گرایش های مهندسی پزشکی(بیومکانیک)
مهندسی بیومکانیک، محدوده مهندسی مکانیک و سیستم‌های زنده است. به بیان دیگر یک مهندس پزشکی گرایش بیوالکتریک، مهندس مکانیک است که حوزۀ کارش انسان و فعالیت‌های زیستی اوست. بیومکانیک مطالعۀ ساختار و عملکرد جنبه‌های مکانیکی سیستم‌های بیولوژیکی، از ارگانیسم‌های کامل گرفته تا اندام‌ها، سلول‌ها و اندامک‌های سلولی، با استفاده از روش‌های مکانیکی است. این زیر رشته به حرکات بدن می‌پردازد. مهندسین متخصص بیومکانیک در طراحی و توسعه محصولاتی که به حرکت در بدن کمک می‌کنند توجه دارند. دریچه‌های مصنوعی قلب و مفصل‌های قابل تعویض نمونه‌هایی از محصولات پزشکی هستند که به ترتیب به جریان خون و عملکرد حرکات کمک می‌کنند. بیومکانیک در واقع مطالعه مکانیک (مانند مبحث ترمودینامیک) برای حل مشکلات بیولوژیکی یا پزشکی است. تحلیل حرکت انسان و مطالعه جنبش انسانی، از جنبه‌های بسیار مهم است. در نتیجه، لازم است محدودیت‌های اعضای بدن و آناتومی و کنترل حرکتی را به طور کامل درک کرد.
افرادی که در گرایش بیومکانیک رشته مهندسی پزشکی مشغول به تحصیل هستند با استفاده از مفاهیم مکانیکی در زمینه‌های پزشکی کار خود را انجام میدهند. وقتتی بدانیم که جلوه های مختلف انسانی جنبه های مکانیکی قوی دارند میتوان به اهمیت این رشته پی برد. مثلا وقتی که دست یا پا و قلب مصنوعی ساخته می‌شود و باید متخصص این رشته در مورد نحوه عملکرد اندام ها اظهار نظر کند.
رشته مهندسی پزشکی رشته ی مهندسی پزشکی (Biomedical Engineering) گرایش های مختلفی دارد که در این مقاله در رابطه با گرایش بیومکانیک (Biomechanics) مطالبی را به شما خواهیم گفت. در اوایل دهه 70 میلادی، واژه “بیو مکانیک” برای دانش مطالعه سیستم های حیاتی از دید مکانیکی انتخاب شد. این رشته از ابزار مکانیک برای مطالعات آناتومی و بررسی عملکرد اندام حیاتی استفاده می کند. این علم در زمینه تئوری تا کاربردهای عملی مطالعه می کند. علم مهندسی پزشکی در واقع بیانگر کاربرد مهندسی در پزشکی از طریق مطالعه‌ی اصول و عملکرد سیستم‌های زنده و مدل‌سازی آن،به کار گرفتن اطلاعات و نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماری‌ها و همچنین جایگزین کردن اسکلت بندی‌های صدمه دیده در بدن است.
رشته بیومکانیک استفاده از مکانیک کلاسیک در زمین های علوم زیستی را مطالعه می کند. پیشرفت این علم باعث ساختن قلب مصنوعی، دریچه‌های قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها وپروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریان ها، مویرگ ها، استخوانها، غضروفها، تاندوها و دیسک های بین مهره‌ای و پیوندهای سیستم اسکلتی - عضلانی بدن شده‌است.
این مطالعات بر دو بخش مهم اشاره دارد که یکی از آن ها استاتیک است که مطالعه اجسامی را شامل می شود که در اثر نیرویی که بر آن ها ااعمال می شود، در حالت سکون یا وضعیت تعادل باقی می‌مانند و دیگری دینامیک است که کارش مطالعه اجسام متحرک است. دینامیک را هم میتوان به زیر گروه های سینماتیک و سینتیک تقسیم بندی کرد. سینماتیک علم حرکت است و در مورد روابطی است که بین جابجایی ها، سرعت ها و شتاب ها در حرکت انتقالی و دورانی وجود دارند و به توصیف حرکت ناشی از آن ها می پردازد. سینتیک در مورد اجسام متحرک و نیروهایی است که موجب حرکت میشوند. کتابDe Muto Animalum نوشتۀ Borelli از اولین کتاب هایی است که در مورد این علم نوشته است. این نویسنده شاگرد گالیله بود و در کارهایش از نتایجی که گالیله در مطالعات خود به دست آورده بود برای رسیدن به اهدافش در زمینه مطالعه بیومکانیک استفاده نمود.
وقتی که انسان متولد می شود رشد و نمو به صورت های مختلفی در بخش های بدن او اتفاق می‌افتد. نیروهای مکانیکی هم می توانند بر رشد بدن تاثیر داشته باشند. نیروهایی که به صورت عمود بر بدن وارد می شوند به او اجازه میدهند که به یک روش نمونه رشد کنند مثلاً ساختار داخلی استخوان با تعداد دفعات بارگذاری روی استخوان کنترل می شود و اگر در زمان رشد سریع نیروهای غیر طبیعی به بدن وارد شود این الگوی طبیعی رشد را به هم میزند. با توجه به مواردی که گفته شد اگر مشخص کنیم که تغییر شکل ها چگونه ایجاد شود می‌توانیم نیروهایی که باعث تغییر شکل می شوند را رفع کنیم و از نیروها استفاده بکنیم که این فرآیند را تصحیح می کنند.