رفتن به مطلب

پست های پیشنهاد شده

قسمت اول

بيو الكترومغناطیس رشته ي علمي است كه پديد هاي الكتريكي ، مغناطيسي و الكترومغناطيسي كه از بافت هاي بيولو‍ژيكي ناشي مي شود را بررسي مي كند . اين پديد ها عبارتند از : رفتار بافت هاي تحريك پذير –پتانسيل ها و جريا هاي الكتريكي هادي هاي حجمي – ميدان هاي مغناطيسي خارج و داخل سلول هاي تحريك پذير به تحريك ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي – خواص ذاتي الككتريكي و مغناطيسي بافت ها

خيلي مهم است كه مفهوم بيوالكترومغناطيس را از مفهوم الكترونيك پزشكي جدا كنيم ؛ اولي شامل پديد هاي بيوالكتريك ، بيومغناطيس و بيو الكترومغناطيس و روش هاي اندازه گيري و تحريك مي شود در حالي كه دومي وسايلي را بيان مي كتد كه براي اين منظور به كار مي روند . بر اساس اين تعريف ، بيوالكترومغناطيس بين رشته اي است (‌از آنجايي كه شامل تعامل علوم زيستي و علوم مهندسي و فيزيك مي شود )‌.

( مسئله ای نیز قبل از این باید ذکر شود : بعضی از جا ها داخل متن ، واژه ی بیومغناطیس به جای واژهی بیوالکترومغناطیس به کار رفته است . می توان با توجه به قرائن ، این دو را از هم تشخیص داد .)

حال كه اين رشته ي علمي مطرح شده است ،‌بهتر است نگاهي به ديگر رشته هاي علمي ديگر كه خاصيت بين رشته اي را دارا هستند ، بيندازيم و تعريفي كوتاه از آنها داشته باشيم :

بيوفيزيك : علمي كه درگيز بدست آوردن پاسخ مسائل بيولوژزيكي با استفاده از مفاهيم فيزيكي است .

مهندسي زيستی bioengineering ‌: استفاده از مهندسي براي توسعه وسايل حفظ سلامت ، تحليل سيسيتم هاي بيولو‍ژيكي و توليد و ساخت محصولات بر اساس پيشرفت هاي تكنولوژي. اين عبارت به طور معمول براي در بر گرفتن مهندسي پزشكي و مهندسي بيوشيمي (‌بيوتكنولوژي )‌به كار مي رود .

بيوتكنولوژي : مطالعه ي تكنولوژي فرآيند ميكروبيولوژي . استفاده ي اصلي اين رشته در مشكلات كشاورزي ، غذل و دارويي است .

الكترونيك پزشكي : قسمتي از از مهندسي پزشكي كه درگير وسايل و روش هاي الكترونيكي در پزشكي است .

فيزيك پزشكي : علمي كه بر اساس مشكلات فيزيكي در پزشكي باليني است .

مهندسي پزشكي : رشته اي از مهندسي كه در گير كاربرد هاي علم و تكنولوژي در پزشكي و بيولوژي است .

bioelecmag1.jpg

 

تقسيم بندي بر اساس نظريه ها :

رشته ي بيوالكترومغناطيس را ميتوان از ديدگاه هاي مختلف تقسيم بندي كرد . يكي از اين تقسيم بندي ها، اين زيمنه ي علمي را بر اساس 2 نظريه جهاني تقسيم بندي مي كند : 1- معادلات ماكسول ( ارتباط الكترومغناطيسي )‌2- اصل تقابل (‌reciprocity )‌

معادلات ماكسول ، يا همان ارتباط ، ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي متغير با زمان را به هم پيوند مي دهد . در نتيجه ي آن هر جا ميدان هاي بيوالكتريك داريم ، ميدان هاي بيومغناطيس داريم و بر عكس . بر اساس اينكه ما پديده هاي الكتريكي ، مغناطيسي ياا لكترومغناطيسي را بيان مي كنيم ، بيوالكترومغناطيس نيز به 3 قسمت تقسيم مي شود : 1- بيوالكتريسيته 2- بيومغناطيس 3- بيوالكترومغناطيس

اصل تقابل : اين اصل ، به طور ساده ، بيان مي كند كه ارتباط بين منبع و ميدان توليد شده توسط آن هيچ تغييري نمي كند اگر نقطه اي كه منبع وجود دارد

و ميدان تغيير مي كند را با هم تعويض كنيم .

بر اساس اين اصل آشكار سازي توزيع حساسيت سيگنال هاي الكتريكي ،‌توزيع انرژي در تحريك الكتريکي و توزيع حساسيت اندازه گيري امپدانس الكتريكي همه با هم یکسان هستند . اين اصل براي روش هاي بيومغناطيس و بيوالكترومغناطيس نيز صادق است . بر اساس اينكه ما اندازه گيري ميدان ، تحريك يا خواص ذاتي بافت ها را در نظر داريم ، بيوالكترومغناطيس داخل اين چهار چوب به صورت زير تقسيم مي شود . :

I) اندازه گيري ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي از يك منبع بيوالكتريك يا ميدان مغناطيسي از يك ماده ي مغناطيسي

II) تحريك الكتريكي ميدان هاي الكترومغناطيسي يا مغناطيسي كردن مواد با استفاده از ميدان هاي مغناطيسي

III) اندازه گيري خواص ذاتي الكتريكي با مغناطيسي بافت ها .  

bioelecmag2.jpg

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

قسمت دوم

 

توضيحالتي در مورد اين تقسيم بندي ها :

1) اندازه گيري ميدان هاي مغناطيسي و الكتريكي به سيگنال هاي مغناطيسي يا الكتريكي توليد شده توسط فعاليت بافت هاي زنده اشاره مي كند . بر اساس اين تقسيم بندي ،‌يك بافت فعال ، انرژي الكترومغناطيسي توليد ميكند كه مي تواند به صورت الكتريكي با مغناطيسي از بيرون يا خارج عضوي كه اين منبع وجود دارد اندازه گيري شود . اين قسمت نيز شامل ميدان هاي مغناطيسي توليد شده توسط مواد مغناطيسي داخل بافت مي شود .

bioelecmag3.jpg

 

2) تحريك الكتريكي با ميدان هاي الكترومغناطيسي با مغناطيسي كردن مواد : اين شامل تاثيرات ميدان الكتريكي و مغناطسي روي بافت مي شود . در تقسيم بندي بيوالكترومغناطيس، انرژي مغناطيسي توسط ميدان الكترونيكي خارج بافت بيولوژيكي توليد مي شود . وقتي اين انرژي مغناطيسي و الكتركي به يك بفت تحريك پذير براي فعال كردن آن اعمال ميشود ، تحريك الكتريكي يا مغناطيسي ناميده مي شود . ووقتي انرژي مغناطيسي به يك بافت كه شامل ماده مغناطيسي است اعمال مي شود ،‌ماده مغناطسي مي شود . ( به غير از اين صورت مي توان يك فرد را با پتانسيل بالا شارژ كرد كه اين كار برق دادن ناميده مي شود و فقط براي كار هاي تماشايي و سرگرمي انجام مي شود )‌. با توجه به خصوصيات غيرخطي غشا ها ، تحريك ها مي توانند به صورت زير آستانه يا فرا آستانه باشند . انرژي الکتريكي با مغناطيسي زير آستانه مي تواند براي كار هاي درماني ، با نام الكتروتراپي و مغناطوتراپي، استفاده شود . و فرا تر از آستانه براي تحريك .

نمونه هاي اين قسمت بيوالكترومغناطيسي ، الكتروبيولوژي و مغنطوبيولوژي ناميده مي شود .

bioelecmag4.jpg

 

3) تقسيم بندي سوم اندازه گيري خصوصيات الكتريكي و مغناطيسي بافت است . مانند قسمت دوم ،‌انرژي الكريكي و مغناطيسي به بافت داده مي شود .زماني كه اين انرژي زير آستانه باشد ،‌خصوصيات ذاتي پسيو الكترومغماطيسي بافت مي تواند با اندازه گيري هاي مناسب بدست بيايد .

bioelecmag5.jpg

 

تقسيم بندي آناتوميكي : مي توان بيوالكترومغناطيس را بر اساس آناتومي نيز دسته بندي كرد . اين دسته بندي براي كار برد ها ي كلينيكي مفيد است. در اين حالت بيوالكترومغناطيس بر اساس بافت هاي اعمالي تقسيم بندي مي شود .:

A) نروفيزيولوژي

B) كارديوفيزيولوژي

C) بيوالكترومغناطيس ساير عضو ها و بافت ها  

bioelecmag6.jpg

اهميت بيوالكترومغناطيس :

چرا بايد بايد مطالعه ي پديده هاي الكتريكي و مغناطيسي با فت های زنده را به عنوان موضوعی جداگانه قرار دهیم ؟ دلیل اصلی این است که پدیده های بیوالکتریکی غشا سلول برای بافت زنده حیاتی هستند . سلول ها به روش های مختلفی از پتانسیل غشا استفاده می کنند . با باز شدن ناگهانی کانال های سدیمی ، پتانسیل غشا به صورت ناگهان ، در زمان یک هزارم ثانیه تغییر می کند . در اصل زندگی باتغییر پتانسیل غشا آغاز می شود . وقتی اسپرم با تخمک در لحظه ی لقاح پیوند بر قرار می کند ، کانال های یونی در داخل تخمک فعال شده و در اثر تغییر پتانسیل ، سلول های اسپرم دیگر قادر به دسترسی به این تخمک را نخواهند داشت .

پدیده های بیواالکتریکی به راحتی اندازه گیری می شوند ودر نتیجه این نحوه ی وارد شدن به مسئله مستقیم و قابل اجرا است . در بازرسی دیگر موضعات مانند اتفاقات بیوشیمی و بیوفیزیک ، مبدل های ویژه ای باید استفاده شوند تا پدیده های مورد نظر را به سیگنال های الکتریکی قابل اندازه گیری تبدیل کند . در مقابل این ، پدید های بیوالکتریکی باید فقط توسط الکترود های ساده اندازه گیری شوند . همچنین ، میدان مغناطیسی را می توان با مغناطومتر اندازه گیری کرد .

در مقایسه با متغیر های بیولوژیکی ، پدیده های بیوالکترومغناطیسی می توانند به صورت همزمان (realtime) به صورت غیر تهاجمی آشکار سازی شوند . چون اطلاعات به صورت فوری در داخل و خارج هادی حجمیِ تشکیل شده توسط بدن بدست می آید . منبع می تواند با استفاده از تئوری های ....منابع و هادی های حجمی به همراه قابلیت کامپیوتر های امروزی بررسی شود .

در مقابل ، می توان تحریک های الکترکی فضایی و محدود کنترل شده برای تحریک نواحی از کار افتاده در سیستم عصبی عضلاتی بدن استفاده نمود .

طبیعت الکتریکی بافت های بیولوژیکی به انتشار سیگنال های اطلاعات و کنترل کننده منجر می شود که برای حیات مهم است . اولین دسته شامل شنیدار ، دیدار و حس های پیکری است . که در این موارد ، مبدلی محیطی ( چشم ، گوش و ...) سیگنال هایی را به مغز می فرستند .

سیگنال های خروجی مغز به طور مثال می توانند باعث انقباض ارادی عضلات شوند . همئوستاز (حالت طبیعی بدن ) نیاز به تنظیم حلقه بسته دارد . در بعضی جا ها ، فیدبک ها از سیگنال های الکترکی که بر روی عملکرد فیزیولوژیکی تاثیر می گذارد مانند آهنگ ضربان قلب ، وضعیت انقباض قلب، ازاد شدن مخاط و ...گرفته می شود .

در نتیجه ی سرعت زیاد توسعه ابزار دقیق الکترونیکی و علوم کامپیوتر ، ابزار دقیق تشخیصی ، که بر اساس پدید های بیوالکتریکی هستند ، به سرعت در حال توسعه می باشند . امروزه نمی توان بیمارستان یا مطب دکتر را بدون ECG و EEG تصور کرد . توسعه میکرو الکترونیک ، باعث شده است که وسایل قابل حمل و دقت تشخیص بالاتر برود . ضربان ساز های قابل کشت باعث شده است افرادی بی شماری بتوانند زندگی عادی خود را داشته باشند . کار برد های بیومغناطیس همچنین در حال پیشرفت هستند و در آینده ، روش های بیوالکتریکی در درمان و تشخیص را تکمیل خواهند کرد . این مثال ها نشان می دهند که بیوالکترومغناطیس یک قسمت حیاتی از زندگی روزمره ی ما هستند .

بیوالکترومغناطیس این امکان را فراهم می کند که ما رفتار بافت های زنده را درسطوح سلولی و ارگانیک بررسی کنیم .همچنین ، دستاورد های جدید علمی برای دانشمندان این امکان داده اند که که سطوح زیر سلولی را با استفاده از جریان الکتریکی عبور ی از یک کانال یونی بوسیله ی روش Patch-clamp تحقیق کند . با استفاده از این روش ، بیوالکترومغناطیس می تواند در بیولوژی مولکولی استفاده شود و باعث بوجود آمدن دارو های جدید بشود . در نتیجه بیوالکترو مغناطیس فرصت های جدید و مهمی را برای توسعه روش های درمانی و تشخیص در اختایار علم می گذارد .

این متن یک ترجمه است .

هرگونه استفاده از آن با ذکر نام سایت BIoemm ومترجم بلامانع است .

ترجمه توسط آقای سیاوش سخاوی

منبع : کتاب بیوالکترومغناطیس اثر رابرت پلونزی و جاکو مالمیوئو، بخش مقدمه

“Bioelectromagnetism” Robert plonsey ,jaako malmivuo

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...