مهندسی پزشکی

[TarannoM e BaraN]

مهندسی پزشکی به دنبال ایجاد ارتباط منطقی بین علوم مهندسی و دانش پزشکی میباشد.


تا قبل از قرن بیستم میلادی تشخیص و درمان بیماری بر اساس بررسی حالات بیمار، مطالعه سندرمها و عارضههای مربوط و ارائه

مجموعهای از روشهای شناخته شده مبتنی بر تجویز دارو یا اعمال برخی عملهای جراحی صورت میگرفت. اما در اوایل قرن بیستم

و در اوج آن در دهههای ۳۰ و ۴۰ مفهوم جدیدی در پزشکی مطرح گردید. بر این اساس، ساختار بدن انسان به مثابه یک نظام بسیار

هماهنگ مهندسی فرض و بیماری به عنوان عامل بینظمی در این ساختار مطرح گردید. به این ترتیب دانشی به عنوان مهندسی



پزشکی بنیانگذاری شد که حوزه فعالیت آن مطالعه ساختار بدن انسان به صورت سیستمیک، کشف قوانین فیزیکی و معادلات ریاضی

حاکم بر اجزاء سیستم، فهم اندرکنش بین آنها، مدلسازی این فرآیندها و بررسی تاثیر بیماری بر روی این ساختار منظم و به تبع آن





در مهندسی پزشکی با تلفیقی از علوم مهندسی برطرف کردن نیازهای پزشکی در زمینه ساخت و نگهداری تجهیزات و نیز ساخت

ابزارهای پزشکی برای کاربردهای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها مد نظر میباشد.این رشته کاربرد علوم فنی و مهندسی است



در یاریرساندن به پزشکان در تشخیص و درمان بیماریها.




مهندسی پزشکی یکی از تازهترین رشتههایی است که قدم به عرصه دنیای تکنولوژی جهانی نهاده و این رشته بدین منظور شکل

یافته تا پزشکان را در تشخیص و درمان یاری دهد. مهندسی پزشکی دقت و تنوع در تشخیص را گسترش دادهاست بطوری که

تشخیص بدون دستگاهها امکانپذیر نیست. تاکنون دستگاههایی از جمله EEG ,ECG ,MRI ,CT-Scan کمک بسیار بزرگی به پزشکی

نمودهاند و هم راستای وسایل تشخیصی وسایل و ملزومات درمانی گسترش یافته تا بیماران را به گونهای تحت درمان قرار گیرند که


میتوان سمعک، ونتیلاتور، دیالیز(تراکافت)، اولتراسوند و کاربردهای متعدد لیزر را نام برد. مهندس پزشکی در گامهای اولیه

بهرهبرداری، تعمیر، پشتیبانی و نگهداری و تنظیم و استانداردسازی دستگاهها را انجام میدهد و در مراحل بالاتر توسعه، ارتقا و بهبود

دستگاههای پزشکی و یا حتی میتواند به طراحی و ساخت یک دستگاه اقدام کند. در این رشته به علت ابداعات و نوآوری وسیعی که

صورت میگیرد شاخههای جدیدی از مهندسی پزشکی سازمان میگیرند که شرح مختصری از زیرشاخههای این رشته ذکر

شدهاست.

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

مهندسی پزشکی رشتهای متشکل از گرایش های متعدد مهندسی و علوم پزشکی است. در نتیجه پیدایش گرایشهای جدید این رشته

دور از انتظار نخواهد بود. هم اکنون در ایران در مقاطع مختلف آموزش عالی گرایشهای زیر تدریس میگردند:

• مهندسی پزشکی بالینی

• بیوالکتریک
• بیومکانیک
• بیومواد
• مهندسی بافت
• پردازش تصاویر پزشکی
• مهندسی توانبخشی
• مهندسی ورزش
• مدل سازی سیستمهای فیزیولوژیکی

• ابزار دقیق در مهندسی پزشکی

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

[h=2]گرایش بیومکانیک[/h]
یومکانیک 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 مسایل محیطهای زنده از

زاویهٔ مهندسی است. پیشرفت در این شاخه به ساخت قلب مصنوعی، دریچههای قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها و پروتزها، ابزارهای

کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریانها، مویرگها، استخوانها، غضروفها، تاندونها، دیسکهای

بین مهرهای و پیوندهای سیستم اسکلتی-عضلانی بدن شدهاست. مهندسی پزشکی چیست ؟ اسم اين رشته به خوبي انتخاب شده و

تركيبي صحيح از دو گروه رياضي و تجربي است . مهندسي و پزشكي همكاري مطلوب و شايسته اي را در كمك به بيماران و پزشكان

آغاز كرده اند و در اين راه گام هاي موثري برداشته شده است كه هر روزه بسياري از خبرهاي آن را در رسانه هاي شنيده ايد با توجه به

گسترش روز افزون سيستمهاي مهندسي در حيطه بهداشتي و پزشکي، تربيت و وجود نيروي انساني متخصص و متبحر که آشنا به

وسايل و تجهيزات پزشکي امري ضروريست. حداقل و حداکثر مجاز طول دوره کارشناسي مهندسي پزشکي در سه گرايش مطابق آئين

نامه هاي دوره کارشناسي شورايعالي برنامه ريزي است. تعداد کل واحد هاي درسي در طول دوره 140 واحد مي باشد که شامل

دروس عمومي، پايه، اصلي، تخصصي و اختياري ، به شرح زير مي باشد : 1- دروس عمومي 20 واحد 2- دروس پايه 26 واحد 3- دروس


اصلي 47 واحد 4- دروس تخصصي 47 واحد

گرايشها و جهتگيريهاي كاري رشته مهندسي پزشكي، واقعاً وسيع است و زمينههاي مختلفي از الكترونيك و پردازش سيگنال و

مباحث نرم افزاري گرفته تا طراحي ، ساخت ، راه اندازي ، نصب و تعمير دستگاهها و قطعات پزشكي يا اندام مصنوعي، همچنين مواد به

كار رفته در اين وسايل را شامل ميشود. جدا از اين توضيحات، زمينههاي كاري اين رشته را ميتوان به 3 بخش كلي تقسيم كرد :

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

1- طراحی و ساخت :

الف- طراحي و ساخت دستگاههاي آزمايشگاهي و الكترونيكي و تجهيزات مربوط به آنها، نظير وسايل مخصوصي كه با تكنيكهاي خاص،

عناصر موجود در يك نمونه (مثلاُ نمك خون و ...) را به طرز دقيقي اندازهگيري كند مانند اسپكتروفتومتر كه با تكنيكهاي نويني كار ميكنند.

ب- طراحي و ساخت بخشهاي مكانيكي و برقي سيستمهاي تصويرگر پزشكي، مانند سيستمهاي سونوگرافي، راديوگرافي،

سيتياسكن و ديگر دستگاههاي كه تصاوير ثابت يا محركي را از بسياري از بخشهاي بدن به نمايش ميگذارند. ج- طراحي و ساخت

سيستمهاي اندازهگيري پزشكي و بيمارستاني، نظير دستگاههاي دريافت كنندة سيگنالهاي مغزي. د- طراحي و ساخت قطعات و اندام

مصنوعي بدن و موادي كه در طول، تشخيص، درمان و معالجات بيماريها بكار ميرود.

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

2- تعمير و نگهداري و بهينه سازي :

از ديگر زمينههاي كاري مهندسي پزشكي ميتوان به تعمير، نصب، راهاندازي و نگهداري وسايل مورد نياز است و البته واضح است كه

اين نيروي مجرب بايد داراي اطلاعات كافي در مورد قطعات و جزئيات كار آن وسيله يا دستگاه باشد. در كنار اين موارد، مسأله بهينه

سازي يا تلفيق دستگاهها و عملكرد آنها نيز مطرح است. پروژه كنترل كامپيوتري فشار خون، يا پروژه سه بعدي سازي تصوير دستگاه

mri ، جزء همين بهينه سازيها هست. دامنه كاربري اين زمينه چنان وسيع است كه اكنون سالانه چندصد مقاله در معتبرترين نشريات

جهاني مهندسي پزشكي در اين زمينه چاپ ميشود و بيشترين تعداد پروژهها برروي موضوع تلفيق و بهينه سازي انجام ميشود.

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

3-تشخيص بيماري و درمان : یكي از مهمترين مباحث مطرح در زمينه پزشكي، بحث استفاده از ليزر در پزشكي (چه در تشخيص و چه در درمان) است. اصولاً ليزر از

همان ابتدا با توجه به قابليتهاي منحصر به فردي كه داشت، به عنوان يك انتخاب خوب براي بهينه سازي عملكرد بسياري از سيستمها

بكار گرفته شده. استفاده از ليزر براي تشخيص ضايعات چشمي يا نمايش فشار خون در نازكترين مويرگها يا سوراخ كردن و يا ايجاد كانال

مصنوعي در قلب، سوزاندن و بريدن برخي ضايعات دروني يا تومورهاي مختلف و . . . روز به روز درحال افزايش است. بحث شبكههاي

عصبي طبيعي و درمان انواع ضايعات عصبي مانند ضايعات نخاعي با كمك تحريكات الكتريكي و با كمك علم ژنتيك نيز از بحثهاي مهم و

جديد رشته مهندسي پزشكي است.


كارشناسي مهندسي پزشكي، به نوعي هم خانوادة همان رشته برق و الكترونيك است و اين قرابت و نزديكي حتي در دورههاي

كارشناسي ارشد و دكترا نيز تا حدي ادامه مي يابد. بنابراين يك دانشجوي مهندسي پزشكي در دوره كارشناسي تقريباً ملزوم به

گذراندن تمامي دروس اصلي مجموعه مهندسي برق است و به همين خاطر، فارغالتحصيلان رشته مهندسي پزشكي ميتوانند


گرايشهاي كارشناسي ارشد مجموعه مهندسي برق را انتخاب كنند و همپاي مهندسين كنترل، مخابرات، قدرت و الكترونيك، به تحصيل

در مقطع كارشناسي ارشد مهندسي برق بپردازند. بنابراين، عنوان مهندس پزشكي به هيچ عنوان نبايد باعث شود كه داوطلبان تصور

كنند كه اين رشته بي ارتباط يا كم ارتباط با مباحث رياضي و مهندسي است، چون دانشجويان اين رشته به طور كامل با رياضيات

مهندسي پيشرفته و فيزيك در ارتباطند و از سنگينترين نوع رياضيات، به عنوان ابزار كار، دائماً بهره ميبرند، تا آنجا كه دانشجويان اين

رشته، تا دروس رياضيات مهندسي پيشرفته و معادلات ديفرانسيل و فيزيك الكتريسيته، موج، ارتعاش و حركت را نگذرانند، قادر به اخذ

دروس چنداني در دانشگاه خود نيستند.

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

[h=2]گرایش بیومواد[/h]
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 فلزی، سرامیکها، پلیمرها و کامپوزیتها از مواد

مورد استفاده در کاشت بافتها مصنوعی هستند، اینگونه مواد باید غیرسمی، غیرسرطانزا و از نظر شیمیایی غیرفعال و بادوام و دارای

قدرت مکانیکی کافی باشند. فارغالتحصیلان گرایش بیو مواد با کارگیری مواد مختلف از قبیل پلیمرها وسرامیک هاوکاپوزیتها ومواد فلزی

در بدن انسان ودر تجهیزات پزشکی اشنا میشوند.

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

[h=2]گرایش مهندسی بافت[/h]
این گرایش بیشتر در زمینهٔ پزشکی و در گستردهی میکروسکوپیک میپردازد. در این شاخه تخصص درآناتومی بیوشیمی و مکانیک سلولها و ساختارهای درون سلولی برای درک بیشتر در فرایند بیماری توانایی داخل شدن 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 درون یاختهای و همچنین فهم عمیقتر مکانیسم تاثیر عملکرد ناصحیح آنها در بروز حالات بیماری میشود. به علاوه

این مدلها سبب ارزیابی موثرتر 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 آنهاست. 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.‏

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

[h=2]گرایش پردازش تصاویر پزشکی[/h]
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 در میآورند و اغلب این تصاویر را میتوان با اعمال غیر تهاجمی (بدون آسیب)

بدست آورد به نحوی که هیچ اثر دردی برای بیمار نداشته باشد. در این گرایش تهیه تصویر از اجزاء ایستای بدن مانند استخوانها و بافتها و

ادغام ویژگیهای منحصر به فرد حالتهای مختلف تصویربرداری مثل ‏CT‏ و ‏MRI‏ جهت تهیه تصاویر گویاتر مانند تصاویر سهبعدی و

همچنین ارائه الگوریتمهای پردازشی برای مدلسازی بافتهای سالم و ضایعات آنها جهت ارائه روشهای تشخیصی دقیقتر و غیر

تهاجمی مورد بررسی قرار میگیرد.‏ همچنین بررسی فیزیولوژی و حرکت بافتهای دینامیک در بدن مانند قلب و عروق از طریق

تصویربرداری عملکردی‎(Functional Imaging) ‎‏ و تکنیکهای ‏بیدرنگ (Real Time)‏ و همچنین مدلسازی این رفتارها در بافتهای سالم

و ناسالم در جهت تشخیص بهتر ناهنجاریها و تصویربرداری مولکولی به منظور مطالعه موقعیت، ساختار و حرکت مولکولها (مانند

مولکولها و سلولهای سرطانی) و توجیه این حرکات بر اساس الگوریتمهای آماری و همچنین مطالعه و مدلسازی مکانیسمهای

مختلف حیات در سطح مولکولی به صورت غیرتهاجمی برای ارائه روشهای درمانی دقیقتر مثل طراحی آنتیبادیها و ردیابی آنها برای از

بین بردن بهتر مولکولها و سلولهای مهاجم و تقلیل آسیب به سلولهای سالم بدن مورد نظر است.

 

[TarannoM e BaraN]

پاسخ : مهندسی پزشکی

[h=2]گرایش مهندسی توانبخشی[/h]
یک شاخه جدید و توسعه یافته مهندسی پزشکی است. متخصصان این رشته به بالا بردن تواناییها وبهبود بخشیدن به کیفیت زندگی

افراد کمک میکند و با توجه به پیشرفت تکنولوژی به طراحی محهای جدید و روشهای نوین برای سکونت ارتباط و... کمک مینماید.