ההנדסה הביו-רפואית בארץ ובעולם התפתחה בשני העשורים האחרונים בקצב מהיר כתוצאה ממדיניות של העברת משאבים רבים לבריאות, לרווחה ולשיפור איכות חיי האוכלוסייה. המחקר הביו-הנדסי והתשתית שהוקמה עבורו ב-30 השנים האחרונות בישראל ובמדינות המתועשות, הביא את התחום לבגרות מדעית ותעשייתית, ומאפשרים מעבר רציף מהתשתית הטכנולוגית המתקדמת של המאה ה-20 לתעשיית ההי-טק הביו-רפואית של המאה ה-21. התפתחות תשתיות התקשורת, טכנולוגיות המחשוב והטיפול במידע תורמות גם הן לקידום ההנדסה הביו-רפואית. יחסי חולה-רופא הולכים ומשתנים: החולה מודע יותר לאינפורמציה ביולוגית-רפואית וחלק ממערכת הטיפול הרפואי עוברת לביתו של החולה. שינויים אלה מגדילים בהתמדה את דרישות השוק למכשור רפואי, מוצרי אבחון, טיפול, מניעה ותמיכה בחיים. התוכנית לתואר ראשון בהנדסה ביו-רפואית אשר נפתחה בשנת 2001 באה לענות על העניין ההולך וגובר בתחום זה הן באקדמיה והן בתעשייה.

 

מטרת הלימודים

מטרת תכנית הלימודים היא להכשיר חוקרים ומהנדסים ביו-רפואיים שיידעו להתמודד עם בעיות סבוכות שדורשות ידע רב-תחומי והבנה של מערכות ביולוגיות לצד תחומי ההנדסה השונים. אפשרויות התעסוקה בהנדסה ביו-רפואית בתעשיית ההי-טק, באוניברסיטאות, במכוני מחקר ביו‑רפואי, בבתי חולים, בארגוני בריאות ובארגונים כלכליים הולכות ומתרחבות עקב ההתפתחויות המרשימות בהנדסה ביו-רפואית במחקר, בקליניקה ובתעשייה. תכנית הלימודים לתואר ראשון בהנדסה ביו-רפואית עונה לאתגרים המדעיים, ההנדסיים והטכנולוגיים שתחום חדשני זה מציב, וממלאת תפקיד חשוב בהכשרת מהנדסים ביו-רפואיים להובלת התחום, הן במחקר והן בתעשייה.

 

מבנה תכנית הלימודים

תכנית הלימודים בנויה כך שבוגריה יהיו מהנדסים ברמה גבוהה ושנתוני השכלתם יתאימו הן לתעשיות ההנדסיות הביו-רפואיות והן לתעשיות הנדסיות אחרות. התוכנית מבוססת על לימודים במשך שמונה סמסטרים לאורך ארבע שנים. זוהי תכנית ייחודית שבמסגרתה ירכשו התלמידים הכשרה רב-תחומית במדעים מדויקים (מתמטיקה, פיזיקה, כימיה), במדעי החיים (ביולוגיה תאית ופיסיולוגיה של מערכות של גוף האדם), בענפי ההנדסה המסורתית (חשמל, מכניקה ומדע החומרים), ועל בסיס כל אלה, התמחות במדעי ההנדסה הביו-רפואית.

סטודנטים מצטיינים (10% עליונים בכיתתם) יכולים לבחור בראשית השנה השלישית ללימודיהם בתכנית לימודים ישירה לתואר שני. סטודנטים שיסיימו תכנית זו יקבלו הן תואר ראשון והן תואר שני בהנדסה ביו-רפואית בתום חמש שנות לימוד. סטודנט בתכנית הישירה לתואר שני ילמד החל מהשנה השלישית קורסים מתכנית לימודי התואר השני ולימודיו יהיו מכוסים במלגת מצוינות למשך שנתיים.

בשנה ד' על התלמיד לבצע פרויקט גמר, פרויקט אשר יכול להיעשות במעבדות חברי הסגל במחלקה או בתעשייה. לחילופין, תלמידי המחלקה יוכלו להגיש מועמדותם על מנת להצטרף לתוכנית היזמות והחדשנות של מכשור רפואי הפועלת בקמפוס (BioMedTech@TAU), תכנית אשר תאפשר לזוכים להשתתף בה ללמוד כיצד להפוך רעיון למוצר של מכשור רפואי.

 

זכאות לתואר

לקבלת התואר יהיה זכאי סטודנט שצבר בהצלחה 188 שעות סמסטריאליות (הרצאה, תרגול ומעבדה) בלימודי המגמה ו-6 שעות לימודי העשרה בתכנית "כלים שלובים".

 ……

בוגרי התכנית יקבלו:

תואר ראשון (B.Sc.) בהנדסה ביו-רפואית

 

סמסטר 1

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0509.1524	אלגברה לינארית	5	2	-	7	6
0509.1546	חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי 1ב'	4	2	-	6	5
0509.1821	תכנות (פיתון)	2	2	-	4	3
0555.1101	ביולוגיה של התא	3	1	-	4	3.5	כימיה להנדסה ביו-רפואית
0555.1121	כימיה להנדסה ביו-רפואית	2	1	-	3	2.5
0555.1151	מבוא להנדסה ביו-רפואית	1	-	-	1	-
סה"כ		17	8	-	25	20

 

סמסטר 2

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0509.1545	משוואות דיפרנציאליות רגילות	3	1	-	4	3.5	חדו"א 1ב'; אלגברה לינארית
0509.1547	חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי 2ב'	4	2	-	6	5	חדו"א 1ב'; אלגברה לינארית
0509.1826	פיזיקה (1)	4	2	-	6	5	חדו"א 1ב'; אלגברה ליניארית
0509.1834	מעבדה בפיזיקה	-	-	2	2	2	פיזיקה (1)
0555.1131	כימיה להנדסה ביו-רפואית	2	1	-	3	2.5
0555.1140	הסתברות	2	1	-	3	2.5	חדו"א 1ב'; אלגברה ליניארית
0555.1820	תכנות 2*	1	2	-	3	2	תכנות פייתון
סה"כ		16	9	2	27	22.5

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0509.1829	פיזיקה (2)	4	2	-	6	5	פיזיקה (1)
0509.2843	אנליזה הרמונית	2	1	-	3	2.5	חדו"א 2ב';  משוואות דיפ'  רגילות
0509.2844	פונקציות מרוכבות	2	1	-	3	2.5	חדו"א  2ב'; משוואות דיפ'  רגילות
0512.1201	מבוא למערכות ומעגלים חשמליים	4	2	-	6	5	משוואות דיפ' רגילות; פיזיקה (2)
0555.2140	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (1)	3	1	-	4	3.5	ביולוגיה של התא
0555.2240	סטטיסטיקה	2	1	-	3	2.5	הסתברות
סה"כ		17	8	-	25	21

 

סמסטר 4

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0509.2846	משוואות דיפרנציאליות חלקיות	2	1	-	3	2.5	אנליזה הרמונית; חדו"א 2ב'; פונקציות מרוכבות
0512.1202	אלקטרוניקה בסיסית	3	1	2	6	4.5	מבוא למערכות ומעגלים חשמליים
0512.1203	מבוא לעיבוד אותות	3	1	-	4	3.5	אנליזה הרמונית; מבוא למערכות ומעגלים חשמליים
0555.2250	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2)	3	1	-	4	3.5	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (1)
0555.2401	תרמודינמיקה	3	1	-	4	3.5	כימיה להנדסה ביו-רפואית; חדו"א 2ב'
0555.3115	שדות וגלים אלקטרומגנטיים להנדסה ביו-רפואית	3	1	-	4	3.5	פיזיקה 2; מבוא למערכות ומעגלים חשמליים
סה"כ		17	6	2	25	21

 

סמסטר 5

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0509.2804	אנליזה נומרית	3	1	-	4	3.5	תכנות; חדו"א  2ב'
0555.2280	בקרה במערכות ביולוגיות	3	1	-	4	3.5	פיזיקה (1); משוואות דיפ' רגילות;  מבוא למערכות ומעגלים חשמליים; מע' פיז' בגוף האדם  (2)
0555.2407	מכניקת המוצקים	3	1	-	4	3.5	פיזיקה (1); משוואות דיפ' רגילות
0555.3120	עיבוד תמונות רפואיות (1)	3	1	-	4	3.5	מבוא לעבוד אותות
0555.3150	ביו-חומרים	3	1	-	4	3.5	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2);  מכניקת המוצקים
0555.3260	מעבדה בהנדסה ביו רפואית	-	-	4	4	3.5
	1 קורס מסלול	3	1	-	4	3.5
סה"כ		18	6	4	28	24.5

 

סמסטר 6

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0555.4540	מבוא לגנומיקה חישובית ומערכתית	3	1	-	4	3.5	הסתברות; ביולוגיה של התא
0555.2403	מכניקת הזורמים	3	1	-	4	3.5	משוואות דיפ' רגילות; תרמודינמיקה
0555.3261	מעבדה בהנדסה ביו-רפואית 2	-	-	4	4	3.5	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם; אלקטרוניקה בסיסית;
0555.3121	מבוא למדעי המידע	3	1		4	3.5
	3 קורסי מסלול	9	3	-	12	10.5
סה"כ		18	6	4	28	24.5

 

סמסטר 7

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0555.4100	פרויקט גמר (1)	3	-	-	3	3
	3 קורסי מסלול	9	3		12	10.5
סה"כ		12	3	-	15	13.5

 

סמסטר 8

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם
		ש	ת	מ	סה"כ שעות
0555.4200	פרויקט גמר (2)	3	-	-	3	3
	3 קורסי מסלול	9	3	-	12	10.5
סה"כ		12	3	-	15	10.5

 

מסלולי בחירה

החל מסמסטר 5 מציעה המגמה מסלולי התמחות. כל סטודנט חייב בבחירת 2 מסלולי התמחות. כמו כן מוצע אשכול קדם רפואה – למתעניינים בהמשך בלימודי רפואה. תלמיד באשכול רפואה פטור משני קורסי בחירה במסלולים לפי בחירתו.

תלמיד במסלול "הנדסה-רוח" פטור מקורסי כלים שלובים ויהיה פטור משלושה קורסי בחירה במסלולים לפי בחירתו.

 ……

התכנית כוללת ארבעה מסלולי התמחות ואשכול קדם רפואה:

• מסלול "דימות וחישה"
• מסלול "מידע ולמידה ברפואה"
• מסלול "הנדסת חומרים ורקמות"
• מסלול "ביו-מכניקה של גוף האדם"
• אשכול קדם רפואה

יש לבחור 2 מסלולים, לכל מסלול קורסי חובה וקורסי בחירה ועל התלמיד לקחת 5 קורסים מכל מסלול, בסך הכול 10 קורסים.

 ……

תלמידים המעוניינים באשכול קדם רפואה חייבים להחליט על כך עד סוף שנה ב'. על תלמידים אלה ללמוד את המקצועות הרשומים באשכול, על פי התנאים המפורטים בהמשך.

 

מסלול דימות וחישה

מאפשר העמקה בעקרונות היסוד המשמשים בהנדסת מערכות לדימות ביו-רפואי או בהנדסה של אמצעי חישה של אותות פיזיולוגיים אחרים שאינם כוללים דימות.

קורסי המסלול נוגעים באספקטים הקשורים לעצם הרכישה של האות הביו-רפואי, השחזור של תמונה או של המידע הפיזיולוגי מתוך האות הגולמי ועד להתמודדות עם רעשים, הפרעות שונות או התמודדות עם כל קושי אחר המחייב עיבוד אות.

באופן פרטני הקורס כולל סקירה של מרבית טכנולוגיות הדימות הדיו-רפואי ולאחר מכן טיפול ממוקד במערכות אולטרה-סאונד, MRI, מערכות דימות ואינטרפרומטריה אופטיות, אמצעי חישה להתמודדות עם אותות עצביים, אותות לב ואותות פיסיולוגיים אחרים. 
 

סמסטר א'

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם	ניתן בסמס'
		ש	ת	מ	סה"כ
0555.4450	שיטות חישוביות בהנדסה ביו-רפואית	3	1	-	4	3.5	הסתברות; סטטיסטיקה; אנליזה נומרית; אנליזה הרמונית; פונקציות מרוכבות; משוואות דיפ' חלקיות	7
0555.4510	שיטות ומערכות לעיבוד אותות פיזיולוגים (קורס חובה)	3	1	-	4	3.5	מבוא לעיבוד אותות; מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2)	5/7
0555.4560	אותות חשמליים והולכה חשמלית בתאים	3	1	-	4	3.5	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2); משוואות דיפרנצ'  רגילות	7
0555.4575	מבוא לדימות אופטי קוהרנטי תאי (קורס חובה)	3	1	-	4	3.5	שדות וגלים אלקטרו מגנטיים להנדסה ביו רפואית	5/7
0555.4712	נוירו-פרוטזות	3	1	-	4	3.5	מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2)	7
0555.4561	חישה רציפה של פרמטרים פיזיולוגיים	3	1	-	4	3.5	סטטיסטיקה; מבוא לעיבוד אותות	5/7

סמסטר ב'

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם	ניתן בסמס'
		ש	ת	מ	סה"כ
0555.3110	מדידות ומתמרים ביו-רפואיים	3	1	-	4	3.5	אלקטרוניקה בסיסית; בקרת מערכות ביולוגיות; מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2)	6/8
0555.3170	קרינה ודימות ברפואה (קורס חובה)	3	1	-	4	3.5	מבוא לעבוד אותות; מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2); פיזיקה (2)	6/8
0555.4520	עיבוד תמונות רפואיות (2)	3	1	-	4	3.5	עיבוד תמונות רפואיות (1)	8
0555.4530	אופטיקה ולייזרים ברפואה	3	1	-	4	3.5	פיזיקה (2); אלקטרוניקה בסיסית;  מבוא לדימות אופטי קוהרנטי תאי	6/8
0555.4570	מבוא הנדסי לדימות ע"י תהודה מגנטית/ MRI*	3	1	-	4	3.5	פיזיקה 2; מבוא לעיבוד אותות;  משוואות דיפרנציאליות חלקיות; מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2)	6/8
0512.3632	אותות אקראיים ורעש	3	2	-	5	4	מבוא להסתברות וסטטיסטיקה; מבוא לניתוח אותות	6/8

מסלול מידע ולמידה ברפואה

מעמיק בכל הנוגע בעיבוד אותות פיזיולוגיים בזמן, אותות מרחביים ותמונות ומידע ממקורות שונים. במסלול מושם דגש על שיטות מתקדמות ללמידה ממוחשבת (Machine Learning)  של תוכן מידע גולמי ושימוש בנתוני עתק ((Big Data להבנה בעלת ערך לקבלת החלטות בתחום הרפואי. קורסי המסלול נוגעים בחישה רציפה בזמן של אותות פיזיולוגיים, עיבוד תמונות רפואיות, למידת מכונה עמוקה (Deep Learning ) של אותות בזמן ושל תמונות, ניתוח מידע ממאגרים ושימוש במידע גנומי וביואינפורמטי.

 

סמסטר א'

מס' קורס	שם הקורס	אופן ההוראה				משקל	דרישות קדם	ניתן בסמס'
		ש	ת	מ	סה"כ
0555.4450	שיטות חישוביות בהנדסה ביו-רפואית	3	1	-	4	3.5	הסתברות; סטטיסטיקה; אנליזה נומרית; אנליזה הרמונית; פונקציות מרוכבות; משוואות דיפ' חלקיות	7
0555.4510	שיטות ומערכות לעיבוד אותות פיזיולוגיים (קורס חובה)	3	1	-	4	3.5	מבוא לעיבוד אותות; מערכות פיזיולוגיות בגוף האדם (2)	5/7
0555.4561	חישה רציפה של פרמטרים פיזיולוגיים	3	1	-	4	3.5	סטטיסטיקה; מבוא לעיבוד אותות	5/7
0555.4715	מבוא להנדסה תוך תאית ו–IGEM	3	1	-	4	3.5	הסתברות; סטטיסטיקה; ביולוגיה של התא ; ידע בסיסי בתכנות בעזרת  MATLAB;  משוואות דיפרנציאליות רגילות.	5/7
0555.4716	פרויקט בביולוגיה סינטטית, הנדסה תוך תאית ו–IGEM: חלק א'	3	1	-	4	3.5	ממוצע ציונים 88 ומעלה + ראיון אישי	7