مهندسی پزشکی بالینی
بیوالکتریک
بیومکانیک
بیومواد
مهندسی بافت
پردازش تصاویر پزشکی
مهندسی توانبخشی
مهندسی ورزش
مدلسازی سیستمهای فیزیولوژیکی
ابزار دقیق در مهندسی پزشکی
مهندسی و
پزشکی همکاری مطلوب و شایستهای را در کمک به بیماران و پزشکان آغاز کردهاند و در این راه گامهای مؤثری برداشته شدهاست که هر روزه بسیاری از خبرهای آن را در رسانههایی شنیدهاید با توجه به گسترش روزافزون سیستمهای مهندسی در حیطه بهداشتی و پزشکی، تربیت و وجود نیروی انسانی متخصص و متبحر که آشنا به وسایل و تجهیزات پزشکی امری ضروریست.
حداقل و حداکثر مجاز طول دوره کارشناسی مهندسی پزشکی در سه گرایش مطابق آئیننامههای دوره کارشناسی شورای عالی برنامهریزی است. تعداد کل واحدهای درسی در طول دوره ۱۴۰ واحد میباشد که شامل دروس عمومی، پایه، اصلی، تخصصی و اختیاری، به شرح زیر میباشد:
دروس پایه ۲۶ واحد
الکترونیک و
پردازش سیگنال و مباحث نرمافزاری گرفته تا طراحی، ساخت، راهاندازی، نصب و تعمیر دستگاهها و قطعات پزشکی یا
اندام مصنوعی، همچنین مواد به کار رفته در این وسایل را شامل میشود. جدا از این توضیحات، زمینههای کاری این رشته را میتوان به ۳ بخش کلی تقسیم کرد: ویرایش]
طراحی و ساخت[
الف- طراحی و ساخت دستگاههای آزمایشگاهی و الکترونیکی و تجهیزات مربوط به آنها، نظیر وسایل مخصوصی که با تکنیکهای خاص، عناصر موجود در یک نمونه (مثلاً نمک خون و…) را به طرز دقیقی
اندازهگیری کند مانند
اسپکتروفتومتر که با تکنیکهای نوینی کار میکنند. ب- طراحی و ساخت بخشهای مکانیکی و برقی
سیستمهای
تصویرگر پزشکی، مانند سیستمهای
سونوگرافی،
رادیوگرافی،
سیتی اسکن و دیگر دستگاههای که تصاویر ثابت یا محرکی را از بسیاری از بخشهای بدن به نمایش میگذارند. ج- طراحی و ساخت سیستمهای اندازهگیری پزشکی و بیمارستانی، نظیر
دستگاههای دریافت کنندة سیگنالهای مغزی (
الکتروانسفالوگرام). د- طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول، تشخیص، درمان بیماریها به کار میرود. بهینهسازی ویرایش]
تعمیر و نگهداری و
از دیگر زمینههای کاری مهندسی پزشکی تعمیر، نصب، راهاندازی و نگهداری وسایل مورد نیاز است و البته واضح است که این نیروی مجرب باید دارای اطلاعات کافی در مورد قطعات و جزئیات کار آن وسیله یا دستگاه باشد. در کنار این موارد، مسئله بهینهسازی یا تلفیق دستگاهها و عملکرد آنها نیز مطرح است. پروژه کنترل کامپیوتری
فشار خون، یا پروژه سهبعدیسازی تصویر
دستگاه MRI، جزء همین بهینهسازیها هست. دامنه کاربری این زمینه چنان وسیع است که اکنون سالانه چندصد مقاله در معتبرترین نشریات جهانی مهندسی پزشکی در این زمینه چاپ میشود و بیشترین تعداد پروژهها بر روی موضوع تلفیق و بهینهسازی انجام میشود.
تشخیص بیماری و درمان
یکی از مهمترین مباحث مطرح در زمینه پزشکی، بحث استفاده از لیزر در پزشکی (چه در تشخیص و چه در درمان) است. اصولاً لیزر از همان ابتدا با توجه به قابلیتهای منحصر به فردی که داشت، به عنوان یک انتخاب خوب برای بهینهسازی عملکرد بسیاری از سیستمها بکار گرفته شده. استفاده از لیزر برای تشخیص ضایعات چشمی یا نمایش فشار خون در نازکترین
مویرگها یا سوراخ کردن یا ایجاد کانال مصنوعی در قلب، سوزاندن و بریدن برخی ضایعات درونی یا تومورهای مختلف و… روز به روز در حال افزایش است. بحث
شبکه عصبی طبیعی و درمان انواع ضایعات عصبی مانند ضایعات نخاعی با کمک تحریکات الکتریکی و با کمک علم ژنتیک نیز از بحثهای مهم و جدید رشته مهندسی پزشکی است.
کارشناسی مهندسی پزشکی، به نوعی هم خانواده همان
رشته برق و الکترونیک است و این قرابت و نزدیکی حتی در دورههای
کارشناسی ارشد و
دکترا نیز تا حدی ادامه مییابد؛ بنابراین یک دانشجوی مهندسی پزشکی در دوره کارشناسی تقریباً موم به گذراندن تمامی دروس اصلی مجموعه
مهندسی برق است و به همین خاطر، فارغالتحصیلان رشته مهندسی پزشکی میتوانند گرایشهای کارشناسی ارشد مجموعه
مهندسی برق را انتخاب کنند و همپای مهندسین کنترل، مخابرات، قدرت و الکترونیک، به تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد مهندسی برق بپردازند؛ بنابراین، عنوان مهندس پزشکی به هیچ عنوان نباید باعث شود که داوطلبان تصور کنند که این رشته بی ارتباط یا کم ارتباط با مباحث ریاضی و مهندسی است، چون دانشجویان این رشته بهطور کامل با ریاضیات مهندسی پیشرفته و فیزیک در ارتباطند و از سنگینترین نوع ریاضیات، به عنوان ابزار کار، دائماً بهره میبرند، تا آنجا که دانشجویان این رشته، تا دروس ریاضیات مهندسی پیشرفته و
معادله دیفرانسیل و فیزیک
الکتریسیته،
موج،
ارتعاش و
حرکت را نگذرانند، قادر به اخذ دروس چندانی در دانشگاه خود نیستند.
گرایش مهندسی پزشکی بالینی
مهندسی پزشکی بالینی از رشتههای تخصصی شاخه مهندسی پزشکی است که مسئولیت پیادهسازی تکنولوژی پزشکی و بهینهسازی خدمات بهداشتی و درمانی دارد. نقش مهندسی پزشکی بالینی شامل آموزش و نظارت تکنسین تجهیزات پزشکی، همکاری با قانون گذاران و بازرسان بیمارستانهای دولتی و دادن مشاورهٔ فنی برای دیگر کارکنان بیمارستان مانند پزشکان، مدیران، آی تی و…. مهندس پزشکی بالینی همچنین براساس تجربههای بالینی خود به تولیدکنندگان وسایل پزشکی در زمینه بهبود طراحیهای آیندهشان مشاوره میدهد درحالی که به عنوان ناظر بر پیشرفت قسمتهای فنی بیمارستانها، الگوهای خرید آنها را با توجه به بخش تولید راهنمایی میکند. توجه اصلی آنها بر اجرای عملی تکنولوژی باعث شده که مهندسین این رشته بیشتر به سمت دوباره طراحی و پیکربندی دوباره گرایش پیداکنند. به عنوان انقلابی» تحقیق و توسعه یا ایدههای نابی که میتوانند خود را برای سالهای متمادی با پزشکی بالینی وفق دهند؛ در حال حاضر در این برهه زمانی، بیشتر تلاشها برای گسترش تأثیر مهندسی پزشکی بالینی در مسیر
زیستپزشکی نوین است. مهندس پزشکی بالینی در نقشهای مختلف خود، ازآنجایی که به هردو دیدگاه (تولید و مصرفکننده) در خط مقدم» نزدیک است و هم در ساخت و فرایند محصولات آموزش دیدهاست، به شکل یک پل یا رابط» بین تولیدکنندههای محصولات پزشکی و مصرفکنندگان نهایی است. بخشهای مهندسی پزشکی بالینی بیمارستانهای بزرگ گاهی اوقات نه تنها مهندسان زیست پزشکی را استخدام میکنند، بلکه از مهندسین صنعتی / سیستم برای تحقیق در عملیاتها، عوامل انسانی، تجزیه و تحلیل هزینه، ایمنی، و غیره کمک میگیرند. بیوالکتریک
گرایش
این گرایش از مهندسی پزشکی دامنه بسیار وسیعی را شامل میشود اما در تعریفی کوتاه، بیوالکتریک را میتوان علم استفاده از اصول
الکتریکی،
مغناطیسی و
لکترومغناطیسی در حوزه پزشکی دانست؛ همچنین الگوبرداری از سیستمهای
بیولوژیکی در طراحیهای نوین
مهندسی نیز در حیطه این علم قرار دارد. در واقع یک
مهندس بیوالکتریک علاوه بر این که به تمام گرایشهای
مهندسی برق (به ویژه گرایش
الکترونیک در مقطع
کارشناسی و گرایشهای کنترل و
مخابرات در مقاطع بالاتر) با دیدگاهی از حوزه علم خود نظر دارد، از برخی از شاخههای
مهندسی کامپیوتر و
فناوری اطلاعات نیز در حیطه علم مهندسی پزشکی یاری میجوید. هدف از ایجاد این گرایش در مقطع کارشناسی، تربیت مهندسان الکترونیکی است که با گذراندن واحدهای درسی و آزمایشگاهی ای نظیر
فیزیولوژی،
آناتومی و
فیزیک پزشکی، به نوعی بلوغ ذهنی و توانایی علمی در حوزه پزشکی دست یابند. دانشجویان پس از فراگیری علوم پایه مهندسی مثل
ریاضی و
فیزیک و تا حد مختصری علوم پایه پزشکی با
مدارهای الکتریکی و تکنیکهای بهکار رفته در تجهیزات پزشکی مانند
سیستمهای تصویربرداری،
سیستمهای پرتوپزشکی، سیستمهای بهکار رفته در اتاق عمل و بخشهای
CCU و
ICU و تجهیزات الکتریکی بکار رفته در بدن آشنا میشوند. البته این آشناییها محدود میباشد و جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، تحصیل در مقاطع بالاتر مورد نیاز است. در حال حاضر بازار کار این گرایش نسبت به سایر گرایشهای مهندسی برق در جایگاه بهتری قرار دارد. اهم حوزههایی که یک مهندس بیوالکتریک در آن فعالیت میکند عبارتند از:
الف –
پردازش سیگنالهای حیاتی
ب –
پردازش تصاویر پزشکی و سیستمهای تصویر برداری
پ –
پردازش صوت و گفتار و طراحی سیستمهای گفتار درمانی جهت کمک به معلولین گفتاری بیومکانیک
ت – مدلسازی سیستمهای بیولوژیک
ث – طراحی بخشهای الکترونیکی و کنترل اعضاء و اندام مصنوعی و ساخت وسایل توان بخشی
ج – ثبت سیگنالهای حیاتی و طراحی سیستمهای تصویرگر بیمارستانی
چ – طراحی و ساخت سیستمهای درمانی و آزمایشگاهی پزشکی
این را هم باید افزود که این گرایش در ایران از بازار کار خوبی برخوردار است.
گرایش
بیومکانیک به استفاده از
مکانیک کلاسیک در زمینههای علوم زیستی میپردازد. استفاده از قوانین
دینامیک جامدات برای تحلیلهای حرکتی؛
دینامیک سیالات برای ارزیابی جریانهای درون محیطهای زیستی؛
ترمودینامیک و
انتقال حرارت برای تحلیل رفتارهای سلولی و
انتقال مواد و جرم بین
موجود زنده و محیط و رباتیک برای خلق وسایل تشخیصی و درمانی جدید نیازمند درک مسائل محیطهای زنده از زاویهٔ مهندسی است. پیشرفت در این شاخه به ساخت
قلب مصنوعی،
دریچههای قلب مصنوعی،
مفاصل مصنوعی،
ارتزها و
پروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد
قلب،
ریه،
شریانها،
مویرگها،
استخوانها،
غضروفها،
تاندونها،
دیسک بینمهرهای و پیوندهای سیستم اسکلتی-عضلانی بدن شدهاست. بیومواد
گرایش
در این رشته بطور معمول بر روی تهیهٔ مواد گوناگون مصنوعی و طبیعی، طراحی روشهای ساخت و قالبگیری نهایی ماده و در نهایت اصلاح مواد برای کاربرد اختصاصی در پزشکی تحقیق صورت میگیرد. توسعهٔ انواع مدلهای وسایل پزشکی نیازمند انتخاب، ساخت و آزمایش مواد است که لازمهٔ آن درک و فهم درست از شیمی و فیزیک مواد و شناخت محیط بیولوژیک بدن است. به عبارت دیگر باید توجه داشت که آیندهٔ علم
بیومتریال در گرو توانائی ما در فهم کشفیات جدید در
شیمی،
فیزیک،
بیولوژی و
پزشکی است.
بهطورکلی موارد استفادهٔ بیومتریالها در جایگزینی و تعویض اعضاء و اندامهایی از بدن است که بر اثر بیماری یا آسیب، کاربری خود را از دست دادهاند تا از این طریق جراحت یا بیماری اعضاء مذکور التیام پذیرد، کاربری و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاری یا وضعیت غیرطبیعی آنها تصحیح گردد.
کاربرد این شاخه استفاده از بافتهای زنده و مواد مصنوعی و کاشت آنها در بدن است. انتخاب مواد صحیح برای کاشت و پیوند در بدن انسان و یکی از حساسترین و مشکلترین عملیات مهندسی پزشکی است. آلیاژهای فی، سرامیکها،
پلیمرها و
کامپوزیتها از مواد مورد استفاده در کاشت بافتها مصنوعی هستند، اینگونه مواد باید غیر سمی، غیر
سرطان زا و از نظر شیمیایی غیرفعال و با دوام و دارای قدرت مکانیکی کافی باشند.
فارغالتحصیلان گرایش
بیومواد با کارگیری مواد مختلف از قبیل پلیمرها و سرامیکها و
کامپوزیتها و مواد فی در بدن انسان و در
تجهیزات پزشکی آشنا میشوند.
با توجه به مطالب آموزش داده شده در طول دوران تحصیل دانشگاهی، بطور خلاصه تواناییهای یک مهندس بیومتریال را میتوان بدین صورت برشمرد:
پلیمرها،
فات،
سرامیکها و
کامپوزیتها.
آناتومی و
فیزیولوژی بافتهای مختلف بدن.
دارورسانی و انتقال کنترل شده داروها به بدن. به عنوان مثال نحوهٔ انتقال طولانی مدت داروهای ضدبارداری (نورپلنت).
بیوسنسورها.
مهندسی بافت
بیوشیمی و مکانیک سلولها و ساختارهای درون
سلولی برای درک بیشتر در فرایند بیماری توانایی داخلشدن به بخشهای ویژه سلول لازم است. هدف این شاخه که در اواخر قرن بیستم پایهگذاری شدهاست، مطالعه و تهیه مدلهای ایدهآل از ماکرومولکولها و ساختار سلولی است که منجر به درک بهتر پدیدههای درونیاختهای و همچنین فهم عمیقتر مکانیسم تأثیر عملکرد ناصحیح آنها در بروز حالات بیماری میشود. به علاوه این مدلها سبب ارزیابی مؤثرتر فرضیهها و نظریههای درمانی مانند طراحی انواع
پروتئینها با خصوصیات منحصر به فرد
لیگاند-
رسپتوری میگردد. از جمله اهداف دیگر این شاخه، مطالعه و مدلسازی ساختار سلول و فرایند بازیابی جراحات در بافتهای آسیبدیده به منظور ارائه روشهای درمانی بهینهتر جهت تقلیل و رفع ضایعات بافتی و همچنین تولید نمونههای مصنوعی برای جایگزینی آنها است. به این منظور علل و مکانیسمهای تبدیل
سلولهای بنیادی به بافتها و ارگانهای مختلف بررسی و با استفاده از مدلهای بدست آمده بافتهای آسیب دیده ترمیم یا در خارج از بدن به صورت مصنوعی تولید میشود. از جمله این بافتها و ارگانها میتوان به
استخوان،
غضروف،
کبد،
پانکراس،
پوست و
رگهای خونی اشاره کرد.
گرایش پردازش تصاویر پزشکی
در این رشته
اطلاعات جمعآوری شده در تغییرات پدیدههای فیزیکی در بدن را با بهرهگیری از
تکنولوژی تحلیل پردازش الکتریکی و سرعت بالای آن تجزیه و تحلیل میکنند و به صورت یک تصویر درمیآورند و اغلب این تصاویر را میتوان با اعمال غیرتهاجمی (بدون آسیب) بدست آورد به نحوی که هیچ اثر دردی برای بیمار نداشته باشد. در این گرایش تهیه تصویر از اجزاء ایستای ب
درباره این سایت