رشته مهندسی پزشکی

مهندسی خود به تنهایی یک رشتهٔ ابتکاری است که منشأ ایده‌هایی است که منجر به اختراع همه چیز از جمله اتومبیل و آسمان خراش‌ها در طول تاریخ بشر شده است. مهندسی پزشکی (Biomedical engineering) زیرمجموعهٔ رشته‌های مهندسی است. این رشته بر عوامل پیشرفت و اختراع دستگاه‌ها یا اندام‌هایی که بر سلامت انسان و مراقبت‌های بهداشتی تأثیر دارند، تمرکز دارد. مهندسی پزشکی به اختصار (BME) استفاده از اصول مهندسی در پزشکی و زیست شناسی برای رسیدن به اهداف بهداشتی است. در این رشته با ترکیب مهارت‌های طراحی و حل مسئلهٔ مهندسی با علوم بیولوژیکی پزشکی به پیشبرد مراقبت‌های بهداشتی از جمله تشخیص، نظارت و درمان پرداخته می‌شود. این امر در کل مراقبت‌های بهداشتی، از تشخیص و تجزیه و تحلیل گرفته تا درمان و بهبودی، مشهود است و از طریق تکثیر دستگاه‌های پزشکی مانند ضربان سازهای ضربان قلب و باسن مصنوعی تا فناوری‌های آینده مانند مهندسی سلول‌های بنیادی وارد ضمیر عمومی شده است. بسیاری از مردم جهان فکر می‌کنند که مهندسی پزشکی یک رشتهٔ جدید است، در حالی که تاریخچهٔ این رشته مربوط به 3000 سال پیش است. از جمله نمونه مهندسی پزشکی‌های اولیه می‌توان به مومیایی‌های یافت شده در مصر با انگشتان و دندان‌های مصنوعی از جنس چوب اشاره کرد.

شما عزیزان می‌توانید برای اطلاع از آینده شغلی فارغ التحصیلان رشته مهندسی پزشکی و همچنین مزایای تحصیل در رشته مهندسی پزشکی از وبلاگ تخصصی موسسه اعزام دانشجو آرمان من دیدن نمایید.

گرایش‌های مهندسی پزشکی در خارج از کشور

با پیشرفت مهندسی پزشکی تا کنون بسیاری از بیماران از بیماری‌های متعدد حتی مرگ نیز نجات یافته‌اند. برخلاف مهندسی پزشکی در ایران، این رشته در خارج از کشور جای پیشرفت بسیار زیادی دارد و می‌تواند رشتهٔ خوبی برای تحصیل و مهاجرت به کشورهای خارجی باشد. پیشرفت‌های چشم گیر در زمینهٔ مهندسی پزشکی در کشورهای خارجی به این دلیل است که مهندسان پزشک در خارج از کشور شرایط تحقیقات گسترده در این رشته و تولید تجهیزات پزشکی متنوع را دارند. مانند هر رشته‌ٔ دانشگاهی دیگر مهندسی پزشکی نیز دارای گرایش‌های متفاوت است. البته گرایش‌های رشتهٔ مهندسی پزشکی در ایران و کشورهای خارجی با یکدیگر تفاوت دارند که در ادامه این گرایش‌ها را نام می‌بریم و به تشریح چند گرایش نیز می‌پردازیم.

ادامه تحصیل در هر یک از گرایش‌های رشته مهندسی مهندسی پزشکی در کشور انگلستان بسیار موفقیت آمیز بوده و بسیاری از افراد به دنبال تحصیل در انگلستان در رشته مهندسی پزشکی هستند. یکی از اقداماتی که باید برای ادامه تحصیل در انگلستان در این رشته انجام دهید، دریافت ویزای تحصیلی انگلستان است.

گرایش‌های مهندسی پزشکی در خارج از کشور عبارت‌اند از:

1. زیست شناسی مولکولی(Molecular Biology)

2. تجهیزات پزشکی(Medical Equipment)

3. مواد زیستی(Biomaterials)

4. بیومکانیک(Biomechanic)

5. مهندسی ژنتیک(Genetic Engineering)

6. مهندسی بالینی(Clinical Engineering)

7. تصویربرداری پزشکی(Medical Imaging)

8. مهندسی زیستی ارتوپدیOrthopedic) Bioengineering)

9. مهندس توانبخشی(Rehabilitation Engineer)

10. مهندس تولید(Production Engineer)

11. مهندس نرم افزار(Software Engineer)

12. مهندس کیفیت(Quality Engineer)

زیست‌ شناسی مولکولی(Molecular biology)

یکی از زیرشاخه‌های مهندسی پزشکی زیست شناسی مولکولی است. زیست شناسی مولکولی شاخه‌ای از زیست شناسی است که مربوط به اساس مولکولی فعالیت بیولوژیکی درون و بین سلول‌ها از جمله سنتز مولکولی، اصلاح، مکانیسم‌ها است. برخی از تحقیقات بالینی و درمان‌های پزشکی ناشی از زیست شناسی مولکولی تحت ژن درمانی قرار دارند. زیست شناسی مولکولی همچنین نقش مهمی در درک تشکیلات، عملکردها و مقررات قسمت‌های مختلف سلول‌های بدن دارد که می‌تواند برای هدف قرار دادن داروهای جدید، تشخیص بیماری و درک فیزیولوژی سلول مورد استفاده قرار گیرد. زیست شناسی مولکولی، حوزه علمی مربوط به مطالعه ساختارهای شیمیایی و فرآیندهای پدیده های بیولوژیکی است که واحدهای اساسی زندگی، مولکول ها را درگیر می کند. حوزهٔ فعالیتی زیست شناسی مولکولی بر روی انواع اسیدهای نوکلئیک مانند (DNA)، (RNA) و پروتئین‌ها است. این ماکرومولکول‌ها نقش حیاتی در زندگی دارند و نحوهٔ تعامل و رفتار این مولکول‌ها در سلول‌ها متمرکز شده است. زیست شناسی مولکولی در سال (1930میلادی) ظهور کرد و در زمینه‌های مرتبط با خود یعنی بیوشیمی، ژنتیک و بیوفیزیک توسعه یافت. با گذشت زمان تکنیک‌های مختلفی برای زیست شناسی مولکولی ایجاد شد و رفته رفته محققان در این زمینه از روش‌ها و تکنیک‌های بومی ژنتیک استفاده کردند تا جایی که هم اکنون علم زیست شناسی مولکولی از طریق تکنیک‌هایی مانند پراش اشعهٔ(X) و میکروسکوپ الکترونی کار خود را پیش می‌برد. مهندسان فعال در رشتهٔ مهندسی زیست مولکولی به دنبال درک اساس مولکولی فرآیندهای ژنتیکی هستند. زیست شناسان مولکولی نقشهٔ ژن‌ها را روی کروموزوم‌های خاص ترسیم می‌کنند.

بیومتریک(Biometrics)

دومین زیرشاخهٔ مهندسی پزشکی بیومتریک است. بیومتریک اندازه گیری و تجزیه و تحلیل آماری خصوصیات جسمی و رفتاری منحصر به فرد افراد است. این فناوری عمدتاً برای شناسایی و احراز هویت افرادی که تحت نظارت هستند مانند مجرمان یا افراد حاضر در صحنهٔ جرمی که اتفاق افتاده است، استفاده می‌شود. فرض اساسی احراز هویت بیومتریک این است که هر شخص را می‌توان به طور دقیق از طریق ویژگی‌های ذهنی جسمی یا رفتاری او شناسایی کرد. اصطلاح بیومتریک از کلمات یونانی (bio) به معنی زندگی و متریک گرفته شده است که به معنی اندازه گیری است.

چگونگی کار بیومتریک

احراز هویت با تأیید بیومتریک به طور فزاینده‌ای در سیستم‌های امنیتی عمومی و شرکتی، لوازم الکترونیکی مصرفی و برنامه‌های فروش (POS) رایج است. برخی از روش‌های بیومتریک مانند اندازه گیری راه رفتن فرد می‌توانند بدون تماس مستقیم با شخص مورد نظرعمل کنند.

اجزای دستگاه‌های بیومتریک

اجزای دستگاه‌های بیومتریک شامل موارد زیر است:

1. یک دستگاه خواننده یا دستگاه اسکن برای ضبط فاکتور بیومتریک.

2. نرم افزاری برای تبدیل داده‌های بیومتریک اسکن شده به یک قالب دیجیتال استاندارد.

3. یک پایگاه داده برای ذخیرهٔ ایمن داده‌های بیومتریک جهت مقایسه.

انواع بیومتریک

شناسه‌های بیومتریک دو نوع هستند: خصوصیات فیزیولوژیکی و خصوصیات رفتاری.

شناسه‌های فیزیولوژیکی که مربوط به خصوصیات فیزیکی و بدنی افراد است و شامل موارد زیر است:

تشخیص چهره

اثر انگشت

شکل و اندازه‌های هندسی انگشت (اندازه و موقعیت انگشتان)

تشخیص عنبیه

تشخیص رگ

اسکن شبکیه

تشخیص صدا

همسان سازی (DNA)

امضاهای دیجیتالی

شناسه‌های رفتاری شامل روش‌های منحصر به فردی است که افراد دارند از جمله شناخت الگوهای تایپ، راه رفتن و سایر حرکات.

بیومکانیک(Biomechanics)

از گرایش‌های پردرآمد بازار مهندسی پزشکی می‌توان به گرایش بیومکانیک اشاره کرد. بیومکانیک علم حرکت بدن موجودات زنده است که به مواردی همچون چگونگی کار عضلات، استخوان‌ها، تاندون‌ها و رباط‌ها در حرکت موجودات زنده می‌پردازد. بیومکانیک بخشی از حوزهٔ بزرگتر حرکت شناسی است. بیومکانیک نه تنها شامل بررسی ساختار استخوان‌ها و عضلات است بلکه مکانیک گردش خون، عملکرد کلیه و سایر عملکردهای بدن را نیز مورد بررسی و کنترل قرار می‌دهد. بیومکانیک نه تنها بدن انسان بلکه بدن حیوانات را نیز مطالعه می‌کند و حتی گیاهان و عملکرد مکانیکی سلول‌های آن‌ها را نیز مورد بررسی قرار می‌دهد. دروس فیزیک، زیست شناسی، آناتومی، فیزیولوژی، ریاضیات و آمار از دروس قابل مطالعه برای یک دانشجوی بیومکانیک است. تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در بیومکانیک شامل صفحات نیرو، الکترومیوگرافی، سیستم‌های تجزیه و تحلیل حرکت فیلم با سرعت بالا، تجهیزات دیجیتالی، شتاب سنج‌ها، حسگرهای فشار، پتانسیومتر، برنامه‌های آنالیزگر رایانه‌ای و برنامه‌های مدل سازی است.

عناصر بیومکانیک

1. دینامیک: مطالعه سیستم‌هایی که با افزایش و کاهش سرعت در حال حرکت هستند. در دینامیک الگوهای حرکتی بدن شامل تغییرات خطی و زاویه‌ای در طول زمان حرکت و همچنین موقعیت، جابجایی، سرعت و شتاب مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

2. سینتیک: مطالعهٔ انواع نیروها که باعث حرکت بدن در هنگام انجام کار می‌شوند.

3. استاتیک: مطالعهٔ سیستم‌های حرکتی که در حالت تعادل هستند.

4.بیومکانیک ورزشی

بیومکانیک ورزشی حرکت انسان را هنگام ورزش مورد بررسی قرار می‌دهد. برای این منظور فیزیک و قوانین مکانیک بر روی عملکرد ورزشی اعمال می‌شوند. در ادامه به چندین کاربرد مختلف بیومکانیک می‌پردازیم.

1. تجهیزات: بیومکانیک در طراحی وسایل ورزشی، لباس، کفش و زمین‌های بازی کاربرد دارد.

2. افراد: از بیومکانیک می‌توان برای تجزیه و تحلیل حرکت افراد استفاده کرد. به عنوان مثال می‌توان از راه رفتن یا نوسان گلف در حال دویدن فرد فیلمبرداری کرد و برای تغییر و بهبود آن توصیه‌هایی به فرد ورزشکار کرد.

3. آسیب‌ها: از بیومکانیک می‌توان برای بررسی علل، درمان و پیشگیری از آسیب‌های ورزشی استفاده کرد. برای مثال نیروهایی که می‌توانند منجر به پیچ خوردگی مچ پا شوند یا چگونگی طراحی کفش توسط مهندسان پزشک تجزیه و تحلیل می‌شود.

4. آموزش: مهندسان پزشک می‌توانند تکنیک‌های ورزشی و سیستم‌های تمرینی را بررسی کنند و روش‌هایی برای کارآیی بیشتر آن‌ها ارائه دهند.

مهندسی بالینی(Clinical engineering)

مهندسان بالینی معمولاً در بیمارستان‌ها مستقر هستند.

یک مهندس بالینی، از علوم فیزیکی و مواد، همراه با مهارت‌های ساخت و محاسبات برای بهبود تشخیص و درمان بیماری و همچنین توان بخشی بیماران استفاده می‌کند. اگر تصمیم به انتخاب رشتهٔ مهندسی بالینی از بین زیرشاخه های مهندسی پزشکی دارید باید بدانید که در آینده می‌توانید در مدیریت چرخهٔ کامل فناوری، طراحی و توسعهٔ ابزارهای پزشمی یا در تحقیقات مربوطه شرکت کنید. مهندسان بالینی دستگاه‌های پزشکی را طراحی، توسعه، پشتیبانی و مدیریت می‌کنند. به عنوان یک مهندس بالینی ممکن است در یک بخش بزرگ بیمارستان مستقر شوید که دستگاه‌های پزشکی در آنجا قرار دارند و مسئولیت کنترل و بررسی این دستگاه‌ها به شما سپرده می‌شود. اگر به کار کردن در فضای بیمارستان علاقه دارید مهندسی بالینی انتخاب خوبی برای شما است زیرا شما در طول زمان کاری خود در کنار پزشکان، پرستاران و درمانگران در تیم توان بخشی حضور دارید. بیشتر مهندسین بالینی مشغول آموزش کارکنان در بخش خود می‌شوند. همچنین برخی از مهندسان بالینی بر تحقیقات دانشگاهی دربارهٔ مهندسی پزشکی مشغول می‌شوند. برای تحصیل و اشتغال در گرایش مهندسی بالینی علاوه بر آموزش و مهارت‌های مهندسی، شما باید بتوانید با بیماران و طیف وسیعی از کارکنان حرفه‌ای از جمله تکنسین‌ها و پزشکان و با تولید کنندگان تجهیزات نیز همکاری کنید. بنابراین داشتن مهارت‌های ارتباطی خوب و توانایی انجام کار گروهی برای اشتغال در این رشته مهم است. شما همچنین باید در زمینهٔ تحقیقات علمی و پزشکی به روز باشید و مهارت‌های مدیریت پروژهٔ خود را نیز گسترش دهید.