بخشی از مقاله
فيزيك پزشكي كاربرد فيزيك ، الكترونيك و محاسبات در كارهاي پزشكي است شماري از تخصص ها مثل پزشكي هسته اي كه از مواد پرتوزا براي تشخيص و درمان بيماريها استفاده مي كنند. راديو تراپي كه براي نابودي بافتهاي سرطا ني از شتابدهنده هاي خطي سود مي بردو نگاره برداري تشديد مغناطيسي نمونه هايي از فعاليت هاي فيزيك پزشكي است .
مهندسي زيستي كاربرد مهندسي در توسعه و ساخت ابزار جهت توانبخشي و همچنين مواد جديد است .
دپارتمان هاي اصلي موجود دردانشگاه عبارتند از :
فيزيك پزشكي ، نگاره برداري پزشكي ، فن آوري رسانه ها يا اطلا عات و مهندسي زيستي .
هررشته ميتواند بصورت تحصيلا ت تكميلي براي ديپلم post graduate diploma (PgDip) يا كارشناسي ارشد در علوم M.Sc بر گزار شود دوره كارشناسي ارشد دوازده ماه به طول مي انجامد وجهت ورود به آن دانشجو بايد حداقل معدل (2) دررشته فيزيك يا سايررشته هاي وابسته داشته باشد . براي مدرك (PgDip) معدل كمتري نيز جهت ورود قابل قبول است ، امادوره فقط دوترم ، يعني هشت ماه ودانشجو ترم پاياني راكه يك پروژه كوتاه تحقيقاتي است طي نمي كند . ولي توانايي علمي آنها معادل چيزي است كه براي درجهM.Sc انتظار مي رودو ممكن است درپايان ترم دوم اجازه داد ه شود تا به دوره كارشناسي ارشد راه يابند .
چه چيزهائي رادراين دوره ها ياد خواهند گرفت ؟كل دوره شامل سه ترم ، هركدام به مدت چهارماه است .
ترم اول : مقدمه عمو مي براي همه شاخه هاي فيزيك پزشكي و مهندسي زيستي است . واحدهاي ارائه شده شامل تشخيص پرتوي ، پزشكي هسته اي ، راديوتراپي، حفاظت در برابرپرتو، الكترونيك ، محاسبات ، MRI ، و مهندسي زيستي است . افزون واحدهايي در فيزيولوژي و بيوشيمي سلولي وجوددارد . درسهاي تئوري همراه باكارعملي وباليني تكميل مي شود .
ترم دوم : در اين مرحله دانشجويان در شماري از موضوعات به بررسي ژرف تري مي پردازند. اين موضوعات چنين هستند:
راديوتراپي ( پرتودرماني ) ، بيومكانيك ومهندسي ، توانبخشي ، پزشكي هسته اي ، بيومتريال ، نگاره برداري تشديد مغناطيسي ، توموگرافي تابش پوزيترون ، معماري كامپيوتروالگوريتم ، الكترونيك پزشكي وتجهيزات ، سيستم هاي كامپيوتري وروشها ، فراصوت ، حفاظت دربرابرپرتو ، تابش‌هاي غيريونيزان درپزشكي، ساختار كامپيو تر ، طراحي كامپيوترو الگو ريتم ،مواد درسي بصورت درس ، سمينار وعملي ارائه ميشود .
ترم سوم : اين ترم تنها براي دانشجويان M.Scاست و در بر گيرنده يك پروژه پژوهشي است كه بصورت يك پا يان نامه براي امتحان بوسيله ممتحن خارجي داده مي شود.پروژه هاي اخير در بر گيرنده موارد ذيل هستند:
- آزمون MRI فعاليت مغز
- بكار گيري اطلاعات بدست آمده حاصل ضرب دز -سطح
- بهينه سازي نگاره برداري رزو نانس دو گانه الكترون -پروتون
- بررسي هاي تفكيك پذيري د رماموگرافي ديجيتالي وبرروي فيلم
- افزايش كيفيت تصويربرداري تشديد دوگانه پروتون - الكترون
- بهينه سازي گردآوري اطلاعات PET و بازسازي پارامتر هاي آن
كاربرد علم فيزيك در ورزش
كاربرد علم فيزيك و علوم وابسته علم مكانيك و مكانيك زيستي “ بيومكانيك ” در تكنيك و مهارتهاي ورزشي :
حدودا از سال 1914 ميلادي اهميت استفاده از قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته آن خصوصا علم مكانيك در فعاليتهاي روزمره و ورزشي مورد توجه قرار گرفت . خانم واتز “ WATTS ” درهيمن سال با بكارگيري وسايل تحقيقاتي ساده ، اهميت درك و كاربرد صحيح اصول علم مكانيك را در فعاليتهاي روزانه و ورزشي گوشزد نمود و گفت :
زمانيكه اين اصول كاملا تفهيم شد ، آنوقت ما مجاز به استفاده از آنها نه تنها براي تمرينهاي بخصوص ، بلكه در تمام رشته هاي ورزشي و فعاليتهاي عادي روزمره هستيم .
خانم واتز گفت : كاربرد درست اصول علم مكانيك ، نتايج فعاليتهايي ورزشي شما را مطلوبتر و از جراحات هولناك به نحو چشم گيري پيش گيري كي نمايد . ناخودآگاه ، در حركات ورزشي و فعاليتهاي ورزشي روزمره قوانين علم مكانيك و مكانيك زيستي “ بيو مكانيك ” نظير ، قوانين نييروي جاذبه ، تعادل ، حركت ، طرز بكار بردن اهرم ، نيرو ، شناوري “ در ورزشهاي آبي ” برخورد و پرتاب و غيره مورد استفاده قرار مي گيرند . از سال 1950 ميلادي سود جستند از اين علوم و رقابتهاي المپيك و بين المللي توسط كشورهاي صاحب در ورزش خصوصا
شوروي سابق جنبه جدي و ظهور خط سياسي در ورزش را هر چه بيشتر دامن زد . كاربرد قوانين فيزيك زماني شگفتي آفريد كه ورزشكاران آلمان شرقي سابق با شركت خود در مسابقات بين المللي و ثبت ركوردهايي باور نكردني در اكثر رشته ها ، دو كشور صاحب نام ورزشي يعني شوروي سابق و آمريكا را مات و مبهوت نمودند .
انستيتوهاي ورزشي آلمان شرقي با تجهيزات آزمايشگاهي فوق مدرن و اساتيد مجرب و صاحب كلاس و با ارائه سيستم هاي مدرن و جديد تمريني و تربيتي و خلق تكنيك هاي باور نكردني بر مبناي قوانين علم مكانيك، فاصله خود را در تحقيقات علمي ورزشي با ساير كشورها به نحو چشم گيري عميق تر كردند . اين چنين تكنيك هاي علمي تا حدود زيادي موضوع شانس يا بهانه
قرعه سخت و جهت گيري دارو بنفع كشور خاصي را خنثي كرد و ثابت نمود ، تنها ورزشكاران صاحب تكنيكهاي علمي كامل و بي نقصي مي توانند مبارز به طلبند .
امروزه شاهد شكوفائي ورزش علمي در تمام زمينه ها هستيم و آينده نشان خواهد داد كه كشورهاي صاحب “ علم و تحقيقات ” و آماده سرمايه گذاري معنوي و اقتصادي دراين جهت ، مقمهاي بزرگ را به دست مي‌آورند . در اين مقالات سعي مي شود با زبان ساده ، قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته “ مكانيك و بيو مكانيك ” و كاربرد مؤثر آنها را در ورزش بررسي كنيم . قبل از ارائه اين قوانين ، لازم است ، رابطه بين علم فيزيك و مكانيك و بيو مكانيك براي خوانندگان عزيز تشريح گردد :
فيزيك چيست ؟
فيزيك يكي از شاخه هاي مهم “ شايد مهم ترين ” علومم طبيعي بوده و بررسي تمام پديده هاي طبيعي را به نحوي زير پوشش خود قرار مي دهد . علم فيزيك در مطالعه عناصر تشكيل دهنده ماده يا جسم مادي و عمل متقابل اين عناصر غير قابل انكار و بررسي چنين برهم كنشها ، خواص جسم مادي را در پيش روي ما قرار داده و دسترسي به مجهولات پديده هاي طبيعي را آسان مي كند . فيزيك علاوه بر بررسي ساختار جسم مادي و عوامل تشكيل دهنده آن ، ارتباط نزديك با ساير علوم طبيعي در رشته و بعنوان يك پديده بنيادي در تمامي پژوهشهاي علمي كاربرد وسيعي را به خود اختصاص مي دهد . بررسي اوضاع و احوال علومي نظير انرژي ، نور ، مكانيك “ جامدات و سيالات ” شيمي ، نجوم ، زمين شناسي بدون استفاده از فيزيك امكان ندارد .
شاخه هاي سنتي فيزيك :
تا پايان قرن نوزدهم و شروع قرن بيستم ، حيطه عمليات علم فيزيك را در علومي نظير ، مكانيك ، ترموديناميك ، الكتريسيته ، مغناطيس ، صدا و نور خلاصه مي دانستند . مثلا ، مكانيك را علم
الحركات و نور را براي دستيابي به علم اپتيك و صدا و شنوائي را براي دسترسي به علم اكوستييك و الكترومغناطيس را بعنوان رابط با تمامي شاخه‌هاي ذكر شده بكار مي گرفتند . علم مكانيك بعنوان شاخص ترينن رشته‌هاي علم فيزيك بكار گرفته شد و بسرعت توسعه يافت و بهه دو بخش استاتيك وديناميك تقسيم گرديد. قوانين بيشماري در ارتباط با استاتيك و ديناميك مطرح شد كه اغلب آنها امروز نيز در فعاليتهاي علمي ـ صنعتي ـ ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند “ در مقالات آتي به اين قوانين و كاربرد آنها در ورزش اشاره خواهد شد ”. در شروع قرن بيستم ديدگاه ها نسبت به علم فيزيك دستخوش دگرگوني گرديد و شاخه جديدي بنام فيزيك نوين خصوصا بررسي انرژي هسته اي بدان اضافه شد . اين تغييرات بيشتر
تحت تاثير انديشه هاي نوين ، ستاره تابناك و جاويدان عالم فيزيك يعني “ آلبرت انيشتين ” قرار داشت . انيشتين ديده فيزيك دانان ، عالمان و دانشمندان را نسبت به فضا ، زمان و سرعت و حركت بكلي دگرگون ساخت و مسائل پيچيده نيروي جاذبه ومعماهاي كهكشانها را حل نمود . كارهاي علمي انيشتين و معادلات و برداشت او از نيروي جاذبه “ كه بنحو چشم گيري با تعريف نيروي جاذبه نيوتن اختلاف دارد ” زمان فعلي را پوشش ميدهد و قوانين ارائه شده او برآينده جهان تاثير خواهد گذاشت . ثقل انيشتيني يا “ نسببيت عام ” همانطوري كه بر اجرام سماوي و اقمار و ستارگان و سفينه ها اثر ميگذارد ، مطمئنا رشته هاي مختلف ورزش را متحول و متاثر خواهد كرد . چرا كه سرعت در بيدار كردن انرژي نهفته اجسام رل
اساسي بازي مي كند و اين مهم در فرمول E= mc انيشتين بيان شده . مي دانيم سرعت و شتاب در كسب ركوردهاي بالا رل اساسي را بازي مي كند و كسب انرژي بالا توسط ورزشكار “ يعني فرمول انيشتين ” قادر به خلق ركوردهاي غير قابل باور در سالهاي 2500 يا 3000 ميلادي خواهد بود .
البته آنچه در رابطه باانرژي نهفته و سرعت گفته شد ، مي تواند بعنوان خيال پردازي تلقي شده ، ولي آينده ركوردهاي حيرت انگيز در رشته هاي گوناگون ورزشي بستگي به سرعت و جذب انرژي دراين راستا دارد . بهر صورت با بكارگيري و استفاده از ثقل انيشتيني و حذف ثقل نيوتني “ به هر حال در مقابل ثقل انيشتيني قابل هضم نيست ” كار ركوردها و ورزش نيز بهمين جا ختم نمي شود . به هر صورت فيزيك نوين ايجاب مي كند در هر زمان ، اصول و مباني و تفكرات قبلي دانشمندان علوم رياضي ـ فيزيك مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات جديد بكار رود .
پيدايش علم مكانيك زيستي يا بيومكانيك در ورزش :
در سالهايي اخير براي تجزيه و تحليل حركات جسماني موجودات زنده خصوصا انسان “ بيش از همه حركات ورزشي ” دانشمندان پس از بحث هايي طولاني به واژه بيو مكانيك يا مكانيك زيستي رو آوردند . در حقيقت بيو مكانيك نيز شاخه اي از علم مادر يعني فيزيك است و همان قوانين در اين رشته نيز صادق مي باشد .
تعريف علم بيومكانيك :
در رابطه با تكنيكها ومهارتهاي ورزشي ، بيو مكانيك باين شرح تعريف مي شود :
بيو مكانيك علمي است كه با بكارگيري قوانين فيزيك و مكانيك در حركات ورزشي و فعاليت هاي روزمره انسان و تجزيه و تحليل عمل و عكس العمل نيروهاي داخل و خارجي بر بدن انسان وتاثيرات نهائي اين نيروها صحبت مي كند .
مكانيك زيستي يا بيو مكانيك چه تغييراتي در روشها و فنون ورزشي ايجاد كرده :
بطور كلي كاربرد قوانين علم بيو مكانيك يا مكانيك زيستي در ورزش وتكنيكهاي مربوطه موجب تغييرات شگرف و باورنكردني شده . مثلا ، تغيير در حركات كلاسيك وزنه درر حركات كلاسيك وزنه برداري و برگزيدن “ استيل چمباتمه ” و كشش هاي انفجاري “ كشش با شتاب بالا ” ركوردهاي اين ورزش سنگين را بنحو چشم گيري تغيير داده ، ضمنا موجب دگرگوني پايه اي در تكنيك هاي آن گرديده .
رابطه علم فيزيك با ورزش :
فيزيك اساس و بنياد اكثر علوم طبيعي است و در زمينه هاي گوناگون علمي كاربرد دارد . ورزش ني از اين قاعده مستثني نيست و بدون استفاده از قوانين فيزيك هيچ يك از فرآيندهاي ورزشي قابل تجزيه و تحليل نيستت . يكي از شاخه هاي پر ارزش فيزيك ، مكانيك است كه در تمام زمينه هاي ورزشي بصورت پايهاي وو گسترده بكار مي رود “ در مقالات آينده تك تك آنها با ذكر مثال ورزشي عرضه مي شوند ” . براي ايجاد ارتباط بيشتر بين ورزش علمي و علم مكانيك تعريف هر دو را بشرح ذيل ارائه مي كنيم . مقايسه اين دو تعريف مي رساند كه چقدر ورزش علمي به علوم مربوط به فيزيك وابسته است .
تعريف علم مكانيك :
علم مكانيك علمي است كه در رابطه با حركت و تاثير نيروها بر اجسام صحبت مي كند .
تعريف علم ورزش :
علم ورزش علمي است كه ، در ارتباط با بكارگيري نيروي عضلاني ورزشكار و انتقال آن توسط تاندونهاي ماهيچه به اهرمهاي بدن او حركت و جنبش آنها را باعث شده و فعاليتهاي ورزشي به سرانجام مي رسد يا نيروهاي واقعي ورزشكار كه نيروي عضلانني مي باشند ، بر اجسام كه مي تواند وسايل ورزشي و غيره باشد اثر كرده و تحركات اهرمها را بدنبال مي آورد وموجب تكامل حركت ورزشي خواهد شد . اين دو تعريف بسيار شبيه مي باشند و ميي رساند چقدر قوانين فيزيك ورشته هاي مربوط آن در تكنيكهاي ورزش موثرند .
همين طور زمانيكه سرعت و قدرت و نرمش و كم نياوردن نفس در كشتي آزاد فرنگي با ضوابط و قوانين جديد اعمال گرديد ، اين دو ورزش از حالت خسته كننده و بي تحرك به ورزشي فعال و صاحب سبك و تكننيك و جذاب مبدل گرديد يا زمانيكه مقررات شنا در برگشت تغيير كرد بطور وضوح بر روي ركوردها اثرات عميق گذاشت. اين مسئله در پرش ارتفاع با بكارگيري نيزه هاي فايبر گلاس و قابل انعطاف نيز معجزه كرد اما در اين ميان كوچ ها و مربيان با بروز چنين تغيرات غير قابل پيش بيني روبرو و غافل گير شدند ، ولي كلاسهاي توجيهي ـ آموزشي و تئوريك ـ عملي اين نقيصه را نيز جبران رركد . علم بيو مكانيك مربيان و مدرسين ورزشي را در تجزيه وتحليل علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي راهنمائي و تصميم گيري را برايي آنان آسان تر مي كند .
مثلا در وزنه برداري استفاده وسيع از قوانين بيو مكانيك و مكانيك در حركات كلاسيك و آموزشي جنبه هاي فني ـ تكنيكي اين دو حركت بعهده مربي است . اين مربيان در سطح خيلي پيشرفته بايد دانش بيو مكانيك وقوانين مربوط به آنها را جذب كرده و بكار گيرند . نقطه شروع جذب اين دانش علمي بدون شك دانشكده هاي ورزش است . اين دانشكده ها بجايي واحد هاي درسي غير ضروري ، بايد دروس فيزيك و بيو مكانيك ورياضيات مربوطه را جدي گرفته ، علاوه بر واحدهاي تئوريك ، آزمايشگاههاي آنها را كه به شكل عملي چگونگي كاربرد قوانين فيزيك و بيو مكانيك در ورزش را نشان مي دهند ، بر پا و تجهيز نمايند . آنچه ارزش علم بيو مكانيك را هر چه وسيع تر نمايان مي كند ، بهبود بخشيدن بر تكنيكها و ركورهاي ورزشي است و سرانجام شكوفائي استعدادهاي نهفته نوآموزان ورزشكار است كه از وظايف مربي بحساب مي آيد .
