Phototherapy/Biomedical Engineering

• Ang mga sumusunod na materyales para sa pisikal na pagtatayo ay kasama sa ET Toolkit:
  • Asul na ilaw na flashlight, Photochromic na papel, Brown na papel para sa modelo ng pasyente
• Ang mga materyales na ibinigay ng mag-aaral o guro ay kinabibilangan ng:
  • Printer paper o anumang construction paper para sa pagputol ng maliliit na bilog

Gayundin, siguraduhing sumangguni at magtala ng mga sagot sa Interactive na Workbook ng Mag-aaral 

Bilang karagdagan, ang ibang mga inhinyero ay maaaring gumanap ng isang papel sa mahalagang mundo ng medisina. 

Ginamit ng mga inhinyero ng computer ang kanilang mga kakayahan sa digital processing para mapahusay ang katumpakan ng Magnetic Resonance Imaging (MRI). Gumagamit ang Magnetic Resonance Imaging (MRI) ng digital image processing technology na orihinal na binuo ng NASA Jet Propulsion Lab (JPL). Ginamit ng mga propulsion engineer ang kanilang karanasan sa mga pump at computational fluid dynamics para gawin ang LVAD (Left Ventricular Assist Device). Ang LVAD (Left Ventricular Assist Device) na artificial heart pump ay batay sa mga disenyo ng fuel pump ng space shuttle. Pinapanatili nitong malusog ang mga tao habang naghihintay sila ng transplant.

Disenyo Hamon

Isipin na ikaw ay isang pangkat ng mga biomedical engineer. Paano mo gagamitin ang Proseso ng Disenyo ng Inhinyero upang bumuo ng paggamot para sa Grover's Disease?

Ang proseso:
Gamitin ang umuulit na Proseso ng Disenyo ng Inhinyero upang bumuo ng solusyon. Kaya ang susunod na hakbang ay . . .

• Hakbang sa mga sumusunod na pamamaraan sa ibaba (o i-download gabay ng guro)
• Makakatulong ito sa paggabay at hakbang sa proyekto

Pagtatanghal ng Virtual Lab Phototherapy

Mga Tala ng Guro:

• Ang mga mag-aaral ay gagawa sa pamamagitan ng Phototherapy Student Interactive Workbook
  • Kapag itinatalaga ang araling ito sa Google Classroom, gumawa muna ng kopya ng mga slide na ise-save sa loob ng iyong personal na Google Drive, pagkatapos ay gumawa ng isang kopya para sa bawat mag-aaral.
  • Bilang kahalili, i-download ang file bilang powerpoint at palitan ang pangalan.
• Ang slideshow ay idinisenyo upang maging interactive, sa ganitong paraan ang mga mag-aaral ay maaaring direktang mag-type sa mga slide.
• Ang bawat slide ng presentasyon ay nagbibigay ng isang aktibidad na dapat tapusin ng mga mag-aaral (pagbasa, panonood ng video, paglalagay ng mga larawan, pagsagot sa mga tanong, atbp.)
• Ang mga mag-aaral ay maaaring magtrabaho nang paisa-isa o sa loob ng mga grupo.

• Dapat kumpletuhin ng mga mag-aaral ang Pagpapakilala sa Proseso ng Disenyo ng Inhinyero na Aktibidad bago simulan ang lab
  • TANDAAN: Ang aktibidad na ito ay kailangan lamang matapos bago ang mag-aaral una ET lab, hindi inuulit para sa bawat lab

Assessment:

• Maaaring kumpletuhin ang mga impormal na pagtatasa sa pamamagitan ng pagtingin sa mga interactive na slide sa loob ng slideshow, lalo na sa loob ng huling reflection slide.
  • An sagot susi para sa mga interactive na slide ng mag-aaral ay maaaring ibigay sa kahilingan ng guro.
• Ang mga pagtatasa sa labas ng mga interactive na slide ay iminungkahi sa ibaba bilang Pre at Post Work Ideas.

Ang aralin ay maaaring gawin sa kasing liit ng 1 panahon ng klase para sa mga matatandang mag-aaral. Gayunpaman, upang matulungan ang mga mag-aaral mula sa pakiramdam na nagmamadali at upang matiyak ang tagumpay ng mag-aaral (lalo na para sa mga mas batang mag-aaral), hatiin ang aralin sa dalawang panahon na nagbibigay sa mga mag-aaral ng mas maraming oras upang mag-utak, subukan ang mga ideya at tapusin ang kanilang disenyo. Isagawa ang pagsubok at debrief sa susunod na panahon ng klase.

(kung paano gumagana ang application) Mga Paksa sa Background

Ang Grover's ay isang lumilipas na sakit sa balat na binubuo ng isang pantal sa dibdib at likod. Kadalasan ay mas malala ito sa mga buwan ng taglamig. Pangunahing nakakaapekto ito sa mga lalaki na higit sa 40 taong gulang. Ang sakit ay nawawala nang kusa. At walang alam na dahilan at walang mabisang paggamot.

Ang mga pasyente ay maaaring magreseta ng iba't ibang mga steroid cream at antihistamine hanggang sa makakita sila ng isa na gumagana, na nangangahulugan na ang gamot ay nagpapagaan ng pangangati. Ngunit iyon lang ang ginagawa nito. Tinatrato lang nito ang mga sintomas at hindi ang pinagbabatayan na dahilan, kaya naman hindi ito ang aming perpektong solusyon.

Susunod, mayroong natural na sikat ng araw na lumilitaw na gumagamot sa sakit na Grover sa maliit na halaga. Gayunpaman, ang sobrang sikat ng araw ay maaaring magpalala sa kondisyon at maglalagay sa mga tao sa panganib para sa mga mapaminsalang epekto ng Ultraviolet light. Sa kabilang banda, kadalasan ay napakaliit ng pag-access sa sikat ng araw sa taglamig upang epektibong gamutin ang sakit. Dahil ang patuloy na pagkuha ng tamang pagkakalantad sa sikat ng araw ay mahirap, maraming mga pasyente ang inireseta ng Vitamin D3 na siyang kapaki-pakinabang na bitamina na na-synthesize ng iyong balat kapag nakalantad sa araw. Gayunpaman, ang pag-inom ng masyadong maraming Vitamin D3 supplement ay maaari ding hindi malusog, kaya ang mga pasyente na pipili ng paggamot na ito ay dapat na regular na subaybayan ang kanilang mga antas ng D3 na may madalas na mga pagsusuri sa dugo, na maaaring masakit at hindi maginhawa.

Ang isa pang mahalagang bahagi ng pananaliksik ay pag-aralan ang immune response ng katawan. Ang thymus gland, na matatagpuan sa harap lamang ng puso, ay ang upuan ng immune system; ito ay nagtuturo ng tugon sa bakterya, mga virus, at pamamaga. Ang thymus gland ay lumiliit sa laki habang ikaw ay tumatanda at nagsisimulang masira habang ikaw ay tumatanda. Lumalabas din na pinasisigla ng liwanag ang thymus gland, pinalalakas ang iyong immune response.

Pinapataas ng sikat ng araw ang kahusayan ng ating mga T-cell, isang subtype ng mga white blood cell na tumutulong sa paglaban sa impeksiyon. Ang lahat ng mga puting selula ng dugo ay ginawa sa utak ng buto at habang ang ilan ay mature doon, ang mga T-cell ay naglalakbay sa daluyan ng dugo patungo sa glandula ng thymus at nag-mature doon. Pagkatapos ay umiikot ang mga ito sa buong daloy ng dugo hanggang sa kailanganin sila at lumipat sa lugar ng impeksyon upang ayusin ang isang tugon. Ipinakita ng mga pag-aaral na pinapagana ng sikat ng araw ang mga T-cell, na ginagawa itong gumagalaw nang 300 beses na mas mabilis at sa huli ay nagpapalakas ng immune system sa pamamagitan ng isang factor na 7 o 8. Natuklasan din nila na ang partikular na wavelength ng liwanag na nagpapasigla sa tugon na ito ay asul na liwanag.

Ang liwanag ng araw ay pinaghalong electromagnetic waves mula sa ultraviolet (UV) hanggang infrared (IR) rays. Kabilang dito ang Visible light, na nasa pagitan ng UV at infrared rays sa electromagnetic spectrum. Ang mga bahagi ng sikat ng araw ay naiiba sa kanilang kakayahang tumagos at biological na epekto sa katawan at tinukoy ng mga wavelength mula 100 hanggang 700 nanometer. Habang bumababa ang wavelength, tumataas ang enerhiya at dalas. Ang asul na liwanag ay isang kulay sa nakikitang spectrum ng liwanag na makikita ng mga mata ng tao. Mayroon itong maikling wavelength, na nangangahulugang maaari itong gumawa ng malaking halaga ng enerhiya, na ginagawa itong perpekto para sa mga pamamaraang ginagamit sa lab na ito. Ang asul na liwanag ay bumubuo ng 7.8% ng lahat ng natural na liwanag. Ang numerong ito ay magiging mahalaga para sa mga pagkalkula sa ibang pagkakataon.

Talasalitaan/Mga Tuntunin ng Nilalaman:

• Phototherapy: ang paggamit ng liwanag sa paggamot ng pisikal o mental na sakit
• Irradiance: ang flux ng radiant energy sa bawat unit area (normal sa direksyon ng daloy ng radiant energy sa pamamagitan ng medium)

Mga Extension na Video:

• Video ng Panimula ng Biomedical Engineering
• Paano Nag-sanitize ang UV Light?
• Mga Pangunahing Kaalaman sa Solar at Light Energy?

Mga Pamantayan sa Disenyo ng Engineering:

• Susunod na Henerasyon na Disenyo:
  • HS-ET1-1: Suriin ang isang malaking pandaigdigang hamon upang tukuyin ang kwalitatibo at dami na pamantayan at mga hadlang para sa mga solusyon na tumutukoy sa mga pangangailangan at kagustuhan ng lipunan.
  • HS-ET1-2: Magdisenyo ng solusyon sa isang kumplikadong problema sa totoong mundo sa pamamagitan ng paghahati-hati nito sa mas maliliit, mas madaling pamahalaan na mga problema na maaaring malutas sa pamamagitan ng engineering.
• International Society for Technology in Education:
  • 1a: Ang mga mag-aaral ay nagsasalita at nagtatakda ng mga personal na layunin sa pag-aaral, bumuo ng mga estratehiya na gumagamit ng teknolohiya upang makamit ang mga ito at sumasalamin sa proseso ng pag-aaral mismo upang mapabuti ang mga resulta ng pag-aaral.
  • 3d: Ang mga mag-aaral ay bumuo ng kaalaman sa pamamagitan ng aktibong paggalugad ng mga isyu at problema sa totoong mundo, pagbuo ng mga ideya at teorya at paghahangad ng mga sagot at solusyon.
  • 4a: Alam at ginagamit ng mga mag-aaral ang isang sadyang proseso ng disenyo para sa pagbuo ng mga ideya, pagsubok ng mga teorya, paglikha ng mga makabagong artifact o paglutas ng mga tunay na problema.
  • 4d: Ang mga mag-aaral ay nagpapakita ng pagpapaubaya para sa kalabuan, tiyaga at kakayahang magtrabaho sa mga bukas na tanong.
• Karaniwang Core:

CCSS.MATH.CONTENT.7.EE.B.3: Lutasin ang mga multi-step na real-life at mathematical na problema na ibinibigay gamit ang positibo at negatibong mga rational na numero sa anumang anyo (whole numbers, fractions, at decimals), gamit ang mga tool sa madiskarteng paraan. Ilapat ang mga katangian ng mga operasyon upang makalkula gamit ang mga numero sa anumang anyo; mag-convert sa pagitan ng mga form kung naaangkop; at tasahin ang pagiging makatwiran ng mga sagot gamit ang mental computation at mga diskarte sa pagtatantya.