مهندسی پزشکی

تا قبل از قرن بیستم میلادی تشخیص و درمان بیماری بر اساس بررسی حالات بیمار، مطالعه عارضههای مربوط و ارائه 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،مدلسازی این فرآیندها و بررسی تاثیر بیماری بر روی این ساختار منظم و به تبع آن ارائه روشهای تشخیصی و درمانی مفیدتر‏‎ ‎برای بهبود بیماریها بود. 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 یک رشته بین رشته ای محسوب می گردد که در آن از علوم برق، مکانیک، شیمی، مواد، صنایع، هسته ای، نساجی، کامپیوتر، فیزیک، بیولوژی، فیزیولوژی، ژنتیک، گیاه شناسی، رادیولوژی، ارتوپدی، دندانپزشکی، نرولوژی(عصب شناسی)، جراحی، بیوانفورماتیک، تکنولوژی اطلاعات، داروسازی و غیره بهره گرفته می شود. با وجود آنکه حرفه ی پزشکی از قدمت بسیار بالایی برخوردار است، اما سیستم خدمات درمانی مدرن یک پدیدهنسبتا جدید محسوب می شود.
مهندسی پزشکی پل ارتباطی میان حوزه های مهندسی و پزشکی است که با به کار گرفتن اصولی و ابتکاری تکنیک های مهندسی، به مطالعه اصول و عملکرد سیستم های زنده و مدل سازی آنها می پردازد و از نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماری ها استفاده می کند. همچنین با ایجاد الگوریتم ها و ساخت دستگاه ها و سیستم های جدید، موجب پیشرفت دانش در علوم بیوتکنولوژی و پزشکی می شود و سطح سلامت را ارتقاء می دهد.
در کشورهای غربی،مهندسی پزشکی علمی حیاتی است تا جایی که بدون آن، علم پزشکی نمیتواند کاری انجام دهد. برای مثال یک پزشک جراح بدون تجهیزات اتاق عمل واقعاً فلج است. یا بسیاری از معاینات پزشکی بدون استفاده از تجهیزات پزشکی امکانپذیر نیست. در ضمن باید توجه داشت که هدف مهندسی پزشکی تنها تجهیزات پزشکی نیست بلکه ابعاد این رشته بسیار وسیعتر است. مهندسی پزشکی، شاخه ای از مهندسی است که به منظور حل مشکلات پزشکی و ارتقاء سطح سلامت، ایده ها و تخصص های مهندسی را با نیازهای پزشکی ترکیب می کند. دانشجویان معمولا رشته ی مهندسی پزشکی را به دلایلی چون خدمت به مردم، هیجان کار با سیستم های زنده و به کار بردن تکنولوژی پیشرفته در مسائل پیچیده مراقبت های پزشکی انتخاب می کنند.
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. به طور خلاصه این رشته کاربرد علوم فنی و مهندسی در یاریرساندن به پزشکان در تشخیص و درمان بیماریها است.

  سال 1983 اولین بیمار، تحت عمل جراحی پیوند قلب مصنوعی قرار گرفت و 192 روز زنده ماند. سال 1988 تلمبه تنظیم کننده قلب ساخته شد.سال 1993 اولین پای الکتریکی ساخته شد. پایی 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 و اکنون دانشمندان مهندسی پزشکی به یاری متخصصان رشتههای مرتبط تلاش میکنند تا چشم مصنوعی، کلیه مصنوعی یا رگ مصنوعی را اختراع کنند.
البته علم مهندسی پزشکی به ساخت اعضای مصنوعی مکانیکی یا الکتریکی محدود نمیشود بلکه حیطه این علم بسیار گستردهتر و متنوعتر میباشد.در کشورهای غربی،مهندسی پزشکی علمی حیاتی است تا جایی که بدون آن،علم پزشکی نمیتواند کاری انجام دهد. برای مثال یک پزشک جراح بدون تجهیزات اتاق عمل واقعاً فلج است یا بسیاری از معاینات پزشکی بدون استفاده از تجهیزات پزشکی امکانپذیر نیست. در ضمن باید توجه داشت که هدف مهندسی پزشکی تنها تجهیزات پزشکی نیست بلکه ابعاد این رشته بسیار وسیعتر است. در این میان میتوان به نقش این علم به عنوان پل ارتباطی بین مهندسی و پزشکی اشاره کرد؛ این علم تلاش میکند تا مهندسین بتوانند از ایدههای پزشکی استفاده کنند چون خیلی از روشهایی که در مهندسی جا افتاده است مثل شبکه عصبی یا سیستم فازی با الگو برداری از سیستمهای بیولوژیکی ایجاد شده است.
دانشجویان معمولا رشته مهندسی پزشکی را به دلایل زیر انتخاب می کنند:
 -خدمت به مردم
-هیجان کاربا سیستم های زنده
-به کاربردن تکنولوژی پیشرفته درمسائل پیچیده مراقبت های پزشکی
از جمله مسئولیت های مهندسان پزشکی عبارت است از:
-طراحی و راه اندازی دستگاه ها وتجهیزات پزشکی
-گرد آوری اطلاعات وعلوم از منابع گوناگون به منظور توسعه روش های جدید
-مطالعه وتحقیق برای دستیابی به دانش مورد نیاز در حل مسائل جدید

گرایش‌ها و جهت‌گیری‌های کاری رشته مهندسی پزشکی، واقعاً وسیع است و زمینه‌های مختلفی از الکترونیک و پردازش سیگنال و مباحث نرم افزاری گرفته تا طراحی ، ساخت ، راه اندازی ، 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 3 بخش کلی تقسیم کرد:
1- 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 (مثلاُ 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، سی‌تی‌اسکن 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.
 د- طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول، تشخیص، درمان و معالجات بیماریها بکار می‌رود.
 2- تعمیر و نگهداری و بهینه سازی: از دیگر زمینه‌های کاری مهندسی پزشکی می‌توان به 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، مسأله بهینه سازی یا تلفیق دستگاهها و عملکرد آنها نیز مطرح است. پروژه کنترل کامپیوتری فشار خون، یا پروژه سه بعدی سازی تصویر دستگاه MRI، جزء همین بهینه سازی‌ها 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 برروی موضوع تلفیق و بهینه سازی انجام می‌شود.
 3- 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 بهینه سازی عملکرد بسیاری از سیستم‌ها بکار گرفته شده.
 استفاده از لیزر برای تشخیص ضایعات چشمی یا نمایش فشار خون در نازکترین مویرگها یا سوراخ کردن و یا ایجاد کانال مصنوعی در قلب، سوزاندن و بریدن برخی ضایعات درونی یا تومور‌های مختلف و . . . روز به روز درحال افزایش است. بحث شبکه‌های 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.

بیومتریال

دانش بیومتریال,بافت زنده و همچنین موادی که در ایمپلنت کردن(بافت یا ماده ای که در بدن قرار داده شده یا پیوند زده می شود) به کار می روند را توصیف می کند. شناخت ویژگی ها مواد زنده برای طراحی ایمپلنت حیاتی است .انتخابمواد مناسب برای قرار دادن در بدن انسان یکی از مشکل ترین کارهایی است که مهندس پزشکی باآن روبرو است .برخی از آلیاژهای فلزی .سرامیک ها ,پلیمرها
باید دارای خصوصیات زیر باشد:
1.غیرسمی باشد
2.سرطان زانباشد
3.ازنظر شیمیایی خنثی وپایدار باشد
4.از نظر مکانیکی به اندازه کافی مستحکم باشد.

بالینی

 مهندسی بالینی,کاربرد تکنولوژی درمراقبت های بهداشتی در بیمارستان است. متخصصان این رشته همراه با گروهی متشکل از پزشکان، پرستارها و تکنسین ها یک تیم درمانی را تشکیل می دهند .مهندس پزشک بالینی مسئول خرید ،نگهداری ،تعمیر، بررسی اطلاعات کامپیوتری، تجهیزات پزشکی، ابزارکسب اطلاعات حیاتی و…است و همچنین تجهیزات مورد نیاز پزشکان وبیمارستان را در زمینه های خاص طراحی یا تطبیق می دهند.
تمامی این موارد مستلزم بهره گیری از سیستم های کامپیوتری ، به همراه تجهیزات ونرم افزارهای طراحی شده برای کنترل این تجهیزات و جمع آوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل آنهاست. مهندس پزشک بالینی باید همواره از آخرین تکنولوژی های مربوط به درمان و مراقبت های پزشکی بهره گیری کند.
مسئولیت های مهندسان بالینی:
 
- ایجادوحفظ پایگاه دادههای کامپیوتری از سوابق لوازم وتجهیزات پزشکی
- خریداری واستفاده از دستگاه های پیچیده پزشکی
- کارکردن برروی پروژهها به همراه پزشکان وتطابق تجهیزات بانیازهای پزشک وبیمارستان (این عمل اغلب شامل ارتباط تجهیزات با سیستم های کامپیوتری از طریق مدارهای واسط وطراحی نرم افزارهای کامپیوتری برای کنترل دستگاه و آنالیز داده ها می باشد)
 

بیومکانیک

دانشجوی مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک با به کارگیری مفاهیم مکانیکی در زمینه های پزشکی آشنا می شود.اهمیت این رشته زمانی آشکار می شود که بدانیم جلوه های مختلف انسانی جنبه های مکانیکی قوی دارد.
مثلاً در ساخت دست یا پای سیبرنتیکی و قلب مصنوعی باید متخصص بیومکانیک در مورد نحوه حرکت اندام های یاد شده نظر بدهد.همچنین در زمینه سازگاری محیط صنعتی و غیرصنعتی با بدن انسان علم بیومکانیک نقش مهمی را ایفا می کند
  کاربرد علم مکانیک در مسائل بیولوژیک و پزشکی وشامل مطالعه موارد زیر می باشد:
- حرکت انسان
- تغییر شکل مواد در سیستم های حیاتی یا مرتبط با آن
- جراحی رباتیک وکاربرد حس لامسه
  تلاش هایی که در زمینه بیو مکانیک صورت گرفته:
- قلب مصنوعی
- تعویض در دریچه های قلب
- کلیه مصنوعی و...

لوگوی جشنواره وب و موبایل ایران