مهندسی پزشکی

هدف و ماهیت: 

هدف اين رشته، کشف قوانين فيزيکي و معادلات رياضي حاکم بر اجزا سيستم ،مدل سازي اين فرايند ها و بررسي تاثير بيماري بر روي اين ساختار منظم و به دنبال آن پيشنهاد روش هاي تشخيصي و درماني مفيد تر براي بهبود بيماري ها است. در اين رشته با تلفيقي از علوم مهندسي، برطرف کردن نياز هاي پزشکي در زمينه ساخت و نگهداري تجهيزات و نيز ساخت ابزار هاي پزشکي براي کاربرد هاي پيشگيري، تشخيص و درمان بيماري ها مد نظر است.

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.

اسم این رشته به خوبی انتخاب شده و ترکیبی صحیح از دو گروه ریاضی و تجربی است. 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.

توانایی های مورد نیاز و قابل توصیه: 

 دانشجو براي موفقيت در اين رشته بايد به دروسي نظير رياضي و فيزيک علاقه مند باشد و اين انتظار مي رود که يک مهندس بيوالکتريک به الکترونيک، يک مهندس بيومکانيک به مکانيک و مهندس بيومواد به دروس مرتبط با مهندسي مواد علاقه مند و توانا باشد. همچنين يک مهندس پزشکي بايد علم زيست شناسي و محيط کار بيمارستاني و مرتبط با آن را دوست داشته باشد.

گرایش های رشته مهندسی پزشکی: 

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(biomedical equipment technicians BMETs)، همکاری با قانون گذاران و بازرسان بیمارستان‌های دولتی و دادن مشاوره 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 آینده شان مشاوره می‌دهد درحالی که به عنوان ناظر بر پیشرفت قسمت‌های فنی بیمارستان‌ها، الگوهای خرید آن‌هارا 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 رابرای سال‌های متمادی با پزشکی بالینی وفق دهدند؛ در حال حاضر در این برهه زمانی، بیشتر تلاش‌ها برای گسترش تأثیر مهندسی پزشکی بالینی در مسیر زیست پزشکی 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 دیده است، به شکل یک «پل یا رابط» بین تولیدکننده‌های محصولات پزشکی و مصرف‌کنندگان نهایی است.

مهندسی پزشکی- بیوالکتریک: 

بیوالکتریک را می توان علم استفاده از اصول الکتریکی ، مغناطیسی و الکترومغناطیسی در حوزه پزشکی دانست ؛ همچنین الگوبرداری از سیستمهای بیولوژیکی در طراحی های 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 شاخه هایمهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات نیز در حیطه علم مهندسی پزشکی یاری می جوید . 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 بکار رفته در تجهیزات پزشکی مانند سیستمهای تصویر برداری ، سیستمهای پرتوپزشکی ، سیستمهای بکار رفته در اتاق عمل و بخش های CCU و ICU و تجهیزات الکتریکی بکار رفته در بدن آشنا می شوند . البته این آشنایی ها محدود می باشد و جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه ، تحصیل در مقاطع بالاتر مورد نیاز است .

مهندسی پزشکی- بیومکانیک: 

استفاده از اصول مکانیک در سیستم‌های بیولوژیکی مانند انسان، جانوران، گیاه، اندام، یاخته (سلول) است. شاید یکی از بهترین تعاریف از بیومکانیک را هربرت هتزه در سال ۱۹۷۴ میلادی بیان کرده است: ” بیومکانیک مطالعه ساختار و عملکرد سیستم‌های بیولوژیکی با استفاده از روش‌های مکانیک است” واژه بیومکانیک در ابتدای دهه ۱۹۷۰ توسعه یافت، که توصیف کننده استفاده از مهندسی مکانیک در سامانه‌های زیست‌شناسی و مهندسی پزشکی است.

مهندسی پزشکی- بیومتریال: 

علم بیومتریال شامل مباحثی از علوم پزشکی، زیست‌شناسی، شیمی، مهندسی بافت و علم مواد می‌شود. یومتریال‌ها می‌توانند از طبیعت گرفته شوند یا در آزمایشگاه‌ها به وسیله به کار بردن آلیاژهای فلزی، سرامیک‌ها، پلیمرها و کامپوزیت‌ها با روش‌های شیمیایی گسترده ساخته شوند، آن‌ها غالباً برای اقدام‌های پزشکی استفاده می‌شوند یا ساخته می‌شوند و بدین ترتیب شامل یک قسمت یا کل یک ساختار زنده یا یک ابزار پزشکی هستند که یک کارکرد طبیعی را انجام بدهد، تکمیل کند یا جایگزین آن شود. بعضی از کارکردها شاید ظریف باشند، مانند استفاده شدن در دریچه قلب، یا شاید زیست فعال باشند با تعامل کاربردی بیش تر مثل هیدروکسی لاپاتیت که ایمپلنت‌های مفصل ران را پوشش می‌دهد. بیومدیکال‌ها هم چنین هرروزه در سازه‌های دندانی، جراحی و دارو رسانی استفاده می‌شوند. به طور مثال یک سازه آغشته به محصولات دارویی می‌تواند در یک بدن جای بگیرد، که اجازه می‌دهد این دارو مدت جذب بیش تری داشته باشد و در مدت زمان طولانی تری جذب شود.

مهندسی پزشکی-  بافت:

بطور عام به معنی توسعه و تغییر در زمینه رشد آزمایشگاهی مولکول‌ها و سلول‌ها در بافت یا عضو، برای جایگزینی یا ترمیم قسمت آسیب دیده بدن است. دانشمندان از سال‌ها قبل قادر به کشت سلول‌ها در خارج از بدن بودند، ولی فناوری رشد شبکه‌های پیچیده و سه‌بعدی سلولی برای جایگزینی بافت آسیب دیده اخیراً توسعه یافته‌است.بر اساس تعریف برای ساخت یک بافت به شیوه‌های مهندسی، نیاز به طراحی یک داربست با ساختار فیزیکی مناسب با امکان چسبندگی سلول‌ها به آن، مهاجرت سلولی، تکثیر سلولی و تمایز سلولی و در نهایت رشد و جایگزینی بافت جدید است.

مهندسی پزشکی – 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 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 عملکردیو تکنیک‌های بی‌درنگ 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.

مهندسی پزشکی – مهندسی توانبخشی: 

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.

مهندسی پزشکی – مدل سازی سیستم های فیزیولوژیکی: 

در این زمینه سعی می‌شود با استفاده از قوانین موجود در مهندسی و تکنیک‌های پیشرفته و ابزار لازم یک طرح کلی و جامع از ارگان‌های زنده، از باکتری گرفته تا انسان، تهیه می‌کنند. در این رشته برای تحلیل اطلاعات حاصل از آزمایشها و فرمول‌بندی کردن جزئیات فیزیولوژیکی با روابط ریاضی، از مدل‌سازی کامپیوتری استفاده می‌شود. سیستم‌های زنده دارای یک مجموعه بسیار با قاعده به همراه بازخورد برای کنترل خود هستند. ازجمله علومی که با مدل سازی سیستمهای بیولوزیکی دربستره مهندسی پزشکی با یک فرمت جدید می‌توان تحلیل کرد علوم پزشکی مشرق زمین است فی الجمله طب سنتی ایران وچین که گستره‌ای از پارامدیک دست نیافته‌است وشاید به علت قدمتش با پزشکی نوپای غربی همپا نشده وسرشار از رموز واسرار است.

مهندسی پزشکی – ابزار دقیق مهندسی پزشکی: 

کاربردی است از الکترونیک در تشخیص و بررسی ساختار بیماری‌ها، رایانه‌ها بخش اصلی این گرایش را بر عهده دارند سیستم‌های تصویر پزشکی به وسیله مهندسان این رشته ساخته می‌شوند.

مهندسی پزشکی – فناوری اطلاعات پزشکی در ایران: 

دوره کارشناسی ارشد فناوری اطلاعات پزشکی به عنوان گرایش جدید از رشته مهندسی پزشکی پیشنهاد شده‌است. ضرورت وجود اطلاع‌رسانی پزشکی در حوزه پزشکی در دهه‌های گذشته از عوامل مهم در توجیه فناوری اطلاعات به عنوان یک رشته کاربردی مهم در دهه اخیر بوده‌است. نظر به گسترش سریع حوزه فناوری اطلاعات مدیریت در این حوزه اهمیت روزافزونی یافته‌است. فناوری اطلاعات پزشکی هم اکنون از زمینه‌های مهم فناوری اطلاعات است و طبیعتاً مدیریت فناوری اطلاعات در این حوزه اهمیت زیادی دارد.

امکان ادامه تحصیل: 

امکان ادامه تحصیل این رشته تا مقطع دکتری وجود دارد.

موقعیت شغلی: 

يک مهندس پزشکي مي تواند يک دستگاه پزشکي را به درستي راه‌اندازي کند و نحوه استفاده صحيح آن را به پرستاران يا ديگر کارکنان بيمارستان آموزش دهد. وي همينطور ميتواند در موسسات و شرکت هاي خصوصي و دولتي، در زمينه ساخت تجهيزات پزشکي فعاليت نمايد. اين نکته نيز قابل ذکر مي باشد که اگر فارغ التحصيل اين رشته اصراري نداشته باشد که در تهران کار کند، مي تواند در شهرستانها جذب بيمارستانها، سازمان تامين اجتماعي و مراکز متعدد ديگر شود.

برخی دروس تخصصی رشته مهندسی پزشکی: 

دروس اصلي رشته مهندس پزشکی
فیزیولوژی	آناتومی
ریاضیات مهندسی	مديريت خدمات بهداشتي درماني
ايمني و حفاظت الكتريكي	سيگنال‌ها و سيستم‌ها
مديريت فني تجهيزات و استانداردهاي ايمني پزشكي	فرآيندهاي فيزيولوژيك
انفورماتيك پزشكي	فراصورت در پزشكي
بيومكانيك باليني	شبيه سازي و مدلسازي سيستمهاي بيولوژيكي
پردازش سيگنالهاي حياتي	بيومتريال
تصويرگري پزشكي و پردازش تصوير	ليزر و كاربردهاي آن در مهندسي پزشكي
آزمايشگاه مهندسي باليني 1 و 2	سيستمهاي اطلاع رساني پزشكي