سلام! به سایت درس بیوالکترومغناطیس نیمسال اول ۹۷-۹۶ خوش آمدید.
دانشجویان این درس در این صفحه به منابع، تمرینات و اخبار فوری این درس دسترسی دارند.
♦ اخبار:
* ریز نمرات نهایی و نواقص گزارش پروژه‌ها در اینجا قابل مشاهده است. دوستان برای تکمیل و ارسال نواقص گزارش‌ها حداکثر تا ۱۳ مردادماه فرصت دارند.
** نمرات نهایی حل تمرین در اینجا قرار گرفت. لطفا اگر در خصوص موعد تحویل و یا نمره خود اعتراضی دارید به ادرس esharifi@aut.ac.ir ایمیل بزنید.
ساعت و مکان ارائه پروژه‌ها در روز سه شنبه ۲۶ ام، به شرح مقابل است: ساعت ۸:۳۰ الی ۱۴ با نماز و ناهار و استراحت در بازه ۱۳ الی ۱۴- در کلاس سمعی بصری (در صورت تغییر در محل مشخص می‌گردد.) دوستان دقت نمایند که ارائه پروژه بایستی کامل انجام گیرد ولی ارائه گزارش نهایی با اصلاحاتی که در جلسه عنوان می‌گردد تا شنبه۳۰ تیرماه فرصت خواهد داشت. دوستان در تنظیم ارائه های خود دقت نمایند که هر نفر تنها ۱۵ دقیقه فرصت خواهد داشت که از این وقت پنج دقیقه برای پرسش و پاسخ است. و ارائه پرده نما (ppt) تنها ده دقیقه فرصت دارد. این ارائه باید با در نظر گرفتن نکات زیر ساخته شود:
۱- هر کسی که هیچ سررشته ای از مطلب ما ندارد اما درس بیوالکترومغناطیس را خوانده است بایستی بتواند مطالب ما را درک نماید. پس تمام پیش نیازهای لازم را بگوییم و فرض نکنیم برای شخص خبره صحبت می نماییم. سعی کنیم مانند یک معلم ارتباط منطقی مطلب را برای مخاطبمان برقرار سازیم.
۲- ابتدا صورت مسئله و اهمیت آن به وضوح بیان شود. سپس بسته به نوع تحقیق (اشاره شده در همین صفحه) به خلاصه جوابی که به آن رسیده‌ایم اشاره شود. سپس وارد جزئیات شده و نحوه رسیدن به آن جواب شرح داده شود. رعایت این الگو تا حد امکان مهم است.
۳- لطفا یک بار بیان خود را تمرین نمایید. ارائه خوب و در چارچوب زمان مفرر بر ارزشیابی موثر است و کسانی که از وقت مشخص شده ( ده دقیقه) تجاوز می‌کنند به ازای هر دقیقه کسری از نمره را از دست می‌دهند.
۴- اگر در اسلایدهای خود از عکس‌های منابع دیگر استفاده می‌نمایید حتما در زیر عکس‌ها به مرجع اصلی اشاره گردد.
موفق باشید…
** پاسخ تمرین سری هفتم در اینجا قرار گرفت.
* تاریخ تحویل و ارائه پروژه ها سه شنبه ۲۶ تیرماه خواهد یود.
* در خصوص تمرین سری هفتم، تحویل بعد از موعد چهارم تیرماه امکان پذیر است اما با کسر ۲۰ درصد بابت تاخیر. البته تا قبل از آن که راهنمای حل سوالات بر سایت قرار داده شود.
** مطلب جدیدتر در بخش منابع درس قرار گرفت.
* نمرات میان‌ترم بیوالکترومغناطیس در اینجا قابل مشاهده است. دوستان می‌توانند سه‌شنبه‌ها بین ۹.۳۰ تا ۱۱ جهت مشاهده برگه خود مراجعه نمایند یا به اینجانب ایمیل بزنند.
** دوستان دقت نمایند: بنا بر تذکر صحیح یکی از دوستان در خصوص عدم اسراف در مصرف کاغذ، مقرر شد تمرینات کامپیوتری به جای چاپ شدن، برای تدریس یار مستقیما ایمیل شوند.
** تمرین جدید بر روی سایت قرار گرفت.
** مقالات و منابع جدید !! لطفا مطالعه نمایید. توجه نمایید که مطالعات مشخص شده با عبارت الزامی جزو درس به حساب می آیند.
ساعات مشاوره و رفع اشکال: شنبه ۹.۳۰ تا ۱۰، دوشنبه ۹.۳۰ تا ۱۱ و سه شنبه ۹.۳۰ تا ۱۱ هر هفته بدون نیاز به وقت قبلی- یا هماهنگی از طریق ایمیل msaviz@aut.ac.ir.
کتاب مرجع درس: (روی درایو P سایت رایانه دانشکده در دسترس است.)
♦ پروژه/سمینارهای درس بیوالکترومغناطیس:
همه دوستان بایستی حداکثر تا پایان ماه اول درس موضوع پروژه / سمینار خود را مشخص نمایند و کار خود را آغاز کنند. حدودا 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)
۶- خواص پیزوالکتریک استخوان و تحریک الکتریکی استخوان(نوع اول). | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۷- بررسی پدیده‌های غیرخطی بر اساس مدل غشای غیرخطی (نوع دوم) | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۸- بررسی مدل تحریک کالمدولین (یک گیرنده غشایی) در پاسخ به میدان الکتریکی (نوع اول).
۹- بررسی مسیرهای وابسته به کلسیم تاثیرپذیر از میدان الکتریکی در تکثیر و تمایز و آپوپتوز.
۱۰- بررسی مروری جدیدترین مقالات درخصوص آثار امواج نلفن همراه بر موجودات زنده. | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۱۱- بررسی ادعای علمی رایف (قرن نوزدهم) در خصوص درمان سرطان با میدانهای الکتریکی.
۱۲- بررسی دینامیک غیر خطی در تاثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در رفتارهای مرتبط با رشد و تکثیر سلولی. | این را هم ببینید: مقالات پیشنهادی
۱۳- شبیه سازی اعمال میدانهای الکتریکی به داربست حاوی سلول (نوع دوم)
۱۴- بازسازی نخاع با تحریک الکتریکی | 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 دوشنبه 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 به تدریس یار تحویل شوند با ۲۰٪ کسر امتیاز پذیرفته می‌شوند. پس از سه شنبه هفته تحویل، 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 ۷ اسفندماه ۱۳۹۶.
تمرین فکر دوم – موعد تحویل: تا دوشنبه ۲۱ اسفندماه ۱۳۹۶.
تمرین فکر سوم – موعد تحویل: تا دوشنبه ۲۸ اسفندماه ۱۳۹۶ (تحویل این تمرین در اولین جلسه درسی بعد تعطیلات هم امکان پذیر است اما توصیه نمی شود.)
تمرین فکر افزوده (بدون لزوم تحویل) : ناوبری پرندگان
تمرین فکر چهارم– موعد تحویل: دوشنبه دهم اردیبهشت ماه ۱۳۹۷.
تمرین فکر افزوده (بدون لزوم تحویل): بهره غشای مدل سلول کروی.
تمرین فکر پنجم – موعد تحویل دوشنبه ۲۴ اردیبهشت‌ماه ۱۳۹۷. توصیه می‌شود دوستان حل این سوالات را در هفته اول مهلت انجام دهند.
تمرین فکر ششم: موعد تحویل: دوشنبه ۷ خردادماه. به جز بخش کامپیوتری که تا دوشنبه ۱۴ خردادماه قابل تحویل است. 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. اگر با این مدل (به دلیل مشکلات نسخ مختلف CST) مشکلی داشتید می‌توانید مدل دیگری را از اینجانب دریافت نمایید.
تمرین فکر هفتم: سه سوال از پنج سوال به انتخاب شما. موعد تحویل دوشنبه ۴ تیرماه ۱۳۹۷ می باشد.
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 (توصیه می شود اما تحویل الزامی نیست).
♦ منابع:
دوستانی که فکر می کنند روی مباحث مربوط به مختصات کروی و استوانه ای نیاز به مرور سریعی دارند موارد زیر 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
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): 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 قورباغه.)
فیلم های پخش شده در کلاس: فرایندهای حیاتی درون سلول، و مایتوکندریا.
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 علم یا 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 الکترونیکی کوچک ولی بسیار جالب را هم توصیه می‌کنم.
مطالعه(۴): خواص الکتریکی اندازه‌گیری شده برای آب و مدل ریاضی آن
مطالعه(۵): خواص الکتریکی محلول آب نمک با غلظت‌های مختلف
مطالعه(۶): 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 (۷-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 را از اینجا دریافت نمایید.
مطالعه (۸- 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 (۹): 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 به روش تحلیلی (حل معادله لاپلاس) حساب شده است.
مطالعه (۱۰) 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 (۱۱-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 (۱۲): 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 (۱۳-قویا 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 .
مطالعه (۱۴): توصیه نامه ۱۹۹۸ کمیته ICNIRP (مطالعه قویا توصیه می شود و در صورت کار در این زمینه الزامی است) برای حفاظت تشعشعی از ۱ هرتز تا ۳۰۰ گیگاهرتز. همچنین نسخه تجدید نظر شده برای فرکانس پایین (مطالعه کلی آن الزامی است) . فرکانس‌پایین از ۱ هرتز تا ۱۰۰ کیلوهرتز را شامل می شود. نشانی سایت این کمیته http://www.icnirp.org می‌باشد که نسخ به روز را دارد.
فایل پرده‌نمای مبحث استاندارد.
مطالعه (۱۵): چند مقاله که استاندارد مورد استفاده را به زبان فارسی تشریح می‌کند.
مطالعه (۱۶): 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.
فایل پرده نمای میدانهای درونزاد در کلاس اینجاست.
مطالعه (۱۷): در خصوص نقش میدانهای الکتریکی به عنوان حامل پیام برای سلول‌ها و رشد و بازسازی و تمایز بافت‌ها، این مقاله مروری بسیار جالب است (حاوی تصاویری از رشد مجدد پای قطع شده یک غورباقه.)
مظالعه (۱۸): دررابطه با آثار میدانهای فرکانس پایین سه مقاله مهم اینجا هستند: مقاله ۱ ، مقاله ۲، مقاله ۳.
مطالعه (۱۹-الزامی): مقاله مروری در خصوص نقش کانال‌های کلسیمی کنترل شده با ولتاژ در اثار غیرحرارتی میدانهای الکترومغناطیسی.
مطالعه (۲۰): در خصوص لایه های اپیتلیال و خاصیت سدی آن‌ها در قبال جریان‌های یونی، این مقاله قابل توجه است.