خط مهندسی
مجله ی آنلاین مهندسی

مهندسی یا پزشکی؟ یا مهندسی پزشکی؟

0 148

مهندسی پزشکی ، تلفیقی ماهرانه از مهندسی و پزشکی

مدت زیادی نیست که رشته‌ی مهندسی پزشکی جای خود را در میان رشته‌های تحصیلی دانشگاهی پیدا کرده‌است. رشته‌ای که با هدف پیشرفت سلامت و رفاه بشریت، علوم مهندسی را به زیبایی هر چه تمام‌تر با علوم پزشکی مرتبط ساخته است برای آشنایی بیشتر با این رشته با خط مهندسی همراه باشید.

دیباچه‌ای از تولد مهندسی پزشکی

پایه گذاری رشته مهندسی پزشکی برای اولین در اوایل قرن بیستم میلادی توسط متخصصین پزشکی مطرح شد. تا پیش از قرن بیستم میلادی پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری‌ها با روش‌های سنتی یعنی مطالعه علائم بیماری و تجویز دارو و عمل‌های جراحی صورت می‌گرفت. با پیشرفت علوم پزشکی، نیاز بر روش جدید برای درمان بیماری‌ها موجب شد تا مهندسین در پزشکی دست به کار شوند. بدین گونه که ساختار فیزیکی بدن مانند یک سیستم منظم و هماهنگ در نظر گرفته شد که بیماری مانند یک اختلال در نظم این سیستم عمل می‌کند. بدین ترتیب دانش مهندسی پزشکی به عرصه‌ علوم معرفی شد که وظیفه‎ی آن مطالعه‌ی ساختار بدن به صورت سیستمیک، کشف قوانین فیزیکی و معادلات ریاضی حاکم بر اجزاء سیستم، فهم اندرکنش بین آنها، مدلسازی این فرایندها و بررسی تأثیر بیماری بر روی این ساختار منظم و به تبع آن ارائه روشهای تشخیصی و درمانی مفیدتر برای بهبود بیماری‌ها بود.

از اولین کارهای مهندسی پزشکی میتوان به پیوند اولین قلب مصنوعی در سال ۱۹۸۳ اشاره کرد که فرد پیوند داده شده ۱۹۲ روز با قلب مصنوعی زنده ماند. در سال ۱۹۹۳ اولین پای الکتریکی ساخته شد که با استفاده از سیستم بادی و کنترل‌های ریزپردازنده، سرعت قدم زدن فرد را دریافته و محفظه‌های بادی خود را به نحوی تنظیم می‌کند که به طور طبیعی به جلو عقب حرکت کرده و مانع از لنگیدن فرد می‌شود. همه روزه با انواع بسیاری از محصولات مهندسی پزشکی همچون دستگاه‌های فیزیوتراپی، پلاتین‎های جاساز شده در بدن افراد و حتی پوشیدنی‎های طبی چون زانوبند‌ها و کمربند‌های مخصوص بیماران آرتروزی سر و کار داریم. خوشبختانه در کشورمان ایران این علم در حال گسترش چشم گیری بوده و آینده‌ی روشنی برای محصلان این رشته پیش بینی می‌شود.

و اما جالب است بدانید که رشته‌ی مهندسی پزشکی تنها در زمینه پزشکی و تجهیزات پزشکی کاربرد ندارد. اگر تا به حال واژه‌هایی چون منطق فازی ( fuzzy logic ) و شبکه‌ عصبی را شنیده باشید، جالب است بدانید که این روش‌های محاسباتی نوین، الگوبرداری از سیستم‌های بیولوژیکی و زیست شناختی می باشند که به خوبی نمایانگر تاثیر علوم پزشکی در علوم مهندسی می باشد.

 

گرایش‌های مهندسی پزشکی :

مهندسی پزشکی ترکیبی از رشته‌های مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی مواد، مهندسی کامپیوتر و مهندسی فناوری اطلاعات با رشته‌های پزشکی بوده که براین اساس، گرایش‌های تحصیلی این رشته را بسیار متنوع می‌کند. زمینه‌های تحقیق و پژوهش مهندسی پزشکی به قدری وسیع بوده که زمینه‎های مختلفی از طراحی و ساخت تجهیزات پزشکی و پردازش سیگنال و مباحث نرم افزاری گرفته تا عضوهای مصنوعی مورد پذیرش بدن بیمار و مواد به کار رفته در ساخت این وسایل را در بر می‌گیرد. گرایش‌های اصلی مهندسی پزشکی را به اختصار در زیر شرح داده‌ایم تا با این زمینه‌ها بیشتر آشنا شوید.

 

  • ابزار جراحی و تجهیزات پزشکی (Surgical instruments and medical devices):

تمام دستگاه های پزشکی و ابزار جراحی که برای نجات جان یک بیمار در سریال های تلویزونی دیده اید توسط مهندسان پزشکی طراحی و ساخته شده است.

مهندسی-پزشکی-02

  • مهندسی بافت (Tissue engineering):

مهندسی بافت در لغت ساختار بافت ها و مواد بافتی می باشد تا جایگزین وظایف متوقف شده در بدن شوند.

مهندسی-پزشکی-03

  • بیومواد یا بیومتریال (Biomaterial):

بیومتریال شامل هر مسئله ای که با سیستم های بیولوژیکی(زیستی) در ارتباط باشد (مانند اندام ها، بافت ها و خون) می‌شود که به بحث درباره ی مواد به کار رفته در زمینه های کاربردی مهندسی پزشکی همچون عضو های مصنوعی می پردازد.

مهندسی-پزشکی-04

  • مهندسی عصبی (Neural engineering):

مهندسی عصبی یا به عبارت دیگر مهندسی توانبخشی بر روابط متقابل سیستم عصبی بدن و تمام دستگاه های پزشکی ساخت بشر تمرکز کرده است. این بخش یک کامپیوتر-مغز جذاب می باشد.

مهندسی-پزشکی-05

بیومکانیک که موضوع مورد بحث ما می باشد و در ادامه‌ی نوشته‌های سایت به تفصیل شرح داده میشود، مطالعه ی چگونگی ساختار بدن ما، خصوصا در زمینه حرکت و جنبش است که بر روی اندام ها و سلول های گیاهان و حیواناتِ مشابه انسان نیز متمرکز شده است.

مهندسی-پزشکی-06

  • پزشکی از راه دور (Telehealth):

همه ی ما با واژه و مفهوم ارتباطات از راه دور آَشناییم. پس پزشکی از راه دور بر این موضوع تکیه دارد که چگونه از ارتباطات برای بدست آوردن خدمات مربوط سلامتی حتی از مسافتی دور استفاده کنیم.

مهندسی-پزشکی-07

  • پردازش سیگنال های زیستی (Biosignal processing):

مانیتور پردازش سیگنال های زیستی، سیگنال هایی که بدن انسان می فرستد را اندازه گیری و توصیف می کند. اگر فکر میکنید که این علم وابسته به علم عصب شناسی است، سخت در اشتباهید. سیگنال های زیستی سیگنال هایی الکتریکی و غیر الکتریکی هستند.

مهندسی-پزشکی-08

  • عکس برداری پزشکی (Medical Imaging):

حتما تا کنون دستگاه سیتی اسکن یا ام آر آی (MRI) دیده اید، حتی در تلویزیون. عکس برداری پزشکی یعنی عکس گرفتن از داخل بدن انسان جهت کمک به شناخت بیماری.

مهندسی-پزشکی-09

  • مدلسازی محاسباتی (Computational modelling):

اگر به شبیه سازی علاقه دارید یا دوست دارید درون میکروسکوپ را نگاه کنید و ببینید که چه به سر سلول ها و اندام های ما می آید، مدلسازی محاسباتی دنیایتان رو تغییر میدهد.

مهندسی-پزشکی-10

هم اکنون در ایران در مقاطع مختلف آموزش عالی(کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری) گرایش‌های رشته مهندسی پزشکی به شرح زیر می باشد که برخی از این شاخه‌ها ، زیرشاخه‌هایی از بیومکانیک و بیوالکتریک به شمار می‌روند.

  • مهندسی پزشکی گرایش بالینی
  • مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک
  • مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک
  • مهندسی پزشکی گرایش بیومواد(بیومتریال)
  • مهندسی پزشکی گرایش مهندسی بافت
  • مهندسی پزشکی گرایش پردازش تصاویر پزشکی
  • مهندسی پزشکی گرایش مهندسی توانبخشی
  • مهندسی پزشکی گرایش مهندسی ورزش
  • مهندسی پزشکی گرایش مدل سازی سیستم‌های فیزیولوژیکی
  • مهندسی پزشکی گرایش ابزار دقیق در مهندسی پزشکی
  • مهندسی پزشکی گرایش مدیریت فناوری اطلاعات پزشکی

 

و اما در مقطع کارشناسی ۴ گرایش بیومکانیک، بیوالکتریک، بیومتریال و همچنین بالینی در دانشگاه‌های صنعتی امیرکبیر، صنعتی اصفهان، سهند تبریز و شاهد در سال‌های اخیر دانشجو می پذیرد.

با ما همراه باشید تا با نگاهی تخصصی‌تر به این ۴ گرایش بنگریم.

همان طور که از نام این گرایش به راحتی می‌توان متوجه شد، بیوالکتریک کاربرد رشته‌ی برق در مهندسی پزشکی را شامل می شود. بیوالکتریک را می‌توان علم استفاده از اصول الکتریکی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی در حوزه پزشکی دانست. یک مهندس بیوالکتریک  علاوه بر تمام دروس گرایش الکترونیک مهندسی برق در مقطع کارشناسی و دروس کنترل و مخابرات در مقاطع بالاتر تسلط کافی داشته باشد . گذراندن درس‌هایی نظیر فیزیولوژی، آناتومی و فیزیک پزشکی موجب می شود تا مهندسین برق بتوانند در گرایش بیوالکتریک مهندسین خبره‌ای شوند. یک مهندس بیوالکتریک با مدارهای الکتریکی و تکنیکهای بکار رفته در تجهیزات پزشکی مانند سیستمهای تصویر برداری، سیستمهای پرتوپزشکی، سیستمهای بکار رفته در اتاق عمل و بخش‌های CCU و ICU و تجهیزات الکتریکی بکار رفته در بدن آشنا  می‌شود. در حال حاضر بازار کار برای مهندسین بیوالکتریک نسبت به مهندسین رشته برق در جایگاه بهتری قرار دارد.

 

بیومکانیک را میتوان هیجان انگیزترین گرایش مهندسی پزشکی دانست. بیشترین شناخت عوام از رشته‌ مهندسی پزشکی را شاید بتوان ساخت عضوهای مصنوعی دانست که از یک مهندس بیومکانیک بر می‌آید. استفاده از دروس دینامیک جامدات در تحلیل عضوهای حرکتی، دروس سیالاتی در تحلیل رفتار سیالات مانند خون در شریانات بدن و دروس انتقال حرارت و ترمودینامیک در شناخت رفتارهای سلولی در بدن انسان را می‌توان از ساده‌ترین نمونه‌های کاربرد رشته‌ی مهندسی مکانیک در علوم پزشکی دانست.

 

بحث شناخت مواد در تمام جنبه‌های زندگی بشری، چه علمی و چه غیر علمی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از بحث پخت غذا گرفته تا مصالح ساختمانی، مواد مورد استفاده موضوع قابل توجه ایست. علوم پزشکی نیز از این قضیه مستثنی نمی‌باشد. مواد بکار رفته در ساخت تجهیزات پزشکی، تجهیزات اتاق عمل که برای جراحی اعضای بدن به کار می رود، ایمپلنت‌های به کار رفته در دندان پزشکی، کاشتنی‌های حیاتی در داخل بدن بیماران و حتی روش‌های ساخت و قالب گیری‌ این  مواد نیازمند دانش بیومتریال بوده که فهم و درک دروس پایه‌ی فیزیک، شیمی و بیولوژی جزء مهم‌ترین آن‌ها به شمار می‌رود .

 

و اما در کنار تمام مهندسینی که در طراحی و ساخت تجهیزات و وسایل پزشکی و هر چیزی که به سلامت انسان می‌انجامد ایفای نقش می‌کنند، به افرادی نیاز است که مسئولیت پیاده سازی تکنولوژی پزشکی در فرآیندهای بیماری و بالینی را بر عهده داشته باشند. مهندسی پزشکی بالینی شامل آموزش و نظارت تکنسین تجهیزات پزشکی، دادن مشاورهٔ فنی برای دیگر کارکنان بیمارستان مانند پزشکان، مدیران، آی تی و … می‌شود. همچنین براساس تجربه‌های بالینی خود به تولیدکنندگان وسایل پزشکی در زمینه بهبود طراحی‌های آینده‌شان مشاوره می‌دهد. مهندسی پزشکی بالینی بیمارستان‌های بزرگ گاهی اوقات نه تنها مهندسان زیست پزشکی را استخدام می‌کنند، بلکه از مهندسین صنعتی برای تحقیق در عملیات‌ها، عوامل انسانی، تجزیه و تحلیل هزینه، ایمنی، و غیره کمک می‌گیرند.

 

 

خواندنی ها

بیونیک چیست؟

مهندسی بیومکاترونیک

زمینه‌های شغلی مهندسی پزشکی در ایران :

به طور کلی زمینه کاری مهندسی پزشکی را میتوان در ۳ بخش اصلی دسته بندی کرد :

۱- طراحی و ساخت :

  • طراحی و ساخت دستگاه‌های آزمایشگاهی و الکترونیک و تجهیزات مربوط به آن‌ها (مانند دستگاه اندازه گیری قندخون)
  • طراحی و ساخت بخش‌های مکانیکی و برقی سیستم‌‌های تصویرگر پزشکی (مانند سونوگرافی، رادیوگرافی، سی‌تی‌اسکن)
  • طراحی و ساخت سیستم‌های اندازه‌گیری پزشکی و بیمارستانی (مانند دستگاه دریافت کننده سیگنال‌های مغزی)
  • طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول تشخیص، درمان و معالجات بیماری‌ها به کار می‌رود. (مانند قلب مصنوعی ، داروهای هسته‌ای در درمان تیروئید )

۲- تعمیر و نگهداری و بهینه سازی تجهیزات

تعمیر، نصب و راه‌اندازی و نگهداری وسایل پزشکی و هم چنین بهینه سازی این دستگاه‌ها (مانند کنترل کامپیوتری فشار خون، یا سه بعدی سازی تصاویر دستگاه MRI )

۳- خرید و فروش تجهیزات پزشکی

خرید و فروش و یا واردات و صادرات تجهیزات و دستگاه‌های پزشکی مورد نیاز در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی

 

درآمد مهندس پزشکی در برخی از کشورهای جهان

یکی از زمینه های شغلی اصلی برای مهندس پزشکی بخش تجارت و بازرگانی در حوزه تجهیزات، ابزار و دستگاه های پزشکی است. مطابق با آمارهای موجود تعداد زیادی از مهندسان پزشکی جذب این حوزه می شوند. آنهایی که سرمایه، تجربه و شم تجاری خوبی داشته باشند، می توانند به طور مستقل در این زمینه شرکتی تاسیس و در صورت موفقیت می توانند درآمد زیادی کسب کنند.

بر طبق آمار سازمان جهانی متوسط درآمد سالیانه مهندس پزشکی در سال ۲۰۱۳ در کشورهای آمریکا، استرالیا، انگلستان و کانادا به شرح زیر اعلام شده است .

آمریکا :  ۸۵.۰۰۰ دلار آمریکا

استرالیا :  ۵۷.۳۰۰ دلار آمریکا

انگلستان :  ۴۷.۵۰۰ دلار آمریکا

کانادا :  ۵۷.۵۰۰ دلارآمریکا

در کشور ما ایران نیز میزان درآمد مهندس پزشکی با توجه به میزان تجربه، دانش و تخصص، محل و نوع کار متفاوت است. مهندس پزشکی که در بخش دولتی مشغول به کار است، مطابق با قانون مدیریت خدمات کشوری حقوق دریافت می کند. البته معمولا بیشتر مهندسان پزشکی در بخش خصوصی فعالیت کرده و با توجه به معیارهای ذکر شده، معمولا درآمدهای مختلفی دارند.

نرم‌افزار‌های مهندسی پزشکی

همچون سایر مساغل مهندسی، از مهارت‌های مهم و لازم جهت استخدام و یا پیشرفت در شغل‌های مربوط به مهندسی پزشکی، یادگیری نرم‌افزارهای تخصصی در این رشته می‌باشد. با توجه به آگهی‌های استخدام مهندسین پزشکی در داخل و خارج ایران، می‌توان به ۴ نرم‌افزار زیر اشاره کرد. البته لازم به ذکر است که هر یک از گرایش‌های مهندسی پزشکی نرم‌افزارهای تخصصی خود را شامل می‌شوند.

  • نرم افزار LabVIEW
  • نرم افزار Pspice
  • نرم افزار Proteus
  • نرم افزار MATLAB
  • نرم افزار SolidWorks
  • نرم افزار CATIA
  • نرم افزار ANSYS
  • نرم افزار Mimics
  • نرم افزار ABAQUS
از آنجایی که رشته‌ی مهندسی پزشکی در ایران جزء رشته‌های نوپا در مقاطع تحصیلی عالی می‌باشد، تحصیل در رشته این رشته‌ علاقه و روحیه‌ی تحقیق و پژوهش بسیار بالایی را می‌طلبد. هم‌چنین با توجه به پیشرفت هر روزه‌ی علم پزشکی و نیاز بشری به خدمات بهداشتی و درمانی، خلاقیت و نوآوری در کنار علاقه، حرف اول را در انتخاب این رشته می‌زند.

اگر دوست دارید شما را هم مهندس صدا بزنند و هم دکتر، اگربه قول دبیران مدرسه، هم حفظیاتتان خوب است و هم دستی در حل مسائل فیزیک و ریاضی دارید، مهندسی پزشکی را برای شما ساخته اند. استعدادهایتان را در راه بشریت خرج کنید. باشد که در راه پیشرفت وطنمان ایران آجری بر روی آجرهای گذارده شده بگذاریم.

برای مطالعه در حوزه‌ی سایر رشته‌های مهندسی با خط مهندسی همراه باشید.

 

جمع‌آوری و نگارش: خط مهندسی
منبع: خط مهندسی