاي متشكل از انسان و ماشين
·       همكاري و تقسيم كار بين انسان و ماشين
·       ارگونومي و مهارت
·       كارآئي سيستم هاي انسان- ماشين و مهندسي عوامل انساني
·       ارتباط و همكاري بين مغز انسان و كامپيوتر
·       واقعيت مجازي با نگرش سيبرنتيكي
 
5)  تئوري صف و كاربرد نظريه بازيها
·       ماهيت و دور نماي تئوري صف
·        چارچوب كلي سيستم هاي صف و قانون ليتل
·       مدل هاي نهائي و زنجيره هاي ماركوف در سيستم هاي صف
·       تئوري بازي ها به عنوان مدلي از رفتار متضاد
·       بازي با نقاط زمين (Saddle) و بدون نقاط زمين
·       بازي هاي 2*2  يا n*2 و 2*m با جمع صفر
·       استراتژي هاي مخلوط و مسئلة “Dominance”
 
        6)   اتوماتاي سلولي (CA)
·         مفاهيم پايه اي اتوماتاي سلولي
·         اتوماتاي سلولي يك بعدي و دو بعدي
·         مسئلة تعاملات و تئوري محاسبات در “CA”
·         اتوماتاي سلولي و بازي حيات
·         مدلسازي سيستم هاي بيولوژيكي به كمك “CA”
 
منابع:
 
·         Ashby W.R., "An Introduction to Cybernetics”, Methuen, Landon; 1964.
·         Von Forester H., "Cybernetics of Cybernetucs", Future Systems, Minneapolis, 1996.
·         Yu-Korshunov, "Mathematical Methods of Cybernetics", Mir Publishers, 1990.
·         Ashby, W.R., "Principles of the Self Organizing System", Pergamon Press, 1962.
·         N. J. Nilson, "Logical Fundamentals of Artificial Intelligence", 1990.
·         Posner, "Foundations of Cognitive Science", MIT Press, 1990.
·        Bennett C.H., "Dissipation, In Formation, Computational Complexity and Definition of Organization”, Addisson-Wesley, 1985.
·        Madala H.R. and Ivankhnenko A.G., "Inductive Learning Algorithms for Complex System Modeling", CRC Press, 1994.           
نام درس: بيوالكترومغناطيس
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مباحث تئوري الكترومغناطيس
·       ميدان‌هاي مغناطيسي
·       قانون فارادي و القاي مغناطيسي
·       مشخصات امواج الكترومغناطيس، ‌انواع و ويژگي‌هاي آن‌ها
·       معادلات ماكسول
2)  مباحث تئوري بيوالكترومغناطيس
·       طبيعت منابع بيوالكترومغناطيسي در بدن
·       تئوري تقابل و تئوري ميدان‌ هادي (Lead Field)
·       تئوري اندازه‌گيري بيومغناطيس
·       حل مسائل معكوس و مدل‌سازي منابع
 بررسي ويژگي‌هاي بافت زنده در ارتباط با امواج الكترومغناطيس
·       اثر امواج مغناطيسي بر بافت زنده
·       تصويربرداري امپدانسي مغناطيسي
·       ميدان مغناطيسي حاصل از اعمال و القاي جريان الكتريكي
·       پليتسموگرافي مغناطيسي
·       كاربردهاي درماني و استانداردها
3)  اندازه‌گيري مغناطيسي
·       تكنولوژي اندازه‌گيري سنسورهاي "SQUID"
·       مگنتالسفالوگرافي و مگنتوكارديوگرافي
·       روش‌هاي تركيبي با "MRI" ساختاري و عملكردي
·       ميدان‌هاي برانگيخته مغناطيسي (ERP)
·  كاربردهاي كلينيكي: مگنتو انسفالوگرافي؛ مگنتوكارديوگرافي و ميدان‌هاي برانگيختة مغناطيسي
4)  مواد مغناطيسي
·       مواد مغناطيسي در بدن و ويژگي‌هاي آن
·       مغناطيسي كردن مواد مغناطيسي
·       به كارگيري مواد مغناطيسي براي تشخيص‌هاي كلينيكي
5)  تحريك مغناطيسي
·       تكنولوژي تحريك كننده‌هاي مغناطيسي
·  تحريك مغناطيسي بافت عصبي در امواج فركانس پائين، راديوئي، موبايل و مايكروويو
·       مگنتوتراپي (كاهش درد، ترميم اندام‌ها، ژن درماني و شيمي درماني)
نام درس: الكتروفيزيولوژي 
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
 
1)  عملكرد غشاء تحريك‌پذير در سلول‌هاي عصبي و عضلاني
·       پتانسيل‌ها و جريان‌هاي بيوالكتريك
·       كانال‌هاي يوني و پتانسيل عمل
·       انتشار ايمپالس الكتريكي
 
2)  تحريك الكتريكي سيستم‌هاي عصبي و عضلاني
·       تحريك الكتريكي بافت تحريك‌پذير
·       ميدان‌هاي خارج سلولي
·       خصوصيات هدايت الكتريكي بافت‌ها
 
3)  كاربرد علمي-‌تحقيقاتي الكتروفيزيولوژي
·       مقدمه‌اي بر مباني الكتروكارديوگرام (ECG)
·       مقدمه‌اي بر مباني الكترومايوگرام (EMG)
·       مقدمه‌اي بر مباني تحريك الكتروانسفالوگرام (EEG)
·       مقدمه‌اي برر تحريك الكتريكي كاركردي (FES)
 
منابع:
·         Plonseey R., Bar Rar, "Bioelectricity, A Quantitative Approach".
نام درس: پردازش گفتار
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
 
1)  سيستم توليد گفتار و مدل‌سازي جهاز صوتي
2)  بررسي ويژگي هاي آوائي واج ها (بحث آكوستيك-فونتيك)
3)  استخراج بازنمائي از سيگنال گفتار
·       بازنمائي‌هاي "LPC"، "PLP"، "MFCC" و ...
4) كليات سيستم‌هاي بازشناسي گفتار و معرفي انواع آن بر حسب واحد بازشناسي و نوع كاربرد و ابعاد واژگان
5) بازشناسي گفتار مبتني بر روش جابجائي زماني پويا "DTW"، “HMM” و شبكه هاي عصبي
6)  بازشناسي و تصديق هويت گوينده
7) بازسازي (سنتز) گفتار “TTS” (روش هاي پارامتري، غير پارامتري)، روش هاي توليد لحن طبيعي و بحث “TTP”
8)  مدل‌هاي زبان طبيعي جهت استفاده در بازسازي و بازشناسي گفتار
9)  روش هاي حذف نويز از سيگنال هاي گفتاري و صوتي
10)                     كدينگ سيگنال هاي گفتاري
11)     سيگنال هاي “Audio”، ويژگي هاي دريافت صوتي انسان، خصوصيات موسيقي، كدينگ “Audio”، تقطيع و جداسازي گفتار و سيگنال هاي “Audio”
 
منابع:
 
·         "Discrete-Time Processing of Speech Signal", J.R. Deller, J.G. Proakis, J.H.
نام درس: بازشناسي گفتار
تعداد واحد: 3
 
 
سرفصل:
1)  سيستم توليد و درك گفتار انسان و مقدماتي در آواشناسي گفتار
2)  روش‌هاي مرسوم تجزيه و تحليل و بازنمائي سيگنال گفتار
·       تبديل فورية زمان كوتاه
·       بازنمائي‌هاي "LPC"، "MFCC" و “PLP”
·       روش‌هاي مختلف نرماليزاسيون بازنمائي گفتار
3)  روش‌هاي جديد در فراهم نمودن بازنمائي‌هاي مناسب جهت بازشناسي گفتار
·       تبديل ويولت
·       ويژگي‌هاي آشوب گونة سيگنال گفتار
·       بازنمائي‌هاي اصلاح شدة مبتني بر ويژگي "MFCC"
·       نگاشت بازنمائي سيگنال گفتار به فضاهاي ديگر جهت جداسازي بهتر آن‌ها
·       روش‌هاي "PCA" خطي و غيرخطي در جهت فشرده سازي بازنمائي سيگنال گفتار
4)  كليات سيستم‌هاي بازشناسي گفتار و انواع آن بر حسب نوع و محيط كاربرد
5)  سيستم بازشناسي گفتار مبتني بر روش جابجائي زماني پويا "DTW"
6) سيستم بازشناسي گفتار مبتني بر مدل مخفي ماركف "HMM"، مدلسازي زير لغوي، مدلسازي وابسته به متن (دايفون و ترايفون)
7)  سيستم بازشناسي گفتار مبتني بر شبكه‌هاي عصبي
8)  مقاوم‌سازي سيستم‌هاي بازشناسي گفتار مبتني بر مدل مخفي ماركف
·       مقاوم‌سازي به نويز
·       مقاوم‌سازي به تغييرميكروفن
·       مقاوم‌سازي به تغيير گوينده
9)  مقاوم سازي سيستم‌هاي بازشناسي گفتار مبتني بر شبكه‌هاي عصبي
10)     شناسائي گوينده (بازشناسي و تاييد)، وابسته و غير وابسته به متن، با استفاده از روش هاي “VQ”، “HMM”، “GMM” و شبكة عصبي
11)                     مدل‌هاي زبان طبيعي جهت استفاده در بازشناسي گفتار:
·       لزوم استفاده از مدل زباني در سيستم‌هاي بازشناسي گفتار
·       مدل‌ آماري چندتائي كلمات N-gram از نوع عادي و نوع دسته‌بندي شده
·       مدل‌هاي معنائي "LSA"   و "PLSA"
 
 
 
منابع:
·         Spoken Language Processing, A Guide to Theory, Algorithm and System Development", X, Huang, et al., Carnegie Mellon University.
·         Handbook of Neural Networks for Speech Processing, S. Katagiri Editor, 2000.
·         "Discrete-time Processing of Speech Signal", J.R. Deller, J.G. Proakis, J.H.
نام درس: كنترل سيستم‌هاي بيولوژيكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه اي دربارة ماهيت و عملكرد سيستم‌هاي بيولوژيكي
2) خصوصيات انواع سيستم هاي بيولوژيكي (عوامل غير خطي، تنظيم كننده ها، چند متغيره بودن، ...)
3)  سيستم هاي كنترل هايبريد و سوئيچينگ
4)  سيستم هاي گسترده و سلسله مراتبي
5)  سيستم‌هاي كنترل عصبي عضلاني (سيستم حركتي، حركات چشم، ...)
6)  سيستم كنترل قلبي عروقي
7)  سيستم‌ كنترل تنفس
8)  كنترل حرارت بدن و سيستم انتقال جرم (mass transfer)
9)  سيستم كنترل گلوكز / انسولين و سيستم‌هاي غدد درون ريز (endocrine)
 
منابع:
·              مقالات علمي مرتبط
نام درس: كنترل پيش‌بين (Model Predictive Control)
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  كليات
·       مروري بر كنترل كلاسيك
·       معرفي روشهاي مبتني بر مدل
·       اصول كنترل پيش‌بين
2)  كنترل پيش‌بين خطي
·       روش "Model Algorithmic Control"
·       روش "Dynamic Matrix Control"
·       روش "Generalized Predictive"
3)  كنترل پيش‌خطي و متغير با زمان و غيرخطي:
·       مروري بر مسئله بهينه سازي
·       برنامه‌ريزي خطي
·       برنامه‌ريزي درجه دو (Quadratic Programming)
·       برنامه‌ريزي غير خطي
·       روشهاي مستقيم و غير مستقيم
·       روشهاي حل برنامه‌‌ريزي درجه 2
·       كنترل كننده خطي براي سيستم‌هاي غيرخطي
·       كنترل پيش‌بين
·       كنترل‌كننده غيرخطي براي سيستم‌هاي غيرخطي
4)  كنترل پيش‌بين و مقاوم بودن
5)  كنترل پيش‌بين و پايداري
6)  كنترل پيش بين عصبي
7)  كنترل پيش‌بين فازي
8)  روش هاي online
9)  كاربردهاي كنترل پيش‌بين
·       در كنترل حركات انسان
·       در كنترل فشار خون
·       در هدايت و ناوبري
·       مثال هاي صنعتي
 
 
منابع:
 
·         Model Predictive Control in Process Industry E.F. Camacho &  C. Bordons, Adv. in Industrial Control, Springer–Verlag, 1995.
·         Predictive Control with Constraints, J. M. Maciejowsk, Prentice Hall, 2002.
·         Adaptive Predictive Control: From Concepts to Plant Optimization, J.M Martin Sanches, Prentice Hall, 1996.
·         Nonlinear, Model Predictive Control, Editors F. Allgower, Alex Zheng, Birhhanser- Verlag, 2000.
·         Related Articles (e.g., Morari articles, …).
نام درس: مباحث پيشرفته در كنترل و يادگيري حركات انسان
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه و فلسفه حركت
2)  صورت كلي كنترل حركت
3)  استراتژي‌هاي مختلف موتور كنترل
4)  اجزايي تشكيل دهندة يك سيستم عصبي و ادارك حركت
5)  تجزيه و تحليل موتور كنترل سيستم‌هاي حس‌- حركتي
6)  موتور كنترل حفظ تعادل و وضعيت
7)  موتور كنترل سلسله مراتبي و يادگيري حركات ارادي و مهارتي
8)  كنترل حركات منظم و تكراري ( مانند راه رفتن)
9)  ضايعات موتور كنترل و استفاده از “FES”
10)                     كنترل Predictive
11)                     Redundancy
12)                     Movement variability
 
منابع:
 
·         Anne Shumway-Cook and H. Woollacott, Motor Control Theory and Practical Applications, Lippincott (2001).
·         Schmidt and D. Lee, Motor Control and Learning (A Behavioral Emphasis), 1999.
·         Recent Articles by Bizzy, Kawato, …
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: بررسي آشوب و كاربردهاي آن در مهندسي‌پزشكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  سيستم‌هاي غيرخطي پويا
·       مقدمه‌اي بر سيستم‌هاي پوياي غيرخطي
·       وضعيت تعادل و ماندگار سيستم‌هاي پوياي غيرخطي
·       نوسانات غيرخطي “Bifurcation”
2)  رياضيات رفتارهاي آشوب‌گونه
·       مقدمه‌اي بر آشوب
·       نگاشت يك بعدي،‌ دو بعدي و آشوب‌گونه
·       ارتباط نگاشت‌ها به معادلات ديفرانسيل
·       بستر جذب و انواع آن
·       نماي لياپانوف و حالت‌‌گذار در آشوب
3)  هندسة فراكتال و آشوب
·       مجموعه‌هاي حدي و هندسه فراكتال
·       فشرده‌سازي و تبديلات فراكتال
·       فراكتال و مسئله بعد
·       مجموعه هاي ژولياومند  ولبروت
4)  رويكرد پردازش آشوب
·       استفاده از آشوب در پردازش سيگنال‌هاي بيولوژيكي
·       آشوب و كدينگ
·       شبكه‌هاي عصبي آشوب‌گونه
·       اطلاعات،‌ آنتروپي و آشوب
5)  رويكرد مدلسازي و كنترل آشوب
·       استفاده از آشوب در مدلسازي سيستم‌هاي فيزيكي
·       آشوب و مدلسازي سيگنال‌ها و سيستم‌هاي زيستي
·       سيستم‌هاي كنترل آشوب‌گونه
·       روش‌هاي ميدان فركانس براي كنترل آشوب
·       كنترل خودسازمانده ساختار متغير و ايمپالس آشوب
6)  رويكرد شناختي آشوب
·       چيستي و طبيعت آشوب
·       آشوب و رفتار آدمي
·       آشوب و علوم تجربي، اجتماعي و اقتصادي
·       سيبرنتيك،‌كامپيوتر، فيزيك كوانتوم و آشوب
·       نقش آشوب در هوشمندي، آگاهي و شناخت
7)  رويكرد كاربرد آشوب در مهندسي پزشكي
·       استفاده از آشوب در عملكرد قلب، جريان خون و كنترل فشار خون
·       آشوب در رفتار عضله در سيستم‌هاي عصبي- عضلاني
·       پاسخ آشوب گونه يك نرون بيولوژيك
·       آشوب و سيستم اعصاب مركزي
 
منابع:
 
·         J.J. Slotine, "Applied Nonlinear Control”, Prentice Hall Press, 1991.
·         F.C. Hoppenstadt, "Analysis and Simulation of Chaotic Systems", Spring-Verlag Press, 1993.
·         E. Ott, "Chaos in Dynamical Systems", Cambridge University, 1997.
·         M. F. Barnsley, "Fractals Everywhere", Academic Press, 1993.
·         G. Chen, “Controlling Chaos and Bifurcations in Engineering Systems", CRC Press, 2005.
نام درس: مباحث پيشرفته در مدل‌سازي سيستم‌هاي بيولوژيكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1) مقدمه: خصوصيات سيستم‌هاي بيولوژيكي (غير خطي، چند ورودي- چند خروجي، متغيير با زمان و ...)
2)  مدل‌سازي به روش فضاي حالت
·       روش هاي Recursive
·       فيلتر كالمن
·       روش هاي زير فضا
3)  مدل‌سازي به روش  “Finite State Machine”
·       سيستم هاي هايبريد
·       سيستم هاي وقايع گسسته
·       سيستم هاي صف
·       شبكه هاي پتري
4)  اُتوماتاي سلولي
5)  مدل‌سازي با استفاده از شبكه‌هاي عصبي
·       شبكه‌هاي عصبي جلوسو “Feed Forward”
·       شبكه‌هاي عصبي بازگشتي  “Recurrent”
6)  مدل‌سازي با استفاده از منطق فازي
·       مدل‌هاي فازي
·       مدل‌هاي نوروفازي
·       مدل‌سازي فازي رشد سلول
7)  مدل‌سازي سيستم‌هاي تصادفي
·       مدل‌سازي “Random Walk”
·       زنجيره ماركف “Markov Chain”
8)  مدل‌سازي با استفاده از ويولت “Wavelet”
9)  مدل‌هاي آشوب گونه و فركتال
 
 
منابع:
 
  Moazam, "A Recursive State- Space Identification", Ph.D. Thesis, Univ. of New South Wales, 1997.L. Ljung and T. Glad, "Modeling of Dynamic Systems", Prentice Hall, 1994.Maddadi, "Modeling and Simulation of Cancer Cells", M.Sc. Thesis, Amirkabir Univ. of Tech., 1993 (In Persian)."System Identification Using Neural Network", IEEE Trans. nn Neural Network, No. 1, Vol. 1, 1990.M. Ashobi, "Modeling and Control of Continuous Crystallization process Using Neural Network and MPC", Ph.D. Thesis, Univ. of Saskatchewan, 1995.M. Brown and C. Harris, "Neuro-fuzzy Adaptive Modeling and Control", Prentice Hall, 1994.S. Akbari,"A Fuzzy Model for Cancer Cell", M.Sc. Thesis, Amirkabir Univ. of Tech., 1994 (in Persian).N. Jamshidi, "Stochastic Modeling of Cancer Cell", M.Sc. Thesis, Amirkabir Univ. of Tech., 1994 (in Persian).J. Haefner, “Modeling Biological Systems: Principles and Applications", 1994.U. Forssell and L. Ljung, "Closed- Loop Identification Revisited", Linkping Univ., 1998.L. Ljung, "Model Validation and Model Error Modeling", Linkping Univ., 1999.
نام درس: كنترل هوشمند
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه : معرفي سيستم‌هاي كنترل هوشمند
2)  مباني سيستم‌هاي فازي
3)  كنترل كننده‌هاي فازي
4)  كنترل كننده‌هاي فازي وفق و خود سازمانده
5)  فصل پنجم: كنترل كننده‌هاي مبتني بر شبكه عصبي
6)  كنترل كننده‌هاي فازي-عصبي
7)  سيستم‌هاي كنترل يادگير
8)  سيستم‌هاي كنترل با روش يادگيري تكراري
9)  سيستم‌هاي كنترل با روش يادگيري تقويت شده
10)                     سيستم‌هاي كنترل با روش يادگيري ماشيني
11)                     سيستم هاي گستردة هوشمند
 
منابع:
·         S.S. Farinwata, D.P. Filev, and R .Langari, Fuzzy Control: Synthesis and Analysis, Wiley, 2000.
·         Z. Bien and J.X. Xu, Iterative Learning control: Analysis, Design, Integration and Applications, Kluwer Academic Pub. 1998.
·         T. Mitchell, Machine Learning, McGraw Hill, 1997.
·        R.S. Sutton and A.G. Barto, Reinforcement Learning: An Introduction, MIT Press, 1998.
·        S. Haykin, Neural Network: A Comprehensive Foundation, 1999.
·        The books written by Omidvar and Lewis.
·        The Reinforcement Learning books written by Verbus and Kang.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: اولتراسوند و كاربرد هاي آن در مهندسي پزشكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)    مقدمه
تاريخچه
طبيعت فيزيكي حركت موج اكوستيكي
معادلات حاكم بر انتشار موج در سيالات
انتشار در مايعات و جامدات
امپدانس – دانسيته انر‍ژي – شدت – فشار تشعشعي
تفرق
تضعيف- جذب- پراكنش- وابستگي سرعت صوت به فركانس
 
2)    اساس تئوريك محاسبه ميدان اكوستيكي
معادله تفرق ريلي-سامرفيلد
انتگرال ريلي
روش طيف زاويه اي
روشهاي انتگرالي
روش پاسخ ضربه
روشهاي تقريبي
كاهش اثر لوبهاي جانبي
اثر تضعيف
 
3)    اولتراسوند غير خطي
تحريك سينوسي
ايجاد هارمونيها
ايجاد امواج شوك
اثرات غير خطي- تضعيف – تفرق
روشهاي عددي و نتايج آنها
 
4)    پراكنش
سطح مقطع پراكنش
روش محاسبه انتگرالي
معادلات پراكنش در حوزه زمان
پاسخ پالس-اكو
پراكنش يك بعدي
 
5)    مبدلهاي اولتراسوند
روشهاي مختلف توليد و آشكارسازي اولتراسوند
اثر مستقيم و معكوس پيزوالكتريك
معادلات مشخصه پيزوالكتريك
مبدلهاي پليمري و سراميكي
روشهاي بهبود مشخصه هاي مبدلها
پاسخ گذراي مبدلها
مدار معادل مبدلها
نكات مهم در مورد نويز مبدلها
 
6)    تصوير برداري اولتراسوند
خواص آرايه ها
آرايه ها براي تصوير برداري دو بعدي و سه بعدي
روشهاي A – B- M mode
نويز فلفل نمكي
اجزا سيستم تصوير بردار مكانيكي-قطاعي
اجزا سيستم تصوير بردار آرايه اي
قدرت تفكيك – كنتراست و SNR  در سيستمهاي تصوير برداري
امواج ارسالي كد شده
تصوير برداري غير خطي
اولتراسوند الاستوگرافي
ميكروسكوپهاي اولتراسوند
 
7)    اندازه گيري جريان خون و داپلر
روش اندازه گيري زمان عبور و تاخير فاز
معادله داپلر براي پراكننده هاي متحرك
سيستمهاي داپلر موج پيوسته
مشخصه هاي سيگنال داپلر
داپلر موج پالسي
تصوير برداري رنگي جريان
 
8)    HIFU
اساس كار اولتراسوند با شدت بالا
كاربردها
 
9)   ايمني اولتراسوند
اثرات گرمايي اولتراسوند
اثرات مكانيكي اولتراسوند
تعريف پارامترهاي شدت مكاني-زماني
روشهاي اندازه گيري اولتراسوند
 
 
 
منابع:
·         Physical Principles of Medical Ultrasonics, C.R. Hill, J.C. Bamber, G.R. Ter Haar 2004, John Wiley.
·         Diagnostic Ultrasound Imaging and Blood Flow Measurements K. Kirk Shung 2006, Taylor and Francis.
·         Principles of Medical Imaging, K. K.Shung, M.B.Smith, B.M.W. Tsui     Academic Press, 1992.
·         Doppler Ultrasound:  Principles and Instruments F.W. Kremkau,1995.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: مباحث پيشرفته در پردازش تصوير
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)    بازيابي تصوير “Image Restoration”
تخمين مدل تخريب
بررسي روش هاي بازيابي در حضور نويز
 
 
2)   تبديل هاي تصويري “Image Transform”
تبديل هاي سينوسي
تبديل هاي مربعي
تبديل هاي مبتني بر مقدار ويژه
تبديل هاي چند تفكيكي
 
3)   ثبت تصوير “Image Registration”
روش هاي مبتني بر تبديل
روش هاي مبتني بر توابع تشابه، هزينه و ...
روش هاي مبتني منحني، سطح، حجم
 
4)   بازسازي تصوير از طريق اطلاعات نقش “Image Reconstruction from Projection”
روش پس نقش فيلتر شده
روش تبديلي
 
5)   فشرده سازي “Image Compression”
روش هاي تبديلي فشرده سازي
روش هاي برداري فشرده سازي
استانداردهاي فشرده سازي
 
6)   عمليات شكلي در پردازش تصوير “Morphological Operation”
اصول عمليات شكلي
استفاده از تعاريف شكلي در بهبود تصاوير
 
7)   شناسائي اشياء در تصوير “Pattern Recognition”
روش هاي آماري شناسائي
روش هاي ساختاري شناسائي
 
منابع:
·         “Fundamental of Digital Image Processing”, Written by Jain.
·         “Digital Image Processing”, Written by Gonzalez.
·         “Digital Image Processing”, Written by Castleman.
·         مقالات مرتبط    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: رباتيك پزشكي    Medical Robotics
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
مقدمه  و كليات (اصول كار ربات ها)
مقدمات رياضي
سينماتيك مستقيم و معكوس
مروري بر ديناميك حركت ربات هاي سري
كنترل موقعيت ربات ها
كنترل نرمي (Flexibility) در بازو و مفصل
كنترل نيرو (Hybrid Imp. Control, Imp. Control, Hybrid Control, Force Control)
مدلسازي بافت (Tissue) از ديدگاه حركت (مدلسازي استاتيكي، مدلسازي ديناميكي با مشتقات جزئي)
هپتيك و جابجائي نيرو
روش هاي مسير يابي در انسان و ربات
ربات هاي هوشمند
كنترل ربات از راه دور (Tele Robotics)
كاربرد ربات ها در جراحي
 
منابع:
·         Robot Dynamics and Control, M.W. Spong, M, Vidyasagar.
·         Introduction to Robotics: Mechanics and Control, J. Craig.
·         مجموعه مقالات مرتبط
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
سرفصل دروس گرايش بيومكانيك
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: خزش، خستگي و شكست در بيومكانيك
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  تاريخچه اهميت و تعاريف
2) مكانيك خزش در مواد ايزوتروپيك و غير ايزوتروپيك (پارامترهاي خزش، خزش اوليه و ثانويه، مدل‌هاي مكانيكي خزش، معادلات پايه،‌ تئوري كاركرد تانسوري، تئوري پتانسيل خزش، خزش‌هاي تك‌محوره و چند محوره)
3)  مكانيك آسيب در خزش
4) خزش در سيالات ويسكوز، جامدات ويسكوالاستيك (خطي و غيرخطي) و جامدات ويسكوپلاستيك
5)  شكست در مواد و چقرمگي
6) مكانيك شكست خطي الاستيك (‌تمركز تنش در ترك‌ها، پارامترهاي G و K، تعادل انرژي گريفيث، نرخ آزادسازي انرژي، منحني R، پلاستيسيته نوك ترك و معيار شكست)
7) مكانيك شكست الاستيك‌-‌پلاستيك (جابجايي بازشدگي نوك ترك CTOD، انتگرال J و منحني رشد ترك)
8) شكست ديناميك و شكست وابسته به زمان ( شكست ديناميك، توقف ترك، رشد ترك خزشي و مكانيك شكست ويسكوالاستيك)
9)  تست‌هاي مكانيك شكست (Kc، منحني R، CTOD و ...)
10)                     فاكتورهاي مؤثر در عمر خستگي، تست‌هاي خستگي
11)     مكانيك رشد ترك‌هاي خستگي ( ميكرومكانيزم‌ خستگي،‌ معادلات مكانيك رشد ترك خستگي، مكانيزم تأخير، كار مجازي، پايداري ترك‌هاي خستگي، الگوهاي رشد ترك خستگي)
12)                     ترك‌هاي خستگي در مواد الاستيك خطي-‌مواد الاستوپلاستيك و كامپوزيت‌ها
13)                     ساختار بافت‌هاي نرم و سخت بدن انسان، ويسكوالاستيسته بافت‌ها
14)     خزش در بافت نرم و سخت (پوست، ديواره شريان،‌ قلب، استخوان،‌ ماهيچه، غضروف، تاندون و ليگامان و..)
15)                     Remodeling در بافت نرم و رابطه آن با خواص مكانيكي
16)                     رفتار خستگي استخوان (منحني S-N، شكست خستگي در استخوان)
17)                     رفتار خزش استخوان در رابطه آن با خستگي
18)                     مدل استخواني استيونال به عنوان ماده كامپوزيت
19)                     چفرمگي استخوان
20)                     رشد كنترل شده ترك در استخوان
21)                     تأثير Remodeling در مكانيك شكست و خستگي استخوان
22)                     مدلسازي شكست خستگي در استخوان
 
 
منابع:
·         Anderson T.L., Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications (31D ED), 2004, CRC.
·         Betten J., Creep Mechanics (2nd ed) , 2005, 5 Spring.
·         Bolotin v.v., Mechanics of Fatigue, 1999, CRC.
·         Burr D.B., Milgrom C., Musculoskeletal Fatigue and Stress Fractures, 2001, CRC.
·         Martin R.B et al., Springer.
·         Fung Y.C., Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues (2nd ed), 1993, Springer.
·         Cowin S.C., Bone Mechanics Handbook (2nd ed), 2001, CRC.
نام درس: بيومكانيك فك و دندان
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  ساختار بافت دندان و استخوان
2)  واگذاري در سيستم فك و دهان
3) خواص مكانيك اجزاي فك و دندان (عاج، مينا، استخوان كنسلوس، استخوان كورتيكال، ليگامان، پالپ و ...)
4)  مكانيك بافت استخوان (‌ساختار استخوان، تست خواص مكانيك شامل مشخصه‌هاي غير ايزوتروپيت، خواص وابسته به زمان، تأثير سن و مكان، استحكام خستگي و...) مدل‌هاي بنيادين الاستيك، ‌تانسور تنش، تانسوركرنش،‌ تانسور اورتوتروپيك سختي)
5)  مكانيك بافت عاج و مينا (تست خواص مكانيكي، تئوري كامپوزيت‌ها)
6) مكانيك ليگامان پرودونتال (PDL) (مدل‌هاي بنيادين مكانيك شامل مدل‌هاي پيرالاستيك، ويسكوالاستيك چندگانه و...)
7)  تحليل بيومكانيك آسيب‌شناسي دندان و فك
8) مدلسازي و شبيه‌سازي در بيومكانيك دنداني (روش اجزاي محدود در برآورد تنش محيط دندان و پروتزهاي دنداني، اندركنش ايمپلنت و استخوان، تحليل عددي در مدل‌هاي الاستيك غيرخطي و وابسته به زمان)
9) مكانيك ادوات سوپرالاستيك در اورتودنسي (معرفي مواد Shape-Memory، بارگذاري سيكلي، شبيه‌سازي اورتودونتيك)
10)     مكانيك ادوات دنداني (آلياژهاي تيتانيوم و نحوه ساخت و ماشين كاري آن‌ها،Surface Treatment، Chemical Deposition، تحليل بيومكانيكي Osseointegration، ايمپلنت‌ها و وسايل تست)
11)     معرفي انواع مواد دنداني و خواص فيزيكي-مكانيكي آن‌ها: فلزات (فلزات پايه، آلياژهاي قيمتي و...)، سراميك‌ها (پرسلن‌ها و ...) پلميرها ( كامپوزيت‌ها، Sealant ها و ...)
12)     فرآيندهاي Bleaching، Abrasion، Cleansing، Polishing، Finishing و تحليل مكانيكي آن‌ها
 
منابع:
  Natali A.., Dental Biomechanics, 2003, CRC.Craing R.G., Powes J.M., Wataha J.C., Dental Materials: Properties and Manipulation, 5th ed, 2003, C. V. Mosby.O'Brien W.J. (ed), Dental Materials and their Selection, 3rd ed, 2002, Quintessence Publishing.Anusavice K.J. Phillips R.W. (eds), Phillips' Science of Dentals Materials, 11th ed, 2003, W.B. Saunders.
 
نام درس: مكانيك سلولي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه
2)  سلول: كاركرد و انواع
3)  سلول: ساختار، اندازه و شكل
4) مكانيك شبكه‌هاي دو بعدي و سه بعدي زنجيره‌اي (معرفي فيلامان‌هاي سلولي، الاستيسته فيلامان‌هاي سلولي، شبكه‌هاي نرم در سلول‌ها، شبكه‌هاي فنري، ضرايب الاستيك شبكه‌هاي دو بعدي و سه بعدي، شبكه‌هاي انتروپيك، رئولوژي اجزاي داخل سلولي)
5) مكانيك غشاي سلولي (ساختار غشاهاي زيستي، مقاومت فشاري، مقاومت خمشي، تأثير نوسانات حرارتي در شكل غشاء، انحناي سطحي، مشخصه‌هاي مكانيكي و ترموديناميكي و الاستيسيته غشاء)
6) آنتروپي سلولي، برهمكنش سلول‌ها و غشاءها، مكانيك چسبندگي سلول‌ها، مكانيك حركت سلولي
7)  ديناميك فيلامان‌ها (حركت داخل سلول‌ها، نيروهاي ناشي از فيلامان‌ها)
8) مكانيك سلول‌هاي زيستي (باكتري‌ها، سلول‌هاي ساده زيستي،‌ سلول‌هاي چرخه خون، ‌سلول‌هاي مبناي بدن انسان)
 
منابع:
  Boal D., Mechanics of the Cell, 2002, Cambridge University Press.Mow V.C. et al. Cell Mechanics and Cellular Engineering 1994, Springer–Verlag.Flyvbjerg: H. et al. (eds), physics of Bio-Molecules and Cells, 2002, Springer-Verlag.Bray D., Cell Movements: From Molecules to Motility (2nd ed), 2001, Garland.Becker W.M. Etal. (eds), World of the Cell(6th ed), 2005, Benjamin Cummings.Albers B .et al., Molecular Biology of the Cell (4th ed), 2002, Garland.
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: اصول مهندسي بافت
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1) كليات كشت سلولي، محيط مكانيكي در كشت سلول، تفكيك و تمايز سلولي، پارامترهاي مكانيكي در تفكيك و تمايز سلولي، مهندسي سلولهاي بنيادين
2)  كاربرد داربست‌ها در مهندسي بافت، خواص مكانيكي و فيزيكي داربست‌ها و طراحي داربست‌ها
3) كاربرد مهندسي‌بافت در سيستم قلب و عروق، بيومكانيك بافت‌هاي مهندسي شده سيستم قلب و عروق (‌شريان‌هاي مصنوعي، گرفت‌هاي كوچك شرياني، پروتزهاي قلبي و ...)
4) كاربرد مهندسي بافت در سيستم عضلاني استخواني، بيومكانيك بافت‌هاي مهندسي شده سيستم عضلاني- استخواني ( استخوان، غضروف، تاندون و ليگامان) و پديدةRemodeling  در بافت‌هاي مهندسي شده
5)  مهندسي بافت در ديگر سيستم‌هاي بدن انسان و تحليل بيومكانيكي آنها
6)  شبيه‌سازي عددي و تحقيق تنش در مهندسي بافت
 
منابع:
  Lanza R. et al., Principles of Tissue Engineering (2nd ed), 2000, Academic Press.Saltzman W.M., Tissue Engineering: Engineering Principles for the Design of Replacement organs and Tissues, 2004, Oxford University Press.Bronzino J.D. (ed), Tissue Engineering and Artificial Organs (The Biomedical Engineering Handbook), 2006, CRC.G.A. Holzapfel, R.W. Ogden, Mechanics of Biological Tissue, 2006, Springer.
 
 
نام درس: مكانيك بافت
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه و كليات
2)  اجزاي غير ارگانيك بافت‌هاي بدن ( الاستين، كلاژن، مواد زمينه‌اي و ...)
3)  اجزاي ارگانيك بافت‌هاي بدن (سلول‌ها)
4)  خواص مكانيكي ريز ساختار بافت‌هاي بدن
5) بافت‌هاي نرم و خواص مكانيك آن‌ها ( ديواره شريان، غضروف، تاندون‌، لگامان، پوست و ...)
6)  بافت‌هاي سخت و خواص مكانيكي آن‌ها ( استخوان، دندان و ...)
7)  تئوري‌هاي تحليل مكانيك بافت‌هاي بدن انسان
8)  الاستيسيته محدود، هايپرالاستيسيته، پوروالاستيسيته، دو فازي و ...
9)  كاركرد و مكانيك بافت‌هاي بدن انسان به تفكيك
10)                     سيستم عضلاني، استخواني، سيستم قلب و عروق، پوست ، دندان و...
11)                     Remodeling در بافت
12)                     تحليل بيومكانيكي از آسيب‌شناسي بافت‌هاي بدن و پيري
 
منابع:
  Holzapfel G.A., Ogden R.W., Mechanics of Biological Tissue, 2006, Springer.Fung y.c., Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues (2nd ed), Springer, 1993.Nigg B.M., Herzog W.(eds), Biomechanics of Musculo-Skeletal System (2nd ed),1999, John Wiley & Sons.Cowin S.C., Humphrey J.D., Cardiovascular Soft tissue Mechanics, 2002, Springer.Humphrey J.D., Cardiovascular Solid Mechanics, 2002, Springer.Cowin S.C., Bone Mechanics Handbook (2nd ed), 2001, CRC.Aaberg E., Muscle Mechanics (2nd ed), 2005, Human Kinetics Publishers.Martin R.B. et al., Skeletal Tissue Mechanics, 1998, Springs.
 
 
 
 
 
 
نام درس: تعامل سيال و جامد (FSI) در سيستم هاي حياتي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  تعريف سيستم، تجزيه سيستم و‌ مفاهيم سيستم‌هاي جفت‌شده
2)  ميدان‌ها، مثال مسائل داخلي و خارجي و روش مرحله‌اي تجزيه و تقسيم
3)  مقدمه‌اي بر تحليل سيستم‌هاي تقسيم شده، روش‌ بررسي سيستم كل در مقابل تقسيم شده و پايداري
4)  ديدگاه‌هاي لاگرانژي و اولري، معادلات ديفرانسيل مراتب اول و دوم (و بالاتر)، تمهيدات مدلسازي در مسائل تعامل سيال و جامد و ابزار تحليل پايداري
5)  تحليل دقت پيش‌بيني، معرفي رو‌ش‌هاي ميانيابي و برازش
6) انواع روش‌هاي توليد شبكه‌هاي محاسباتي، شبكه‌هاي محاسباتي جابجا شده و شبكه‌هاي وفقي
7) تقسيم‌بندي مسائل از ديدگاه كوچكي و بزرگي بردارهاي جابجايي جدار جامد در مسائل تعامل سيال و جامد
8) بررسي موردي پديده‌هاي مرتبط با تعامل سيال و جامد (FSI) در بيومكانيك (جريان ناپايا در لوله‌هاي جمع شونده، تعامل نيروي سيال و ديواره شريان، جريان پرستالتيك، جريان خون در رگ مصنوعي، تأثير استنت‌گذاري در جريان،‌انواع قلب‌هاي مصنوعي و دستگاه‌هاي كمكي قلب، جريان درون بطن و دهليزها،‌ تأثير حركت جدار قلب (عضله) در جريان شريان‌هاي كرونري،‌ جريان خون از دريچه‌هاي قلب، جريان هوا در گذرگاه‌ها و شش‌ها،‌ شناي شناگر در آب، جريان سيال مثانه و تأثير متقابل آن بر گذرگاه‌ها و مثانه، تعامل سيال و جامد در گوش داخلي و تأثير حركت جداره‌ها بر روي پديده‌هاي انتقال‌، جذب و واكنش (اكسيژن، ماكرومولكول‌ها و ...))
 
منابع:
  M.W Collins, G. Pontelli, and M.A.Atherton" Wall-Fluid Interaction in Physiological Flows", Series: Advances in Computational Bioengineering, Vol 6, ISBN: 1-85312-899-6, 2004.P. Verdonk, and K. Perktold, "Intra and Extracorporeal Cardiovascular Fluid Dynamics, Volume 2, Fluid-Structure Interaction", Series: Advances in Fluid Mechanics, WIT Press, Vol 23, ISBN: 1-85312- 655-1, 2003.Y.C. Fung:" Biomechanics: Circulation", 2nd or later Edition, Springer-Verlag New York, LLC, ISBN: 03879, 846, 1996.Y.C. Fung, " Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues", 2nd or later Edition, Springer-Verlag New York, LLC, ISBN: 0387904727, 1991.
 
 
 
 
نام درس: حس لامسه مصنوعي در مهندسي پزشكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  طبيعت حس لامسه
حس لامسه و تماس در انسان (سيستم حسي دروني، سيستم حسي بيروني، موي بدن انسان به عنوان حسگر و توزيع حسگرهاي لامسه‌اي در بدن انسان)
مودهاي حس لامسه‌اي (حس حرارتي، حس تشخيص ساختار سطحي، حس لغزشي و حس فشاري و تشخيص كمپليانس)
2)  مقدمه اي بر حسگر هاي بيولوژيكي
گيرنده هاي مكانيكي (تطبيق سريع، تطبيق متوسط و تطبيق آهسته)
3)  مقدمه اي بر ترمينولوژي حسگرهاي مصنوعي
تعاريف مشخصات عملكردي حسگر ها
4)  حسگرهاي پيزورزيستيو
فرمولاسيون رياضي (رابطه بين مقاومت و نيرو)
مثال‌ها (كرنش سنج مايع، كرنش سنج فيلم نازك و كرنش سنج سيليكوني)
5)  حسگرهاي پيزوالكتريك
فرمولاسيون رياضي
مثال‌ها (PVDF، كوارتز و PZT)
6)  حسگر هاي نيروهاي قائم، فشار و نيروهاي برشي
آرايه حسگر هاي لامسه اي مصنوعي
حسگر هاي لامسه اي كمپلاينت
مثال‌ها (حسگر غشائي از نوع ديافراگم دايره‌اي و اهميت تغييرشكل در ديافراگم دايره‌اي براي تشخيص فشار با فرمولاسيون رياضي (رابطه بين انحراف ديافراگم و فشار))
7)  پديده حس لامسه مصنوعي در پزشكي و نقش آن در بالا بردن كيفيت جراحي
پروب‌هاي مجهز به حس لامسه مصنوعي به جاي دست انسان و كاربرد آن‌ها
مقايسه بين حس‌هاي گوناگون و اهميت حس لامسه در جراحي‌هاي متداول
ربات‌هاي جراح مجهز به فيدبك حسي (مقايسه حسگرهاي تماسي با حسگرهاي غير تماسي، كاربرد هاي گوناگون حسگر هاي تماسي در ربا ت هاي جراح و اجزاء تشكيل دهنده يك يستم حسگر لامسه مصنوعي در ربات‌هاي جراح)
·  حس لامسه مصنوعي در جراحي با حداقل تهاجم (Minimally Invasive Surgery or MIS) (ملاحظات طراحي در حسگرهاي لامسه‌اي براي MIS، نمايشگرهاي حس لامسه‌اي، تعيين مشخصات بافت بيولوژيكي از طريق كوپلينگ ارتعاشي و تعيين سفتي بافت بيولوژيكي از طريق تماس مثل "تعيين سفتي غضروف انسان و تعيين ميزان نكروز ه شدن بافت قلب")
·         مكان‌يابي و تعقيب (Tracking) شريان‌ها در جراحي رباتيك
 
8)  معيارهاي طراحي هارمون (Harmon)
سطح حس شونده
درصد تفكيك پذيري فضائي
9)  ابزارهاي جراحي هوشمند مجهز به حس لامسه مصنوعي
آندوسكوپ هوشمند
گراسپر هوشمند
10)                     بسط و توسعه حسگرهاي لامسه‌اي براي مونيتورينگ وضعيت پوست
11)                     پيشرفت‌هاي آناليتيك در مدل‌سازي فرآيند حس لامسه‌اي
12)     هپتيك(Haptic)  و حضور از راه دور (Telepresence) و كاربرد آن‌ها در روش‌هاي نوين تشخيص و جراحي
اهميت ايجاد حس تماس از راه دور (Teletaction) با كاربردهايي مثل جراحي و توانبخشي و ربات‌هاي سرويس دهنده
13)                     پوست مصنوعي با قابليت حس لامسه مصنوعي
14)                     چالش هاي نوين در حس لامسه مصنوعي
 
منابع:
  Webster, J. G., Tactile Sensors for Robotics and Medicine, John Wiley & Sons, 1988.Russell, R.A., Robot Tactile Sensing, Prentice Hall, 1990. Burdea, G. C., Force and Touch Feedback for Virtual Reality, John Wiley & Sons, 1996.Dargahi, J. and Najarian, S., Advances in Tactile Sensors Design /Manufacturing and its Impact on Robotics Applications–A review, Industrial Robot, Vol. 32, No. 3, pp. 268-281, 2005.Dargahi, J. and Najarian, S., Human tactile perception as a standard for artificial tactile sensing- A review, International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, Vol. 1, No.13, pp. 23-35, 2004.سيامك نجاريان، ندا حاج حسيني، مبدل‌ها و ابزار دقيق در مهندسي پزشكي، انتشارات جهاد دانشگاهي صنعتي اميركبير، 1384.
نام درس: آناليز راه‌رفتن
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  حركت راه رفتن نرمال (آناتومي حركت، سينماتيك راه رفتن نرمال، سينتيك راه رفتن نرمال، زيرفازهاي سيكل راه رفتن، نيروهاي عكس‌العمل زمين، مصرف انرژي، بهينه سازي انرژي مصرفي، حركت راه رفتن در افراد جوان و حركت راه رفتن در افراد پير)
2) روش‌هاي آناليز راه رفتن (پارامترهاي عمومي تعيين كننده در راه رفتن، كاربرد ديناميك معكوس در مطالعه حركات انسان، استفاده از اصول رباتيك در مطالعه سينماتيك حركت زانو، سيستم‌هاي پردازش حركت به صورت Real-Time، تعيين مكان و جهتگيري استخوان با استفاده از داده‌هاي ماركرهاي خارجي، استفاده از اندازه‌گيري‌هاي شتاب، نيرو و توزيع فشار در حركت و استفاده از مدل‌هاي شبكه عصبي در بررسي حركت راه رفتن)
3) حركت راه رفتن غير نرمال (تعريف حركات غير نرمال در راه رفتن، راه رفتن افراد دچار قطع عضو و اثرات پاتولوژيك مؤثر در راه رفتن)
4)  كاربرد آناليز راه رفتن (كاربردهاي كلينيكي و كاربرد در رباتيك)
 
منابع:
  Gait Analysis: An Introduction, Third Edition, Michael W. Whittle, 2002.Three-dimensional Analysis of Human Locomotion, Paul Allard, Aurelio Cappozzo, Arne Lundberg and Christopher L. Vaughan, 1998.The Treatment of Gait Problems in Cerebral Palsy, James R. Gae, 2004.Biomechanics and Motor of Human Gait: Normal, Elderly and Pathological, Second Editions, David A. Winter, 1991.Gait Analysis: Normal and Pathological Function, Jacqelin Perry, 1992.Clinical Gait Analysis: Theory and Practice, Christopher Kirtley, 2005.
 
 
 
 
 
 
سرفصل دروس گرايش بيومتريال
نام درس: بيوسراميك پيشرفته
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  معرفي بيوسراميك‌هاي پيشرفته
ساختار،‌ خواص و كاربردها
انواع بيوسراميك‌ها
روش‌هاي ساخت بيوسراميك‌ها
روش‌هاي ارزيابي بيوسراميك‌ها
2)  كاربردهاي بيوسراميكها
مهندسي بافت (ارتوپدي، ‌فك و دهان،‌ جمجمه، ‌قلبي-عروقي)
سيستم‌هاي رهايش دارو
بيوسنسورها
3) سراميك‌هاي فسفات كلسيمي (هيدروكسي آپاتيت،‌ تري كلسيم فسفات، دوفازي‌هاي كلسيم فسفاتي و سيمان‌هاي استخوان )
4)  سراميك‌هاي اكسيدي و غير اكسيدي (آلومينا، زيركونيا وكربن‌ها)
5)  شيشه و شيشه- سراميكهاي زيستي
6)  بيوسراميك‌هاي متخلخل
7) كاربرد بيوسراميك‌ها به عنوان پوشش و روش‌هاي اصلاح سطح (پلاسما اسپري، ‌اسپري حرارتي، ليزر، CVD، PVD، غوطه وري)
8)  كامپوزيت‌هاي بيوسراميكي
9)  آزمايش‌هاي in vitro و in vivo
 
منابع:
  L.L. Hench, “Bioceramics”, J. Am. Ceram. Soc., 81 [7] 1705-27 (1998).Biomaterials Science, An Introduction to Materials in Medicine, Edited by B.D. Ratner, A.S. Hoffman, F.J. Sckoen, and J.E.L Emons, Academic Press, Second edition, 2004.Handbook of Materials for Medical Devices, Edited by J. R. Davis, ASM international, 2003.Biomaterials in Orthopedics, edited by Michael 1. Yaszemski, Debra J. Trantolo, Kai-Uwe Lewandrowsk, Vasif Hasirci, David E. Altobelli, Donald L. Wise, Marcel Dekker Inc., 2004.Maria Vallet-Regi, Jose Maria Gonzalez-Calbet, "Calcium Phosphates as Substitution of Bone Tissues", Progress in Solid State Chemistry 32 (2004) 1-31.Advanced Ceramics, Vol.1- Bioceramics, J. F. Shackelford, Gordon and Breach Science Publishers, 1999. Fundamentals of Materials Science and Engineering, Second Edition, William D. Callister, Jr., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1999.Handbook of Advanced Materials – Enabling New Designs-, Editor-in-chief: James K. Wessel, John Wiley & Sons, 2004.De Groot, K., and Le Geros, R., "Bioceramics of Calcium Phosphate", CRC press, Boca Raton, FL, 1983.Service Characteristics of Biomedical Materials and Implants, A. Batchelor, J. R. Batchelor, and M. Chandrasekaran, Imperial College Press, London, 2004.Biomedical Materials, Tristan Burg, Owen Standard, Teacher Reference, University of New South Wales, 2001.
نام درس: حسگرهاي زيستي (بيوسنسورها)
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  تاريخچه: سنسورها، بيوسنسورها، نانوبيوسنسورها
2)  اصول اوليه بيوسنسورها، نانوبيوسنسورها (ساختار، اجزاء، تقسيم بندي)
3) دريافت كننده‌هاي زيستي (آنزيم‌ها، ميكرو ارگانيزم‌ها، ايمني، شيميائي و ...)
4)  انتخاب مبدل
5)  انواع روش‌ها بر اساس روش جذب و تبديل
6) روش‌هاي فيزيكي (الكتروشيميائي، پتانسيومتري، آمپرمتري، گرمائي، پينروالكتريك و فتومتريك)
7)  روش‌هاي شيميائي (واكنش تغيير حالت و ماهيت، جفت شدن)
8)  روش‌هاي اپتيكي  (EW , SPR)
9) تثبيت دريافت كننده‌هاي زيستي بر اساس روش كار(به تله انداختن فيزيكي، پيوند عرضي و ...) 
10)                     روش هاي اندازه‌گيري در حد نانو
11)                     مقايسه روش‌هاي فوق
12)     كاربردها (تشخيص پزشكي، صنايع غذايي، محيط زيست، تصويربرداري، علامت گذاري و ...)
13)                     پيشرفت‌هاي اخير در زمينه نانوبيوسنسورها
 
 
منابع:
 
  Henry Baltes, Sensors: A Comprehensive Survey, John Wiley & Sons, Inc., 2003.Brain R. Eggins, Biosensors: An Introduction, John Wiley & Sons, Inc., 2006.Eggins, Brain R. Chemical Sensors and Biosensors, John Wiley & Sons, Inc., 2003.Sensors in Medicine & Health Care, Wiley-VCH, 2004.Ulman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 7,325-440, 2003.Frances S. Ligler, Optical Biosensor Present & Future, 2002, Elsevier.Robert W. Cttral, Chemical Sensor, 1997, Oxford University Press.Gilbert Biosde, Alan Harmer, Chemical & Biochemical Sensing with Optical Fibers & Waveguide, 1996,Artech House Inc.Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol.21, 817, Vol.4, 210, 1992 & References.Loic, J. Blum. Pierre R. Coult, Biosensor Principle & Applications, 1991, Dekker Inc.
 
 
 
 
نام درس: پلي يورتان‌ها و كاربرد آن‌ها در پزشكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  شيمي پلي‌يورتان‌ها
2)  خواص فيزيكي و مكانيكي پلي‌يورتا‌ن‌ها
3)  كاربردهاي پزشكي پلي‌يورتان‌ها
4)  پلي‌يورتانهاي زيست پايدار
5)  عوامل مؤثر بر زيست تخريب پذيري پلي‌يورتان‌ها
6)  قالبگيري و روشهاي شكل دهي پلي‌يورتان‌ها
7)   روش‌هاي ارزيابي خواص پلي‌يورتان‌ها
 
بخش عملي: روش‌هاي عملي سنتز سه نوع پليمر
1)  پلي‌يورتانهاي زيست پايدار
2)  پلي‌يورتانهاي زيست تخريب پذير
3)  ميكروكپسول هاي پلي‌يورتاني
 
منابع:
 
  M.D. Lelah, S.L. Cooper, "Polyurethanes in medicine", CRC Press, Boca Raton, (1986).M.M.K. Lamba, K.A Woodhouse, S.L. Cooper, "Polyurethanes in Biomedical Applications", London, (1998).M.Szycher, "Szycher's Handbook of Polyurethanes", CRC Press LLC, London, (1999).Journal of Biomedical Materials Research (1980).Journal of Biomedical Materials, Polymer Edition (1980).
 
نام درس: ترميم زخم
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1- پوست
·        لايه‌هاي پوست
·        عملكرد پوست
·        فاكتورهاي تغيير دهنده مختصات پوست
2- پاتولوژي پوست
·        انواع آسيب‌هاي پوستي
·        آسيب‌هاي مكانيكي
·        فاكتور شيميايي
·        فاكتورهاي عروقي
·        فاكتورهاي آلرژيك
·        ساير عوامل
3- اصول ترميم زخم و مديريت زخم
·        فيزيولوژي ترميم زخم
·        فاكتورهاي تاثيرگذار بر روند ترميم زخم
·        اصول مديريت زخم
4- پانسمان‌هاي مورد استفاده در ترميم زخم
·        پانسمان‌هاي تهيه شده از بيوپليمرهاي طبيعي
·        پانسمان‌هاي تهيه شده از بيوپليمرهاي سينتتيك
·        انواع زخم‌ها
·        كاربرد پانسمان‌ها بر روي انواع زخم‌هاي مختلف
نام درس: كامپوزيت‌ها و كاربرد آنها در مهندسي پزشكي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه‌اي بركامپوزيت‌ها
2)  تاريخچه ساخت كامپوزيت‌ها
3)  دسته‌بندي كامپوزيت‌ها
4)  كامپوزيت‌هاي زمينه پليمري
5)  كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي
6)  كامپوزيت‌هاي زمينه سراميكي
7)  كامپوزيت‌هاي گرادياني
8)  كاربرد كامپوزيت‌ها در مهندسي پزشكي
 
منابع:
 
 
·         K.K. Cha Wla, "Ceramic Matrix Composites", Chapman & Hall, (1993).
·         Schwartz, "Composites Matrix Handbook", McGraw-Hill Book Company. (1983)
·   علم مواد (خواص و مهندسي مواد) ،تاليف مهندس حسين تويسركاني، دانشگاه صنعتي اصفهان، آبان ماه 1376.
·  سيمان‌هاي دنداني،دكتر فتح ا...مضطرزاده،دكتر اصغر كاظم زاده، پژوهشگاه مواد و انرژي.
·         Lesile N. Philips, "Design with Advance Composites Materials", Springer Verlag, (1984).
·         S. Suresh & A. Mortense & A. Needleman, "Metal Matrix Composites", Butterworth-Heinemann, (1993).
نام درس: زيست سازگاري
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  تعاريف زيست‌سازگاري و بيومتريال ها
2)  بررسي زيست‌سازگاري از نقطه نظر سميت شناسي، حساسيت زدائي، تاثير روي ژن‌ها و خون، سرطان زائي و زيست تخريب پذيري
3)  معرفي استانداردهاي زيست‌سازگاري،FDA ،ISO ،FDA ، ANSI و ...
4)  اثر متقابل سلول با بيومتريال‌ها
5)  خواص فيزيك وشيميايي بيومتريال‌ها و زيست‌سازگاري آنها
6)  شناسائي بافت‌هاي سخت و نرم و خواص ويسكوالاستيك آن‌ها (خواص مكانيكي استخوان) و معرفي مدل
     هاي Voight و Maxwell
7)  خون سازگاري و عوامل موثر بر آن
8)  روش هاي شناسائي ميزان خون‌سازگاري
9)  فرآيند ترميم زخم در حضور بيومتريال‌ها
10)  عروق طبيعي و مصنوعي و مكانيك عروق مصنوعي
11)  روش‌هاي ساخت بيومتريال هاي خون سازگار
12)  سيستم هاي آزمون هاي زيست‌سازگاري، in vitro ، in vivo  ، ex vivo
 
منابع:
 
·         Biomaterials (Journal), 1980.
·         Journal of Biomedical Materials Research, 1980.
·         Biomaterials, An Introduction, J. B. Park, Plenum Press, 1992.
·         Biomaterials Science, Buddy D. Ratner, Academic Press, 1996.
·         Cardiovascular Biomaterials, G.W.HASTINGS, Springer-Verlag, 1992.
·         Polymers: Their Properties and Blood Compatibility, S. Dawids.
 
Journal
·         Kluwer, Academic Publisher, 1989.
نام درس: مهندسي سلول‌هاي بنيادين
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه و تعاريف
2)  انواع سلول‌هاي بنيادين
3)  فرآيند شكل‌گيري و توليد مثل سلول‌هاي بنيادين
4)  فرآيند تمايز سلولي(Differentiation) در سلول‌هاي بنيادين
5)  ديناميك سلولهاي بنيادين
6)  محيط فيزيكي و مكانيكي سلول‌هاي بنيادين
7)  پروتكل‌هاي سلول‌هاي بنيادين
8)  كاربري‌هاي سلول‌هاي بنيادين در مهندسي بافت
9)  موارد اخلاقي در تحقيقات سلول‌هاي بنيادين
 
منابع:
 
·         Sell S., Stem Cells Handbook, 2004, Humana Press Inc.
·         Sarraf C.E. & Eastwood M. Stem Cells, Tissue Engineering and the Mechanical Enviroment, In: A shammakhi N. Reis R.L., Topics in Tissue Engineering, 2004, Volume 2.
·         Kirschstein R. & Skir boll L.R., Stem Cells: Scientific Progress & Future Research Directions, 2001, Terese Winslow.
·         Quesenberry P.J. et al., Stem Cell Biology & Gene Therapy, 1998, John Wiley & Sons.
·         Marshak. D.R. et al., Stem Cell Biology, Cold Spring Harbor Laboratory Press.
نام درس: نانومتريال‌ها و كاربردهاي زيستي
تعداد واحد: 3
 
سرفصل:
1)  مقدمه
·        آشنايي با علم و مهندسي نانومتريال‌ها
·        مثالهايي از كاربردهاي نانومتريال ها
2)  خواص نانومتريال‌ها
·        فيزيكي-مكانيكي
·        اپتيكي
·        الكتريكي
3)   نانوساختارها
·        لايه هاي نازك
·        ذرات و ميله ها
·        نانومتريال متخلخل
·        نانومتريال خودآرا
·        مواد با مشخصات نانوساختاري و نانوفلزي
·        سيستم هاي كلوئيدي نانوساختاري
·        نانوكامپوزيت‌ها
4)  روش هاي ساخت نانوساختارها
·        ليتوگرافي
·        نانو ليتوگرافي
5)  روش هاي مطالعه نانومتريال‌ها
·        ساختاري (…,XRD, TEM, SEM)
·        شيميائي (طيف‌نگاري اپتيكي، الكتروني، يوني و ... )
6)  كاربردهاي نانومتريال در سيستم هاي زيستي
·        مهندسي بافت
·        مهندسي سطح
·        مهندسي ژنتيك و ژن‌درماني
·        كاربردهاي دارويي
 
منابع:
  Nanomaterials: Synthesis, Properties & Applications, by A. S. Edelstein & R. C. Cammarata (Editors), Springer, 1998. Processing & Properties of Structural Nanomaterials, by Leon. L. Shaw, C. Suryanarayana, Rajiv. S. Misbra (Editors), Publisher: Tms2003Nanoscale Science & Engineering: Unifying & transforming tools, M. C. Roco, ALCHE Journal, 50, 5, and 2004, 890-897.The Future of Medicine: Biomaterials, By H. R. Pichler, MRS Bulletin, August 2000, 67-70.Nanostructures & Nanomaterials, Guozhong Gao, Imperial College Press, 2004.
  Journals: Journal of Materials ChemistryBiomaterialsNanotechnologyBioceramicsJournal of Materials Science Materials in Medicine
   نام درس: بررسي خواص و روش‌هاي پوشش‌دهي بيومتريالها
 
  تعداد واحد: 3واحد
 
سرفصل:
1-  مقدمه و تاريخچه بيومتريال‌هاي قابل پوشش دهي
2-  خواص بيومتريال‌هاي قابل پوشش دهي
3-  ويژگي‌هاي ميكروساختاري پوشش‌ها و ميزان چسبندگي و عوامل مؤثر بر آن
4-  روش‌هاي اعمال پوشش و عوامل مؤثر بر آن
5-  پوشش دهي از طريق پلاسما اسپري  (VPS, APS)و عوامل مؤثر بر آن
6-  SOL-Gel  و عوامل مؤثر بر آن
7-  ليزر پالسي(Pulsed Laser deposition) و ويژگي‌هاي آن 
8-  پوشش دهي از طريق الكتروفورزيس(EPD) و بررسي عوامل مؤثر بر آن
9-  پوشش دهي از طريق شيشه روي فلز(Enameling)
10- پوشش دهي به روش الكتروشيميايي
11-  پوشش دهي به روش اسپري گرمايي
12-  پوشش دهي كربن
13- پوشش دهي به روش بيولوژيكي
14- ساير روش‌ها
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
نام درس: پرتودهي بيومتريالها
 
   تعداد واحد: 3واحد
 
سرفصل:
 
1-  مروري بر پرتودهي مواد (كارشناسي‌ارشد)
2-  خواص مواد :
الكتريكي، اپتيكي، گرمايي
3-  طيف نگاري :
تئوري، ميكروموج، فروسرخ، رامان، الكترونيكي
4-  پروتئين و ماكرومولكولها:
ساختار پروتئين، فيزيك نفوذ غشاء، ترموديناميك ميكروماكرومولكولها
5- كاربردهاي طيف نگاري:
ساختار شناسي پروتئين ها، زيست سازگاري بيومتريالها، تجزيه و تحليل پلوم و يا ذرات كنده از مواد            حين برهمكنش
6-  فيزيك برهمكنش امواج با مواد،
    آلتراسوند، ليزر(UV,Vis,IR)  ، پرتوهاي γ, X) (
 7- روش‌هاي اصلاح مواد(پليمر- سراميك- فلز- شيشه)
     ليزر، كاشت يوني، پلاسما، ميكروموج، امواج راديويي(RF) ، باريكه الكتروني
8- برهمكنش پالسهاي فوق‌كوتاه(FS,PS)  ليزر با مواد و كاربردهاي آن
9- روش‌هاي بررسي فرآيند برهمكنش با مواد:
           سايه نگاري، هالوگرافي، انحراف گرمايي پرتو و فتوآكوستيك
10- روش‌هاي اندازه‌گيري ناخالصي‌ها در بيومتريال‌ها :
    فلورسانس القايي ليزر(LIF) ، طيف سنجي شكست القايي ليزر‌‌(LIBS) و فتوآكوستيك(PA)
11- روش‌هاي مطالعه سطح مواد:
تداخل سنجي، ميكروسكوپ اكوستيكي، ميكروسكوپ فلورسانسي، ميكروسكوپ الكتروني(SEM) ،                           ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM) ، SIMS, XRD, XPS
12- روش‌هاي پوشش دهي مواد:
      پلاسما اسپريف ليزرهاي پالسي(PLD)  (µs, ns, ps)  ، CVD، پاشش
 
مراجع:
 
·        The Structure & Properties of Materials: R. Rose, Vol.17 –Wiley.
·        Fundamental of Molecular Spectroscopy: C. Banwell-McGraw-Hill.
·        Physical Chemistry: P.Atkins, Oxford Univ. Press.
·        Spectroscopic & Structural Studies of Biomaterials (I): Proteins, J. Twardowski, Sigma Press.
·        Biomaterials an introduction: J. Park, Plenum Press.
·        Practical Absorption Spectrometery: A. Knowles, Chapman & Hall.
·        Laser Spectroscopy of Solids: W. Evans, IRL Press.
·        Membrane Structure & Function: W. Evans, IRL Press.
·        Laser Applications in Surface Science & Technology: H. Rubahn, Wiley.
·        Biomedical Eng. Handbook: J. Bronzino, Sec. IX: Biological effects of nonionizing electromagnetic field.
·        Ultrasound its Chemical, Physical & Biological Effects: K. Suslick
·        X-ray from Laser Plasma: I.Turcu, Wiley Press.
·        Lasers in Material Science: R. Agrawala, Transtech. Publ.
·        Femtosecond to Nanosecond High Intensity & Applications: E. Campbell, SPIE 1229.
·        Photoacustic & Photothermal Phenomena: P. Hess, Springer-Verlag
·        ليزر و كاربردهاي آن در پزشكي: دكتر خسروشاهي- دانشگاه صنعتي امير كبير
·        اصول علم مواد:حسين تويسركاني- دانشگاه صنعتي‌اصفهان
 
  Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA MicrosoftInternetExplorer4 st1\:*{behavior:url(#ieooui) } /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman","serif";} table.MsoTableGrid {mso-style-name:"Table Grid"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-unhide:no; border:solid windowtext 1.0pt; mso-border-alt:solid windowtext .5pt; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-border-insideh:.5pt solid windowtext; mso-border-insidev:.5pt solid windowtext; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; text-align:right; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman","serif";}