آشنایی با بیو مکانیک

بیومکانیک چیست؟ (نگاهی عمیق‌تر)

به زبان ساده، بیومکانیک یعنی “کاربرد اصول مهندسی مکانیک بر روی سیستم‌های بیولوژیکی”. بدن انسان، حیوانات و حتی گیاهان، سازه‌هایی هستند که تحت تاثیر نیروهای داخلی (عضلات) و خارجی (جاذبه، ضربه) قرار دارند. متخصصان این حوزه تلاش می‌کنند تا رفتار این سازه‌ها را تحلیل کنند.

بعضا از بیومکانیک به عنوان حرکت‌شناسی بدن (Kinesiology) هم یاد می‌شود، اما دامنه آن بسیار وسیع‌تر است. این علم به پنج شاخه اصلی تقسیم می‌شود:

نقش بیومکانیک در مهندسی و تعمیرات پزشکی

یکی از ملموس‌ترین کاربردهای بیومکانیک، در طراحی و نگهداری تجهیزات پزشکی است. دستگاه‌هایی مانند دیالیز، ونتیلاتور (تنفس مصنوعی) و تخت‌های بیمارستانی برقی، همگی بر اساس اصول مکانیک سیالات و جامدات کار می‌کنند. برای مثال، پمپ تزریق سرنگ (Syringe Pump) باید با دقت میکرونی حرکت کند تا داروی حیاتی را به بدن بیمار برساند.

ارگونومی؛ کاربرد بیومکانیک در محیط کار

آیا می‌دانید نشستن طولانی‌مدت پشت میز یا بلند کردن بار سنگین به روش اشتباه، چه بلایی سر ستون فقرات می‌آورد؟ شاخه‌ای از بیومکانیک به نام ارگونومی (Ergonomics) وجود دارد که هدفش “تطبیق محیط کار با فیزیک بدن انسان” است. در صنایع و کارخانجات، عدم رعایت اصول بیومکانیک منجر به آسیب‌های اسکلتی-عضلانی (MSDs) می‌شود که شایع‌ترین دلیل از کار افتادگی کارگران است.

بیومکانیک و سنسورهای هوشمند

امروزه بیومکانیک با علم الکترونیک ادغام شده است. سنسورهای پوشیدنی (Wearables) که ضربان قلب یا تعداد گام‌ها را می‌شمارند، یا دستگاه‌های EMG که سیگنال‌های الکتریکی عضلات را ثبت می‌کنند، همگی حاصل این ترکیب هستند. برای تحلیل حرکت، ما نیاز به سنسورهای شتاب‌سنج و ژیروسکوپ داریم.

بنابراین، متخصصین این حوزه باید درک خوبی از مدارهای الکترونیکی داشته باشند. خرابی یک سنسور کوچک در یک دست مصنوعی، کل عملکرد آن را مختل می‌کند. برای ورود به دنیای تعمیرات و طراحی بردهای پزشکی، پیشنهاد می‌شود در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیک شرکت کنید تا بتوانید مغز متفکر این سیستم‌های بیومکانیکی را عیب‌یابی کنید.

بیومکانیکِ تروما (آسیب)

یکی از تلخ‌ترین اما حیاتی‌ترین بخش‌های بیومکانیک، مطالعه مکانیزم آسیب (Mechanism of Injury) است. وقتی تصادفی رخ می‌دهد، نیروهای وارده به بدن چگونه باعث شکستگی استخوان یا پارگی اندام‌های داخلی می‌شوند؟ درک این موضوع برای امدادگران حیاتی است. اگر امدادگر بداند که ضربه از کدام جهت وارد شده، می‌تواند نوع آسیب داخلی را حدس بزند.

نتیجه‌گیری: بیومکانیک، علمی برای آینده

بیومکانیک تنها یک درس دانشگاهی نیست؛ بلکه زیربنای بسیاری از مشاغل فنی و پزشکی است. چه بخواهید یک تعمیرکار تجهیزات پزشکی شوید، چه یک افسر ایمنی (HSE) و چه یک امدادگر، درک اصول مکانیکی بدن انسان شما را در شغلتان متمایز می‌کند.