Gannon University

Master of Science στη Βιοϊατρική Μηχανική

Βιοϊατρική Ρομποτική και Βιομιμητική: Η βιοϊατρική ρομποτική εστιάζει σε δραστηριότητες όπως η αποκατάσταση, η εκπαίδευση/προσομοίωση, ο χειρισμός και η χειρουργική επέμβαση. Αυτοί οι τομείς επί του παρόντος εξαρτώνται από χειρωνακτικές διαδικασίες έντασης εργασίας που εκτελούνται από άριστα εκπαιδευμένους επαγγελματίες. Στόχος του μαθήματος είναι η ανάλυση του τρόπου βελτίωσης και μετατροπής αυτών των λειτουργιών μέσω της τηλελειτουργίας και του αυτοματισμού. Τα τηλεχειριζόμενα συστήματα με τη βοήθεια ρομπότ έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την επιτυχία των λειτουργιών, προσφέροντας ακριβείς και διαισθητικές διεπαφές ελέγχου στους χειριστές. Οι εφαρμογές αυτών των νέων τεχνολογιών περιλαμβάνουν την αποκατάσταση, την ιατρική εκπαίδευση και τις μικροχειρουργικές επεμβάσεις με τη βοήθεια ρομπότ. Επιπλέον, αρκετές πτυχές της βιομιμητικής θα συζητηθούν κατά τη διάρκεια του μαθήματος. Η βιομιμητική χρησιμοποιεί τη φύση ως παράδειγμα για να κατασκευάσει ρομπότ που μπορούν να κολυμπούν σαν ψάρι, να πετούν σαν πουλί ή έντομο και να περπατούν σε ανώμαλο έδαφος όπως πολλά τετράποδα.

Επιστήμη και Μηχανική Επιφανειών: Αυτό το μάθημα παρέχει μια εισαγωγή στις επιφανειακές ιδιότητες των υλικών και μια επισκόπηση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, των τεχνικών ανάλυσης επιφάνειας, της πρόσφυσης και της τεχνολογίας συγκόλλησης κόλλας. Το μάθημα δίνει έμφαση στην εννοιολογική κατανόηση καθώς και στις πρακτικές βιομηχανικές εφαρμογές του υλικού. Τα θέματα που καλύπτονται περιλαμβάνουν επιφανειακές ιδιότητες υλικών, επιφανειακή διαβρεξιμότητα και επιφανειακή τάση, επεξεργασίες τροποποίησης επιφάνειας, τεχνικές μικροσκοπίας και ανάλυσης επιφάνειας, πρόσφυση, συγκόλληση κόλλας και σχετικές βιομηχανικές εφαρμογές, έρευνες αστοχίας δεσμού και ανάλυση αστοχίας.

Μαθησιακά αποτελέσματα σπουδαστών

• Προηγμένες γνώσεις και δεξιότητες κατάλληλες για τη βιοϊατρική μηχανική. Αναλύστε δεδομένα και εφαρμόστε δεξιότητες κριτικής σκέψης για να εντοπίσετε βιοϊατρικά προβλήματα, να διαχειριστείτε τον κίνδυνο ή να προτείνετε συστάσεις ή λύσεις βάσει δεδομένων.
• Γνώση ή εφαρμογή δεοντολογικών προτύπων στη βιοϊατρική μηχανική. Επιδεικνύουν κατάλληλες ηγετικές δεξιότητες ενώ αναγνωρίζουν και αξιολογούν τα ηθικά και ηθικά στοιχεία και την πολυπλοκότητα των προκλήσεων που αντιμετωπίζει η ιατρική και η μηχανική κοινότητα
• Επαγγελματικές επικοινωνιακές δεξιότητες και διαδεδομένες πληροφορίες κατάλληλες για βιοϊατρική μηχανική. Εμφάνιση ικανότητας με προφορικές, γραπτές και γραφικές επικοινωνίες, κατάλληλες για επαγγελματικά κλινικά και μηχανικά περιβάλλοντα.
• Συνεισφορές, όπως η υπηρεσία, στο επάγγελμα του βιοϊατρικού μηχανικού ή/και στην κοινότητα.

Η επιστημονική φαντασία είναι λίγο λιγότερο φανταστική στην καθημερινή εργασία των βιοϊατρικών μηχανικών, οι οποίοι σχεδιάζουν προσθετικά άκρα και τεχνητά όργανα ή αναγεννούν ιστό. Δημιουργούν επίσης σκευάσματα φαρμάκων, αναπτύσσουν φαρμακευτικά προϊόντα ή συλλέγουν και αναλύουν βιολογικά δεδομένα, μεταξύ άλλων εργασιών. Σε αυτό το πεδίο βρίσκεται η διασταύρωση της βιολογίας και των δεξιοτήτων μηχανικής, η οποία βοηθά στην αντιμετώπιση δύσκολων προβλημάτων στην ιατρική και την υγεία. Οι βιομηχανίες προσφέρουν μεγάλες ευκαιρίες όπου οι απόφοιτοι μπορούν να συμμετάσχουν στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη:

• Προσθετική και ορθωτική εξαπάτηση ακρωτηριασμένων ατόμων με αναπηρία.
• Οι διεπαφές ανθρώπου-μηχανής επιτρέπουν σε άτομα με παράλυση που έχει ως αποτέλεσμα τη μερική ή ολική απώλεια της χρήσης όλων των άκρων και του κορμού για να οδηγούν αναπηρικό καροτσάκι ή να χρησιμοποιούν υπολογιστή.
• Ιατρικές συσκευές όπως τεχνητές αρθρώσεις, χέρια και πόδια καθώς και καρδιακοί βηματοδότες, απινιδωτές, τεχνητοί νεφροί και καρδιές.
• Συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών για την παρακολούθηση ασθενών κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης ή της εντατικής θεραπείας ή για την παρακολούθηση υγιών ατόμων σε ασυνήθιστα περιβάλλοντα, όπως αστροναύτες στο διάστημα ή υποβρύχιοι δύτες σε μεγάλο βάθος.
• Αισθητήρες για τη μέτρηση των κινήσεων ατόμων με αναπηρία και χωρίς προβλήματα.
• Όργανα και συσκευές για θεραπευτικές χρήσεις.
• Μαθηματικά/υπολογιστικά μοντέλα φυσιολογικών συστημάτων συμπεριλαμβανομένης της εμβιομηχανικής τραυματισμών.
• Κλινικά εργαστήρια και άλλες μονάδες εντός του νοσοκομείου και του συστήματος παροχής υγειονομικής περίθαλψης που χρησιμοποιούν προηγμένη τεχνολογία.
• Μέθοδοι έρευνας για συστήματα ιατρικής απεικόνισης που βασίζονται σε ακτίνες Χ (τομογραφία με υπολογιστή), ισότοπα (τομογραφία εκπομπής θέσης), μαγνητικά πεδία (απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού), υπερήχους ή νεότερες μεθόδους.
• Βιοϋλικά και μηχανικές ιδιότητες, ιδιότητες μεταφοράς και βιοσυμβατότητας εμφυτεύσιμων τεχνητών υλικών.