Dept. of Neuroscience and
Biomedical Engineering
Biomedical Engineering
Ari Koskelainen, LST-pääaine-esittely 8.1.2015
Biomedical Engineering
• Pyrimme (erityisesti fysiikan ja matematiikan pohjalta):
– molekyyli- ja solutason mekanismien ymmärtämiseen
– uusien, innovatiivisten teknologioiden kehittämiseen
Tutkimusalueita
• Solutason biofysiikka
– Näköaistinsolujen sähköisen
signaloinnin mekanismit
• Membraanien biofysiikka
– Molekyylitason mekanismit, nanopartikkelit, cancer therapy
• Aivokuvantaminen ja signalointi
–
–
–
–
NIRS
TMS
MEG-MRI
EKG
• Lääketiet. kuvankäsittely
• Signaalinkäsittely hermoverkoissa
– Verkkokalvon heikkojen signaalien käsittelyperiaatteet
Biologinen tekniikka tutkimusalana:
esimerkkinä näköaisti ja verkkokalvosairaudet
• Näköaistin signaalimekanismien ymmärtäminen:
• Molekyylimekanismit
• Rakenteet
• Aineiden pitoisuudet
Mallinnus
Verkkokalvon ikärappeuma
(Age-related Macular Degeneration, AMD)
• Ikäihmisten sairaus (> 55 vuotta), lisääntyy voimakkaasti väestön ikääntyessä
• Noin 50 miljoonalla ihmisellä, joista noin 10 miljoonaa joko sokeita tai vakava
näkövaurio
• Hoitamattomana johtaa näköaistinsolujen tuhoutumiseen ja sokeutumiseen
• Kaksi muotoa, kuiva ja kostea
– Kuivaan muotoon ei minkäänlaista hoitoa
Aivojen sähkömagneettinen
stimulaatio
• TMS = transcranial magnetic stimulation
1. Voimakas magneettinen pulssi
2. Aivoihin indusoituu heikko virta
3. Virta depolarisoi hermosolun
kalvojännitettä
TMS yhdistettynä EEGrekisteröintiin:
Aivokasvainleikkausta edeltävä
aivoaluetutkimus
TMS ei vaikuta puheeseen
Asioiden nimeäminen ei
onnistu
Kuvankäsittely
maksasyöpähoidossa
Kurssitarjonta
Table 2. Mandatory courses of the major, 30 cr
CODE
NAME
CREDITS
PERIOD/YEAR
***-*****
Molecular Biophysics
5
I-II
***-*****
Fundamentals of Medicine for Engineers
5
I-II
Tfy-99.4275
Signal Processing in Biomedical Engineering
5
I-II
***-*****
Principles of Biomedical Imaging
5
III-IV
Tfy-99.5111
Special Assignment in Biophysics and Biomedical Engineering
10
I-V
Table 3. Optional courses (choose 20 ECTS)
CODE
NAME
CREDITS
PERIOD/YEAR
***-*****
Cellular Electrophysiology
5
I-II
***-*****
Neurophysics
5
III-IV
***-*****
Information Processing in Neural Circuits
5
III-IV
Tfy-99.4285
Bioelectromagnetism
5
I-II
Tfy-99.7280
Medical Imaging
5
I-II
***-*****
Medical Image Analysis
5
III-IV
***-*****
Medical Device Innovation
5
III-IV
Biomedical Engineering:
Mihin valmistumisen jälkeen
• Tutkimuslaitoksiin
Yliopistot, VTT, Biomedicum, Työterveyslaitos,
Säteilyturvakeskus, Kansanterveyslaitos, Patenttivirasto . . .
Ulkomaille
• Lääketieteellisen tekniikan yrityksiin
n. 200 yritystä Suomessa, mm. GE Healthcare, Philips Medical
Systems, Planmeca, Polar Electro, Suunto, Innokas Medical,
Mega Elektroniikka, Elekta Neuromag, Mobidiag, Nexstim . . .
• Lääkeaineteollisuuteen, tietoteollisuuteen
Orion, Hormos, Biotie, Schering, Nokia . . .
•
Sairaaloihin
Biomedical Engineering: osa-alueita
• Biologisten systeemien fysiikka ja fysiologia
• Mittaustekniikka, instrumentointi
• Signaalin- ja kuvankäsittely
• Tietotekniikka, laskennalliset menetelmät
- Perustana hyvä fysiikan ja matematiikan osaaminen