سلام! به سایت درس بیوالکترومغناطیس نیمسال اول ۹۶-۹۵ خوش آمدید.
دانشجویان این درس در این صفحه به منابع، تمرینات و اخبار فوری این درس دسترسی دارند.
♦ اخبار:
* دانشجویان گرامی، با سلام. ریز نمرات کامل در اینجا قابل مشاهده است. شایان ذکر است که نمرات تمرین در دو مورد که دانشجویان از طریق ایمیل اعلام کرده اند ممکن است در دو روز آتی تغییر کند.
* نمرات پایان‌ترم در اینجا قابل مشاهده است.
* ریز نمرات تمرینات در اینجا قابل مشاهده است. چنانچه موردی جا افتاده است لطفا از طریق ایمیل به اینجانب اطلاع دهید.
* دوستان می توانند نمرات میان ترم درس بیوالکترومغناطیس را در اینجا مشاهده نمایند. بدیهی است که امکان مشاهده برگه و بازنگری آن در ایام آتی وجود دارد.
♦ پروژه/سمینارهای درس بیوالکترومغناطیس:
همه دوستان بایستی حداکثر تا پایان هفته اول آبان موضوع پروژه / سمینار خود را مشخص نمایند و کار خود را آغاز کنند. یک هفته قبل از امتحان پایان ترم موعد پایان پروژه‌ها و ارائه آن‌ها خواهد بود. همان‌طور که در کلاس گفته شد، اگر بخواهید کار خلاقانه شما در این حوزه جدید علمی می‌تواند کاملاً نو، بدیع وعرصه‌گشا باشد.
پروژه‌های نوع اول: پروژه‌هایی که شامل یک جنبه مروری هستند، که مقالات آن را بایستی با استاد درس هماهنگ کنند. نتیجه این مرور ادبیات بایستی نشان دادن یک روند منطقی در رشد گام به گام علمی در حیطه موضوع کار باشد. در پایان هر یک از دانشجویان یک صفحه علمی را در بخش مرور مقالات (Litrature Review) در وبسایت افق بیوالکترومغناطیس با نام خود تألیف می‌نمایند. همچنین در صورت تمایل جهت نوشتن مقاله بر اساس کارتان به شما کمک خواهد شد. لازم است در تدوین گزارش سایت از این شیوه استفاده نمایند: شیوه تنظیم گزارش برای سایت بین المللی افق بیوالکترومغناطیس.
پروژه‌های نوع دوم: پروژه‌هایی که جنبه محاسبه و نوآوری مستقیم در آن‌ها غالب است لازم است گزارشی در حدود سه صفحه شامل بخش‌های زیر ارسال نمایند. در جلسه ارائه در خصوص نحوه تنظیم گزارش یا نگارش مقاله نهایی راهنمایی خواهد شد.
سوال تحقیق چه بوده است؟
روش تحلیل یا جستجوی پاسخ چه بوده است؟
فرض‌های ما در محاسبه یا شبیه سازی چه بوده است؟
چه جواب‌هایی به دست آمده است؟ (تصاویر اولیه)
دوستان می‌توانند به تناسب زمینه و علاقه خود یکی از موضوعات مشخص شده (به تدریج) در این صفحه را انتخاب نمایند یا برای تعیین موضوعات دیگر به اینجانب مراجعه نمایند.
۱- آیا گیاهان تحت اثر میدان ابر سریع‌تر رشد می‌کنند؟ نقش میدانهای درونزاد و برونزاد در رشد گیاه.
۲- استخراج یک مدل آماری برای پرتوگیری یک انسان عادی در درون قطار مترو از موبایل‌های موجود در محل (نوع دوم).
۳- مطالعه خواص نیمه رسانایی در پلیمرهای طبیعی بدن و تلویحات آن‌ها در حوزه کنترل و مدیریت بدن.
۴- تشخیص و به دام انداختن سلول های سرطانی از طریق امپدانس سنجی سلولی (کار آقای دکتر محمد عبدالاحد و همکاران)(نوع اول)
۵- بررسی ادعای علمی رایف (قرن نوزدهم) در خصوص درمان سرطان با میدانهای الکتریکی (مطالعه مستندات رایف- نوع اول)
موارد انتخاب شده:
۱. امکان‌سنجی محاسباتی توموگرافی امپدانسی در مقیاس سلول(نوع دوم). آقای بهروزی‌راد
۲. آثار امواج تلفن همراه و بی‌سیم بر بدن انسان با توجه به تفاوت نسل‌های فناوری تلفن همراه(نوع دوم). آقای اذکایی
۳. بررسی تفاوت توزیع میدان tDCS در مغز افراد مبتلا به آلزایمر(نوع دوم). خانم مقدم.
۴. خواص پیزوالکتریک استخوان و تحریک الکتریکی استخوان(نوع اول). خانم بابازاده | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۵. بررسی پدیده‌های غیرخطی بر اساس مدل غشای غیرخطی (نوع دوم). خانم بلالی | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۶. بررسی مدل تحریک کالمدولین (یک گیرنده غشایی) در پاسخ به میدان الکتریکی (نوع اول). خانم سلیمانی
۷. بررسی مسیرهای وابسته به کلسیم تاثیرپذیر از میدان الکتریکی در تکثیر و تمایز و آپوپتوز. آقای ایمانی
۸. بررسی مروری جدیدترین مقالات درخصوص آثار امواج نلفن همراه بر موجودات زنده. خانم سیدباقری | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۹. بررسی ادعای علمی رایف (قرن نوزدهم) در خصوص درمان سرطان با میدانهای الکتریکی. خانم امیریان
۱۰. شبیه سازی تداخل میدانهای الکترومغناطیسی با عملکرد ضربان‌سازهای قلبی (نوع دوم). آقای شهیدی.
۱۱. بررسی دینامیک غیر خطی در تاثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در رفتارهای مرتبط با رشد و تکثیر سلولی. خانم زندی. | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۱۲. اثر پرده‌های سلولی بر توزیع میدانهای فرکانس پایین در بدن. خانم حاجی‌زاده.
۱۳. شبیه سازی اعمال میدانهای الکتریکی به داربست حاوی سلول (نوع دوم) آقای رفسنجانی‌نژاد.
۱۴. بازسازی نخاع با تحریک الکتریکی. خانم رستمی. | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
♦ قواعد تمرینات: هر تمرین جدید حدود دو هفته فرصت دارد. با آغاز مهلت، تمریناتی که در خلال هفته اول و تا پیش از صبح یکشنبه بعد تحویل داده شوند، از ۲۰٪ امتیاز اضافه بهره‌مند می‌شوند. تمریناتی که در هفته موعد تحویل تا روز تحویل (معمولاً دوشنبه) ارائه شوند، نمره عادی خواهند داشت. تمریناتی که تا پایان سه شنبه همان هفته در جعبه استاد درس قرار گیرند با ۲۰٪ کسر امتیاز پذیرفته می‌شوند. پس از سه شنبه هفته دوم تمرینات پذیرفته نخواهند شد.
♦ کتاب‌های مرجع درس: (نسخه‌های الکترونیکی هر سه منبع در درایو P سایت دانشکده مهندسی پزشکی ذیل نام استاد درس موجود است.)
۱- مقدمه‌ای پایه‌ای بر بیوالکترومغناطیس، سی. دورنی. ترجمه بخشی از متن این کتاب از کتابفروشی جهاد دانشگاهی دانشگاه امیرکبیر (خیابان حافظ جنب درب اصلی) قابل تهیه است.
2. Chapters from Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields, Frank S. Barnes, Ben Greenebaum, CRC Press; 3rd edition 2006
3. Chapters from Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields,Robert Plonsey, Jaakko Malmivuo, Oxford University Press, 1995. available online at: http://www.bem.fi/book/
♦ تمرینات:
تمرین فکر اول – موعد تحویل: تا دوشنبه ۱۲ مهرماه ۱۳۹۵.
البته بخشی از این تمرین به مبحث پتانسیل الکتریکی بازمی‌گردد که در جلسه چهارم درس (یکشنبه ۴ مهرماه) در کلاس مرور خواهد شد.
تمرین فکر دوم – موعد تحویل: تا دوشنبه ۲۶ مهرماه ۱۳۹۵.
تمرین فکر سوم – موعد تحویل: تا دوشنبه ۱۰ آبان‌ماه ۱۳۹۵.
تمرین فکر افزوده (بدون لزوم تحویل) : ناوبری پرندگان
تمرین فکر چهارم– موعد تحویل: ۲۵ آبان‌ماه ۱۳۹۵.
تمرین فکر افزوده (بدون لزوم تحویل): بهره غشای مدل سلول کروی.
تمرین فکر پنجم – سه سوال از پنج سوال به انتخاب شما-موعد تحویل دوشنبه ۸ آدرماه ۱۳۹۵ (به خبر مربوطه در بخش اخبار درس توجه شود). توصیه می‌شود دوستان حل این سوالات را در هفته اول مهلت انجام دهند.
تمرین فکر ششم: موعد تحویل: دوشنبه ۹/۲۹ به جز بخش کامپیوتری که تا دوشنبه ۱۰/۶تحویل می‌گردد. توصیه: بخش کامپیوتری را از همین هفته شروع نمایید! مدل بدن انسان برای انجام این تمرین را اینجا دریافت نمایید. این مدل را یکی از دانشجویان از روی ابعاد فیزیکی خودش ساخته است. فراموش نکنید که بایستی در محیط MWS کار کنید و خواص الکتریکی مدل را باید خودتان برای فرکانس کار از نو تنظیم نمایید.برای این کار ابتدا بایستی فرض Dispersion را در پنجره تنظیمات ماده خاموش کنید.
تمرین فکر هفتم: سه سوال از پنج سوال به انتخاب شما. موعد تحویل دوشنبه ۱۰/۶ خواهد بود.
♦ منابع:
دوستانی که فکر می کنند روی مباحث مربوط به مختصات کروی و استوانه ای نیاز به مرور سریعی دارند اینجا را مشاهده نمایند. البته این مباحث در جریان اصلی درس مورد نیاز نخواهد بود ولی از آن جا که در فصل حاضر مورد استفاده هستند مطالعه توصیه می شود:
مطالعه (۱): مختصات استوانه‌ای و کروی : مطالب مفیدی در سایت رشد وجود دارد .همچنین خلاصه‌ای از معرفی این دستگاه‌ها و المان‌گیری در این متن قابل مطالعه است. اگر می‌خواهید تصاویر جمع وجوری از المان‌ها داشته باشید این دوصفحه هم مفید است
مطالعه(۲): خلاصه درس فیزیک الکتریسیته برای محاسبه میدان الکتریکی از روی قاعده تراوش در این برگه قابل مطالعه است
مطالعه جانبی: همان طور که در کلاس گفته شد، جستجوی ما نشان داده که متاسفانه آن چه تا به حال در کتاب‌های ترجمه‌ای درباره تاریخ علم به ما گفته شده، و این تصور را ایجاد کرده که مهندسی و فناوری ذاتا وارداتی بوده و از کشورهای صنعتی به کشورهای ما آمده، سخن درستی نیست. دوستانی که جویای حقیقت امر هستند بایستی مطالعه خود را در این زمینه با تلاش و جستجو دنبال کنند و منابعی را که اغلب کشف نشده و پراکنده هستند جمع کنند. به عنوان یک نمونه، مطالعه این سایت را توصیه می‌کنم. همچنین عکس نسخ خطی درباره تاریخ اختراع پمپ را می‌توانید اینجا مشاهده نمایید.برای کسانی که علاقه به مطالعه بازهم بیشتر در این زمینه دارند مطالعه این کتاب کوچک ولی بسیار جالب را هم توصیه می‌کنم.
توصیه مطالعه: دوستانی که بخواهند مطالعه وسیع‌تری در نظریه الکترومغناطیس داشته باشند می‌توانند کتاب مقدمه‌ای بر الکترودینامیک، ترجمه دکتر حسین فرمان، نوشته دیوید گریفیتز را مطالعه نمایند.
مطالعه(۳): خواص الکتریکی اندازه‌گیری شده برای آب و مدل ریاضی آن
مطالعه(۴): خواص الکتریکی محلول آب نمک با غلظت‌های مختلف
مطالعه(۵): خواص الکتریکی بافت‌ها، مقاله Gabriel-96: داده‌های این مقاله تقریباً به صورت عمومی برای تخمین خواص بافت‌های در فرکانس‌های مختلف مورد استفاده است. با این حال دقت نمایید که مولفین این مقاله نتوانسته‌اند اندازه‌گیری خوبی در فرکانس های کم انجام دهند و نتایج آن‌ها در این فرکانس‌ها صرفاً‌متکی بر برون‌یابی با مدل‌ریاضی است. و این هم مقاله جدیدتر که در آن این بار اندازه‌گیری خواص الکتریکی فرکانس پایین بافت‌ها گزارش شده است.
مطالعه (۶-الزامی): مدل‌های ریاضی برای بیان خواص بافت: بخش اول، بخش دوم، بخش سوم، بخش چهارم. * حتماً مدل Cole-Cole را مطالعه نمایید.
در خصوص خواص الکتریکی بافت‌های زیستی این منبع در چهار قسمت به مدل‌های ریاضی مربوطه اختصاص دارد. هدف در این مبحث یافتن عبارات ریاضی مناسبی است که با تنها چند پارامتر بتوانند داده‌های اندازه‌گیری را با کم‌ترین خطا در خود خلاصه کنند. ما در کلاس تنها مدل Debye را مورد بررسی قرار مي‌دهیم. اما مدل‌هایی با تفاوت‌های مختصر نسبت به این مدل مطرح شده‌اند که می‌توانند بر داده‌های آزمایشی بهتر تطبیق داده شوند. البته در مواردی انتخاب این عبارات مبتنی بر ملاحظات فیزیکی است..
مدل کرم در موجتاب خازنی (مساله حل شده در کلاس با CST) را از اینجا دریافت نمایید.
مطالعه (۷- مطالعه قویا توصیه می شود): مدلسازی محاسباتی توزیع میدان در ساختار چندسلولی بر اساس روش مدارهای گسترده. لطفا مطالعه نمایید و فکر کنید. انتظار دارم چالش‌هایی در ذهن دوستان پدید آید و با طرح سوال در کلاس، ابهامات روشن شوند.
مطالعه (۸): مقاله تحلیل اختلاف پتانسیل غشایی: در این مقاله بر خلاف درس ما که یک سلول را با حضور سلول‌های دیگر در اطرافش در نظر گرفتیم (مانند بافت متراکم) یک تک سلول کروی در فضای بی انتهایی از الکترولیت خارج سلولی فرض شده و با اعمال یک میدان الکتریکی در این محیط، پتانسیل القا شده در غشا حساب شده است.
مطالعه (۹) الزامی: مرور مبانی قواعد ترکیب: فرمول‌های مختلف ترکیب در اینجا به اختصار تشریح شده‌اند. برای درک عمیق‌تر پایه نظری این روابط مطالعه این مقاله مروری را توصیه می‌کنیم.
کدهای Matlab برای فرمول‌های ترکیب: در این مجموعه یک رابط گرافیکی هم هست. ولی چون ما علاقه‌مندیم مسائل را به صورت بنیادی فرابگیریم توصیه می‌کنم از m-file ها به صورت توابع Matlab استفاده کنید و برای مدل کردن مواد مستقیما کد بنویسید.
مطالعه (۱۰-قویا توصیه می‌شود) نمونه مدلسازی خواص الکتریکی بافت: در این متن بافت قرنیه با استفاده از قواعد ترکیب و غیر آن مدلسازی شده است.
فایل مدل شبیه‌سازی مدل ساده موش در میدان شبه الکترواستاتیک با نرم‌افزار شبیه‌سازی میدانی ( حل معادلات شبه ساکن الکترومغناطیس در مکان و زمان) را از اینجا دریافت نمایید. این مثال در محیط CST EM Studio حل شده است.
فایل مدل شبیه‌سازی نمونه با نرم‌افزار شبیه‌سازی میدانی (حل معادلات الکترومغناطیس در مکان و زمان). مدل کروی با خواص مغز در محدوده ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ مگاهرتز را می‌توانید از اینجا دریافت نمایید. این مثال برای محیط CST Microwave Studio ایجاد شده است.
مطالعه (۱۱): در خصوص مدار الکتریکی جوّی کره زمین که از طریق آن‌ها می‌توان پیدایش میدان الکتریکی جوی را بیشتر درک کرد، کتاب نسبتا قطوری هست که این متن بیست صفحه‌ای، منتخب آن است و تصویر شماتیک مداری جالبی هم در این مقاله از آن ترسیم شده است. علاقه‌مندان می‌توانند کتاب کامل را اینجا دریافت نمایند.برخی مطالعات درباره سازوکار نسبتاً اسرارآمیز برق‌دار شدن ابرهای رعدزا که مانند مولّد در مدار بزرگ جوی زمین عمل می کنند نیز در این مقاله بحث شده است.
مطالعه (۱۲-توصیه می‌شود): یک فصل منتخب درباره میدانهای محیطی از منابع طبیعی و ساخته دست بشر: جداول مربوط به میدانهای نوعی ابزار خانگی و مشابه آن جالب توجه است. میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تلویزیون‌های آنالوگ CRT هم مورد بحث واقع شده است.
نمودار طیف فرکانسی میدانهای ناشی از منابع ساخته دست بشر با فرکانس حدودی آن‌ها.
نمودار محدودیت‌های پایه در استاندارد ICNIRP که در کلاس استفاده شد.
مطالعه (۱۳): توصیه نامه ۱۹۹۸ کمیته ICNIRP برای حفاظت تشعشعی از ۱ هرتز تا ۳۰۰ گیگاهرتز. همچنین نسخه تجدید نظر شده (مطالعه کلی آن الزامی است) محدودیت‌های فرکانس‌پایین از ۱ هرتز تا ۱۰۰ کیلوهرتز مربوط به سال ۲۰۱۰. نشانی سایت این کمیته http://www.icnirp.org می‌باشد.
فایل پرده‌نمای مبحث استاندارد در کلاس.
مطالعه (۱۴و۱۵): و بالاخره آغاز شد! میدانهای درونزاد و بحث‌های شیرین آن. یک فصل منتخب از کتاب مرجع که بخشی از مطالب کلاس را مورد بحث قرار داده است. کلیات بحث سازوکارهای تولید میدانهای الکتریکی درونزاد امروز به دو سازوکار پرداخت: منابع جریانی و منابع باری. در خصوص اولی کتاب مرجع سوم درس یک ساختار نظری برای حساب و کتاب آن‌ها ایجاد کرده است که در جلسات بعدی به آن می‌پردازیم. در خصوص دومی که در فرکانس‌های بالاتر معقول به نظر می‌رسد این مقاله یک نمونه از گمانه‌زنی‌های نظری را نشان می‌دهد.
مطالعه (۱۶): چند مقاله که استاندارد مورد استفاده را به زبان فارسی تشریح می‌کند.
فایل پرده نمای میدانهای درونزاد در کلاس اینجاست.
فایل پرده‌نمای شکل گیری سیگنال‌های قلبی اینجاست.
مطالعه (۱۷): در خصوص نقش میدانهای الکتریکی به عنوان حامل پیام برای سلول‌ها و رشد و بازسازی و تمایز بافت‌ها، این مقاله مروری جالب است (حاوی تصاویری از رشد مجدد پای قطع شده یک غورباقه.)
مطالعه (۱۸): درباره این که چرا میدان های الکتریکی فرکانس پایین را نمی توان با توزیع بار ساکن یا کند تغییر در بافت ایجاد نمود دیدن این تمرین مناسب است.
مظالعه (۱۹): دررابطه با آثار میدانهای فرکانس پایین سه مقاله مهم اینجا هستند: مقاله ۱ ، مقاله ۲، مقاله ۳.
مطالعه (۲۰-الزامی): مقاله مروری در خصوص نقش کانال‌های کلسیمی کنترل شده با ولتاژ در اثار غیرحرارتی میدانهای الکترومغناطیسی.