الهندسة الطبية
جهاز معالجة القلب
ما هي الهندسة الطبية ؟
الهندسة الطبية هي علم يجمع بين علوم الهندسة (الميكانيكية و الكهربائية و الالكترونية و الحاسوبية ) و بين العلوم الطبية الحيوية و الفيزيولوجية, حيث تطبق النظريات و التقنيات الهندسية المتقدمة للتعامل و تحليل و حل المشكلات الطبية الحيوية .و ذلك من خلال تصميم أدوات و أجهزة مناسبة لقياس المنظومات الفيزيولوجية و الحيوية و فهمها و تطوير أجهزة قادرة على معالجة الأمراض و التعامل معها ،مما يتطلب دراسة طريقة عمل هذه الأجهزة و صيانتها و نمذجتها . الهندسة الطبية تتيح بشكل كبير و الابداع و التطوير و الاختراع,و ذلك لتنوع المجالات الطبية و لضخامة المنظومات الفيزيولوجية (الجسم البشري ) التي يتعامل معها هذا المجال من الهندسة ، علما ان أكثر التقنيات رقيا و تقدما و أغلاها ثمنا تستخدم في مجالين ، أحدهما الهندسة الطبية .
أين يعمل المهندس الطبي ؟
يعمل المهندس الطبي في المشافي و العيادات لتجهيزها بالمعدات و الأجهزة (بعد تحديد الخصائص المطلوبة ) و صيانتها, و أيضا بالشركات الطبية المتخصصة بصناعة الأجهزة الطبية ،أو تلك المتخصصة بصيانة الأجهزة الطبية و بيعها أو مراكز البحث كالجامعات (التي تبحث في تطوير الأجهزة الطبية و تحليل و فهم و حل المشكلات البيولوجية بشكل أكبر ) .عمل المهندس الطبي متعلق بتخصصه و مجال عمله ، و ذلك بالتعاون مع أطباء و ممرضين و مهندسين من جميع الاختصاصات .
ما هي الحاجة المستقبلية للمهندس الطبي ؟
ان التطور المتسارع للتكنولوجيا ،و زيادة الأمراض ، و وجود كثير من المشاكل الطبية و التقنية التي تحتاج إلى حلول ،يؤدي إلى تزايد الطلب على المهندسين الطبيين لأجل التعامل مع المشاكل البيولجية المتزايدة التعقيد و تطوير عمل الأجهزة السابقة للحصول على نتائج أفضل ،وابتكار اجهزة جديدة تساعد الطبيب على اداء مهمته بشكل أفضل وأسرع فالحاجة للمهندس الطبي تتزايد في كل يوم .
فروع الهندسة الطبية
1- الهندسة الكهربائية الطبية (Bioelectrical Engineeing): و تنقسم إلى قسمين:ُ
أولاً :علم الإشارات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetism).
ثانياً:علم التأثيرات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetics).
2- الهندسة الميكانيكية الحيوية (Biomechanical Engineering) وتنقسم إلى قسمين:
أولاً : علم ميكانيكا حيوية (Biomechanics)وهذا العلم يدرس حركة وطبيعة انتقال المواد الحيوية داخل جسم الإنسان.
ثانياً: علم ميكانيكا الحركة الحيوية (Biotransport) ويختص هذا العلم في معالجة اختلالات الحركة عند الإنسان .
3- هندسة المواد الحيوية (Biomaterials).
4- هندسة النسج و الجزيئات و الخلايا(Tissue,Molecular & Cellular Engineering).
5- هندسة محاكاة الأنظمة الحيوية (Systems & Integrative Engineering).
هندسة طبية حيوية (بالإنجليزية: Biomedical Engineering) وتعرف بإسم هندسة التقنيات الطبية, وهو العلم الذي يختص بدراسة جسم الانسان من الناحية الهندسية ويمكن تقسيمه إلى خمسة أقسام اساسية موضحة أدناه وهو حلقة وصل بين علم الطب وعلوم الهندسة (فمهندس الطب الحيوي ينبغي أن يعرف جسم الكائن الحي لكي يصمم ما يتوافق معه من طرف صناعي أو عضو أو جهاز طبي).
تعتبر الهندسة الطبية الحيوية من أحدث العلوم الهندسية التي نشأت مع تطور الطب الحديث ، فبعد أن كان الطبيب وحده يقوم بكل مهام التشخيص والعلاج وحتى تصنيع الدواء، أصبح الجهاز الطبي رديفاً أساسياً للطبيب في التشخيص والمعالجة ومراقبة المرضى، ونظراً لوجود حاجة ماسة لتطوير الأجهزة والمعدات الطبية بما يخدم صحة المرضى وسرعة استشفائهم ، فكان لابد من تدخل المختصين من مجالات أخرى غير الطب لتصميم هذه الأجهزة مثل المهندسين الكهربائيين والميكانيكيين ومهندسي الكمبيوتر وغيرها. كما كان على هؤلاء المهندسين الإلمام أيضاً بالعلوم الطبية من تشريح وفيزيولوجيا الجسم البشري وغير ذلك لفهم آلية عمل كل نظام فيه وتسخير معرفتهم واختصاصهم بما يطور هذه الاجهزة، وبالتالي ظهرت الحاجة إلى وجود مهندس يلم جزئياً بكل هذه الاختصاصات من جهة ويستطيع أن يتعامل مع الأطباء من جهة أخرى مع الانتباه على أنه ليس بديلاً عن أي منهم .
تقسم الاجهزة الطبية إلى قسمين: أ-أجهزة طبية تشخيصية مثل جهاز الأمواج فوق صوتية (Ultrasound). ب-أجهزة طبية علاجية مثل اجهزة العلاج الكيميائي والعلاج بالأمواج.
من الشائع الظن أن الهندسة الطبية تقتصر على الأجهزة الطبية و صيانتها ولكن هناك مجالات أخرى للهندسة الطبية مثل إدارة المشافي, أطراف إصطناعية, أعضاء إصطناعية وغيرها. الهندسة الطبية تسخر الفيزياء والكيمياء والرياضيات واساسيات الهندسة لدراسة الاحياء أي الجسم البشري في الأغلب للوصول إلى مراحل متقدمه في دراسة هذا الجسم ودراسة الأمراض التي يواجهها للعمل على توفير سبل أفضل لصحه جيده والمساعده على معالجة هذه الامراض .
تسميات أخرى
يعتبر اسم الهندسة الطبية الحيوية Biomedical engineering الاسم الأكثر شيوعا هذا و هناك اسمين آخرين الأول هو الهندسة الطبية Medical engineering و الثاني هو الهندسة الحيوية و هو Bio engineering . وعلى سبيل المثال يعتبر تصنيع صمام مطاطي للقلب للتحكم بضخ الدم عملاً مشتركاً بين مهندس الميكانيكا الحيوية الذي يعرف ميكانيكية عمل القلب و مهندس المواد الطبية الذي يستطيع إختيار أفضل المواد المتناسبة مع جسم الإنسان . فقلب الإنسان يقوم بعمل ميكانيكي لا إرادي بواسطة تحفيز نبضة كهربية تقارب ستة فولتات فيقوم البطين الأيمن بضخ الدم الي الأذين الأيمن بحركة لا إرادية لا يتحكم فيها الإنسان وإذا ما حدث خلل في صمام الإرتجاع يجب تركيب الصمام المطاطي المذكور ليعمل علي تعويض الخلل في الصمام الأصلي لضمان عدم حدوث قصور في الدورة الدموية .
و تعرف الهندسة الطبية الحيوية ايضا بأنها التخصص العلمي الذي يطبق مبادئ وطرائق مستمدة من الهندسة والعلوم والتقانة لفهم وتعريف وحل المسائل والمشاكل ذات الصفة الحيوية أو الطبية. يتمركز برنامج الهندسة الطبية الحيوية حول الإلكترونيات الطبية التي تتعامل مع قياس ومعالجة الإشارات الطبية. كما تتعامل مع الأجهزة الطبية الخاصة بأغراض التشخيص والمراقبة والعلاج. ومن ثم يهدف البرنامج إلى تخريج مهندسين ذوي تدريب راقٍ في مجالات الهندسة الطبية الحيوية وذوي إلمام كافٍ بالعلوم الطبية الحيوية.
يعمل خريجو هذا التخصص في المجالات التالية:
• كمهندسي عيادات يمكنهم أداء الواجبات الهندسية التي تتطلبها وحدات العناية الطبية، ويمكنهم التعاون مع أطباء لتصميم وتنفيذ البرامج اللازمة
لرفع مستوى العناية الطبية.
• كمختصين في أجهزة الطبية وخبراء في الإلكترونيات الطبية وتطبيقات المحساب في الطب
• كمهندسين كهربائيين معنيين بالأجهزة والقياس والتحكم ومعالجة الإشارات.
مبادئ الهندسة الطبية:
مجالات نشاط الهندسة الطبية. البحث، التطوير والتصميم لمشاكل الهندسة الطبية. تشخيص المرض والتطبيقات العلاجية. نمذجة القوالب والنظم المتكاملة. الأساسيات الفيزيائية، الكيميائية والحيوية للقياسات الطبية.المجسات الخاصة بالحركة والقوة والضغط والتدفق والحرارة، الجهد الحيوي، التركيب الكيميائي لسوائل الجسم، وخواص المواد الحيوية. سلامة المريض.
الإشارات والأنظمة في الهندسة الطبية :
نماذج النظم الطبية. الطبيعة الغير محددة للإشارات الطبية، نظم وظائف الأعضاء والتحليل الكمي للإشارات الطبية. التحليل الإحصائي للبيانات القياسية. استجابة التردد للنظم والدوائر. التحويل من التناظري إلى الرقمي، نظام العينات، وتحليل الإشارات في الزمن المنفصل. مكبرات الإشارات الطبية، المرشحات، محللات الإشارات وأجهزة العرض. مصادر الطاقة للأجهزة الطبية، الخبرات المعملية والحسابية والتطبيقات الطبية.
الاجهزه الطبية
هي أجهزه كهربائية, ميكانيكية... تساعد الأطباء على القيام بعملهم على أكمل وجه وتساعد المرضى على الشفاء بشكل أفضل وتوفر الراحه التامه وتساعد بشكل كبير جدا على تشخيص الأمراض خصوصا الأورام الموجودة في داخل الجسم والتي لا يمكن التكهن بوجودها بدون هذه الأجهزه.
أمثله على الاجهزه الطبية
1- الأجهزة التشخيصية: جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي,جهاز التصوير الطبقي المحوري,جهاز التصوير باشعة اكس,جهاز الغاما كاميرا,جهاز التصوير بالامواج فوق الصوتية,جهاز المامو غراف(تصوير الثدي بأشعة أكس),جهاز اقتباس اشارات القلب والدماغ والعضلات والعين وغيرها.
2- الأجهزة العلاجية: منظم ضربات القلب,مزيل الرجفان(جهاز الصدمة الكهربائية),المناظير الطبية,جهاز غسيل الكلى(الكلية الصناعية),القلب الاصطناعي,جهاز المعالجة بالكوبالت,الاوعية الاصطناعية. وغيرهاالكثير...
أجهزة السلامة الكهربائية والاحتياطات اللازمة في التطبيقات الطبية. تخطيط القلب، التحليل الرقميوالتناظري لإشارات تخطيط القلب، قياس ضغط الدم، صوت القلب وتدفق الدم وحجم الدم. التحليل الإحصائي لقياسات نبضات القلب وضغط الدم. قياسات التنفس الأساسية، مبادئ الأجهزة المخبرية. مشروع فصلي.
اجهزة طب الاسنان ( لكرسي ومعداته), اجهزة التصوير والتعقيم
جهاز الأذن الصناعية
جهاز تشغيل القلب و الرئتين خلال الجراحة
منظم ضربات القلب
جهاز حقن الأنسولين
جهاز غسيل الكلى
نظم التصوير الطبي:
المبادئ الفيزيائية للتصوير الطبي والنظم الطبية: نظم التصوير بالأشعة السينية والأشعة فوق التأثيرات البيولوجية لكل .(MRI) صوتية، التصوير النووي والتصوير بالرنين المغناطيسي ،(CT) تقنية. مبادئ إعادة البناء التوموغرافي: التوموغرافي الحسابي للأشعة السينية .(SPECT) والتوموغرافي الحسابي ذو الفوتون الأحادي المشع ،(PET) التوموغرافي الموضعي المشع.
مقدمة في الأجهزة العلاجية والتعويضية: مفاهيم العلاج وإعادة التأهيل والتعويض والمساندة. التأثيرات العلاجية للتيار الكهربائي. أمثلة على الأجهزة المألوفة: منظم ضربات القلب وجهاز إنعاش القلب. المساندات الحسية والتواصلية، المستحثات العصبية العضلية. أجهزة العلاج الطبيعي، الأجهزة الجراحية الكهربائية. التطبيقات الطبية لليزر. أجهزة التنفس الصناعي، الكلى الصناعية، العناية بالمواليد الجدد، العلاج بالمواد المشعة السلامة والمعولية والصيانة في منشآت الرعاية الصحية تعريف السلامة. السلامة الكهربائية، السلامة الغازية والسلامة من الحرائق. كيفية توفير بيئة آمنة للمريض، وللإطار الطبي والملحقات الطبية. المعولية في مرافق الرعاية الصحية. تدريب المستخدمين للاستعمال السليم للأجهزة.
تطبيقات الحاسب في الهندسة الطبية:
تقسيم تطبيقات الحاسبات في مجال الهندسة الطبية، التقنيات والأدوات المتاحة: الطاقات العتادية والبرمجية في الحاسب. أمثلة لبعض التطبيقات المختارة: نظام السجلات الطبية، نظام معلومات الصيدلية والمختبرات، نظام الأعمال المكتبية، نظام مساند في اتخاذ القرار في التحليل الإكلينيكي، الأجهزة المحسابية التشخيصية والعلاجية.
إدارة النظم الطبية:
مسئوليات المهندس الطبي العامل في مرافق الرعاية الصحية. القوانين والمعايير والتنظيمات التي تحكم أعمال المندسة الإكلينيكية. إعداد المواصفات وتقييم العروض. تصميم وترتيب المنشآت الطبية. اختيار الأجهزة وتقييمها.
الامانة العلمية الموضوع منقول
رد مع اقتباس
