هدف
علم مهندسی پزشکی عبارت است از کاربرد مهندسی در پزشکی از طریق مطالعهی اصول و عملکرد سیستمهای زنده و مدلسازی آن، به کار گرفتن اطلاعات و نتایج حاصل در جهت تشخیص و درمان بیماریها و همچنین جایگزین کردن اسکلت بندیهای صدمه دیده در بدن. هدف این رشته تربیت متخصصانی است که بتوانند از عهدهی تجهیز، نگهداری و طراحی دستگاههای پزشکی برآیند؛ یعنی مهندس الکترونیک مجربی باشند که با زمینههای پزشکی نیز آشنایی داشته و در نتیجه میتوانند دستگاههای پزشکی را طراحی کرده و بسازند یا اینکه مسؤول سفارش دستگاه از خارج کشور باشند. دیگر تواناییهای داوطلبان ورود به این رشته به شمار میآید.
تواناییهای فارغ التحصیلان
این رشته به گونهای طراحی شده است که دانشآموختگان (فارغ التحصیلان) آن میتوانند در زمینهی طراحی، بهرهبرداری، نظارت، مدیریت، و نگهداری از سیستمهای مربوط به این رشته وارد شوند. آنها در این راستا وظایف زیر را میتوانند برعهده گیرند:
الف) نصب و راهاندازی دستگاهها، وسایل پزشکی و تجهیزات فنی بیمارستانها.
ب) تعمیر و نگهداری تجهیزات بیمارستانی.
ج) مشاورهی فنی در سفارش و خرید دستگاههای پزشکی.
د) کمک در به کارگیری بهینه از دستگاههای پزشکی.
هـ) همکاری در طراحی دستگاههای پزشکی.
و) همکاری در طرحهای تحقیقاتی پزشکی.
ز) مسؤولیت فنی و مهندسی بیمارستان.
ح) ساخت وسایل و تجهیزات بیمارستانی.
زمینههای تحقیقاتی در رشته مهندسی پزشکی
برخی از زمینههای تحقیقاتی که دانشجویان این رشته میتوانند در آن فعالیت کنند عبارتند از:
۱ـ پردازش سیگنالهای حیاتی.
EMG/ECG/EEG
۲ـ پردازش تصویر در پزشکی و سیستمهای آندوسکوپی.
۳ـ کاربرد لیزر در پزشکی.
۴ـ مدلسازی و تجزیه و تحلیل (آنالیز) سیستمهای فیزیولوژیک.
۵ـ به کارگیری رباتیک در طراحیهای پزشکی.
۶ـ سیستمهای هوشمند و علوم شناختی.
۷ـ دست سیبرنتیکی و سیستمهای عصبی ـ عضلانی.
۸ـ مهندسی توان بخشی و اندامهای مصنوعی.
۹ـ پردازش گفتار و نوشتار.
۱۰ـ بررسی پدیدهی خواب و بیهوشی.
۱۱ـ کاربرد فلزات و سایر مواد در بدن.
۱۲ـ رگهای مصنوعی و کاربرد لیزر در تولید اجزای زیست سازگار در بدن.
۱۳ـ شبکههای عصبی، مدلسازی ساختار و توابع عملکرد مغز انسانی، مدلسازی درک تولید گفتار در انسان و… .
طرحهای تحقیقاتی
نمونههایی از طرحهای تحقیقاتی که توسط دانشجویان رشتهی مهندسی پزشکی انجام شده است، به شرح زیر است.
۱ـ طرح (پروژه) پای مصنوعی.
۲ـ طراحی و ساخت دستگاه فشارسنج.
۳ـ طراحی و ساخت دستگاه آپتولموسکوپی.
۴ـ طراحی و ساخت دستگاه تنفس مصنوعی.
۵- (M.S) تشخیص بیماری ازطریق بررسی پتانسیلهای برانگیخته
۶ـ طراحی و ساخت دستگاه دیاترمی.
۷ـ (ECG) ۷ـ تفسیر اتوماتیک به منظور تشخیص بیماریهای قلبی، عروقی
۸ـ (QRS) ۸ـ آشکارسازی توسط تکنیکهای هوشمند
۹ـ بررسی بیماریهای پارکینسون توسط تفسیر دست نوشته.
۱۰ـ طراحی و ساخت هوتر مانیتورینگ.
۱۱ـ طراحی و ساخت سنسور فنواکوستیک.
۱۲ـ تجزیه و تحلیل (آنالیز) یک نمونه (مدل) ریاضی برای جریان خون در دریچههای قلب با استفاده از معادلات ناویراستوکس.
۱۳ـ طراحی و ساخت دستگاه قالبگیری دورانی برای تهیهی لنزهای نرم چشم.
۱۴ـ بررسی روشهای نظری و عملی ساخت وسایل جراحی.
۱۵ـ ساخت دستگاه اندازهگیری بیوچسبندگی لایههای نرم بدن.
گرایشهای مقطع لیسانس
این رشته در خارج از کشور دارای دو گرایش الف) مهندسی زیست پزشکی ب) مهندسی پزشکی بالینی میباشد. که مهندسی زیست پزشکی بیشتر در زمینهی طراحی و ساخت ابزار پزشکی و ثبت سیگنالهای حیاتی میباشد و ارتباط زیادی با مهندسی برق دارد. مهندسی پزشکی بالینی بیشتر به بیمارستانها و مراکز درمانی ارتباط دارد. در ایران در مقطع کارشناسی فقط مهندسی پزشکی بالینی یا بیوالکتریک تدریس میشود ولی با این حال درسهای گرایش مهندسی زیست پزشکی هم ارایه میشود.
آیندهی شغلی، بازار کار، درآمد
«در حال حاضر بازار کار هیچ رشتهای در حد ایدهآل نیست و این شامل حال رشتهی مهندسی پزشکی نیز میشود اما بدون شک وضعیت فارغالتحصیلان این رشته، نسبت به رشتههای مهندسی دیگر، مطلوبتر است.» چون ارزش اقتصادی وسایلی که مهندسین پزشکی طراحی، تعمیر، نگهداری یا خریداری میکنند، بسیار بالا است. برای مثال اگر یک کامپیوتر یک یا دو میلیون تومان قیمت دارد، یک دستگاه پزشکی بطور متوسط دهها میلیون تومان میارزد. برای همین مسؤولان بیمارستانها بطور نسبی برای حفظ و نگهداری آنها اهمیت بسیاری قائلاند. این امر باعث شده تا بسیاری از فارغالتحصیلان ما حتی دانشجویان ترمهای آخر جذب بازار کار شوند.« بویژه اگر فارغالتحصیل این رشته اصراری نداشته باشد که در تهران کار کند، میتواند در شهرستانها جذب بیمارستانها، سازمان تامین اجتماعی و مراکز متعدد دیگر شود.»
فارغالتحصیلان همچنین میتوانند در مراکز تحقیقاتی از قبیل موسسهی استاندارد، بنیاد مستضعفان و جانبازان، مرکز تحقیقات وزارت دفاع و سایر مراکز تحقیقاتی مشغول کار شوند.
وزارت بهداشت، وزارت فرهنگ و آموزش عالی، وزارت صنایع، سازمان تامین اجتماعی، بیمارستانهای دولتی و خصوصی و … از سایر اماکنی هستند که مهندسین پزشکی میتواند در آنجا مشغول به کار شوند.
صنعت و بازار کار رشته مهندسی پزشکی
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 ۳ بخش کلی تقسیم کرد:
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 کننده سیگنالهای مغزی.
د- طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول، تشخیص، درمان و معالجات بیماریها بکار میرود.
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.
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.
کارشناسی مهندسی پزشکی، به نوعی هم خانواده همان رشته برق و الکترونیک است و این قرابت و نزدیکی حتی در دورههای کارشناسی ارشد و دکترا نیز تا حدی ادامه می یابد. بنابراین یک دانشجوی مهندسی پزشکی در دوره کارشناسی تقریباً ملزوم به گذراندن تمامی دروس اصلی مجموعه مهندسی برق است و به همین خاطر، فارغالتحصیلان رشته مهندسی پزشکی میتوانند گرایشهای کارشناسی ارشد مجموعه مهندسی برق را انتخاب کنند و همپای مهندسین کنترل، مخابرات، قدرت و الکترونیک، به تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد مهندسی برق بپردازند.
بنابراین، عنوان مهندس پزشکی به هیچ عنوان نباید باعث شود که داوطلبان تصور کنند که این رشته بی ارتباط یا کم ارتباط با مباحث ریاضی و مهندسی است، چون دانشجویان این رشته به طور کامل با ریاضیات مهندسی پیشرفته و فیزیک در ارتباطند و از سنگینترین نوع ریاضیات، به عنوان ابزار کار، دائماً بهره میبرند، تا آنجا که دانشجویان این رشته، تا دروس ریاضیات مهندسی پیشرفته و معادلات دیفرانسیل و فیزیک الکتریسیته، موج، ارتعاش و حرکت را نگذرانند، قادر به اخذ دروس چندانی در دانشگاه خود نیستند.
تواناییهای مورد نیاز و قابل توصیه
الف) توانایی علمی: دانشجوی این رشته لازم است در دروس ریاضی و فیزیک قوی باشد زیرا باید دید پایهای قوی در مهندسی الکترونیک داشته باشد؛ یعنی با کوشش و مطالعهی بسیار، هم در دروس اصلی رشتهی الکترونیک و هم در دروس تخصصی خود توانمند باشد.
همچنین باید ذهنی خلاق همراه با قدرتِ خلق، آفرینش و ابداع مدلها داشته باشد تا نمونههای متفاوت در زمینهی آلات و وسایل پزشکی را بسازد.
ب) توانایی جسمی: دانشجوی این رشته باید محیط کار بیمارستانی را دوست بدارد؛ یعنی علاقهمند باشد که در بیمارستان و یا محیطهای مرتبط فعالیت کند.
ج) علاقمندیها: داوطلبان این رشته باید با تمایل و رغبت شخصی آن را و محیط کار ان را انتخاب نمایند.
د) توانایی مالی: مورد خاصی ذکر نشده است.
(وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر: کارشناسی ارشد وامکان ادامه تحصیل در دوره کارشناسی ارشد در رشته مهندسی پزشکی در سه گرایش عمده بیوالکتریک بیومکانیکی و بیوموادو… فراهم است.) همچنین این رشته دارای دکترای تخصصی نیز میباشد. دانشجو برای گذراندن دوره کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی باید ۳۸ واحد درسی و تحقیقاتی شامل ۲۴ واحد درسهای تخصصی، ۲ واحد سمینار و ۱۲ واحد پروژه را با موفقیت بگذراند.
رشتههای مشابه و نزدیک به این رشته
این رشته حدود۸۰%دارای دروس مهندسی الکترونیک است و لذا با مهندسی برق و الکترونیک در رابطهای تنگاتنگ است. البته در این رشته از واحدهای پزشکی قسمتهای فیزیولوژی و آناتومی هم تدریس میشود.
وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر
با توجه به توضیحات آورده شده و نوپا بودن این رشته در کشورمان به نظر میرسد تا سالیان متمادی امکان اشتغال برای فارغالتحصیلان این رشته میسر باشد. ولی باید به موارد گفته شده شرایط خاص جامعه و هماهنگ نبودن بخش مهندسی و بخش پزشکی را افزود. در نهایت میتوان گفت برای ارتقای کیفی خدمات پزشکی، دستگاههاـ نیاز به متخصصان این رشته روزافزون است.
«در حال حاضر مسوولیت سفارش دستگاههای پزشکی بر عهده پزشکان است.» متخصصانی که تنها نحوهی استفاده از تجهیزات پزشکی را میدانند و هیچ اطلاعی از کیفیت فنی دستگاهها ندارند. از سوی دیگر چون در بیمارستانها مسوولیت نگهداری و تعمیر تجهیزات پزشکی برعهدهی مهندس پزشکی نیست، بیمارستانهای ما به گورستانی از دستگاههای پزشکی تبدیل شدهاند، تجهیزاتی که به دلیل اِشکالات جزئی استفاده نمیشوند.
یکی از دانشجویان ما که برای کارآموزی به بیمارستان رفته بود، تعریف میکرد که یک یونیت (صندلی دندانپزشکی) را با وجود قیمت گران آن، فقط به خاطر این که سرپیچ لامپش خراب بود، کنار گذاشته بودند. البته تعویض یک قطعه یا تعمیر آن وظیفه مهندس پزشکی نیست. اما چون او به کلیّت دستگاه اشراف دارد، میتواند اشکال آن را تشخیص دهد. سپس تکنسین قطعه مورد نظر را تعویض یا تعمیر کند.
همچنین یک مهندس پزشکی میتواند یک دستگاه پزشکی را به درستی راهاندازی کرده و نحوهی استفاده صحیح آن را به پرستاران یا دیگر کارکنان بیمارستان آموزش دهد. (برای مثال بسیاری از دستگاههای پزشکی نیاز به یک زمین دارد نقطهای که پتانسیل آن صفر باشد). برای ساخت این زمین ما در ابتدا نیاز به چاهی داریم که عمق آن امکان دارد ۲ متر، ۱۰ متر یا ۷۰ متر باشد تا از خطر برق گرفتگی جلوگیری شود. اما ما میبینیم که در بسیاری از بیمارستانها، زمین دستگاه را به شوفاژ وصل میکنند، در حالی که این کار نه تنها غیرعلمی است بلکه خطرناک نیز میباشد. به همین خاطر در کشورهای پیشرفته هر بیمارستانی، یک دپارتمان مهندسی پزشکی دارد که در بخشهای مختلف بیمارستان فعالیت دارند.
برای مثال در اتاق عمل هنگامی که دکتر ارتوپد میخواهد پلاتین را در پای شکسته قرار دهد، ابتدا مهندس پزشک میزان گشتاوری که باید به پلاتین وارد شود اندازهگیری میکند تا از شکسته شدن پلاتین تحت فشارهای مختلف جلوگیری شود و سپس پزشک عمل جراحی را انجام میدهد. یا در کنار اتاق عمل یک کارگاه تراش وجود دارد و میلههایی را که در شکستگیهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند، برحسب شکل و اندازه عضو شکسته شده، میتراشند تا عضو شکسته پس از ترمیم کوتاه یا بلند نشود. حال این وظیفهی یک مهندس پزشکی است که دستور ساخت یا تراشیدن میلهها را بدهد. و در نهایت یک مهندس پزشکی میتواند در مؤسسات و شرکتهای خصوصی یا دولتی، در زمینهی ساخت تجهیزات پزشکی فعالیت کند. برای مثال فارغالتحصیلان ما به راحتی میتوانند دستگاه شنوایی سنجی را بسازند. دستگاهی که به وسیلهی آن باید تمامی کودکانی که میخواهند برای سال اول دبستان ثبت نام کنند، مورد سنجش شنوایی قرار گیرند. اما متاسفانه حتی بعضی از مراکز استانهای ما چنین دستگاهی را ندارند.
این همه، بیانگر ضرورت حضور متخصصان مهندسی پزشکی در جامعه است.»
گرایش ابزار دقیق بیومدیکال
کاربردی است از الکترونیک و تشخیص و برررسی ساختاربیماری ها رایانه ها بخش اصلی این گرایش را بر عهده دارند سیستم های تصویر پزشکی به وسیله مهندسان این رشته ساخته می شوند.
گرایش بیومواد
کاربرد این شاخه استفاده از بافت های زنده ومواد مصنوعی و کاشت آنها در بدن است انتخاب مواد صحیح برای کاشت و پیوند در بدن انسان و یکی از حساس ترین و مشکل ترین عملیات مهندسی پزشکی است.آلیاژهای فلزی،سرامیک ها،پلیمرها وکامپوزیت ها از مواد مورد استفاده در کاشت بافت ها مصنوعی هستند,اینگونه مواد باید غیرسمی،غیرسرطان زا،و از نظر شیمیایی غیر فعال و بادوام و دارای قدرت مکانیکی کافی باشند.
فارغالتحصیل گرایش بیومواد با کار مواد مختلف از قبیل پلیمرها، سرامیکها، کامپوزیتها و مواد فلزی در بدن انسان و در تجهیزات پزشکی آشنا میشود.
دروس تخصصی گرایش بیومواد
ترمودینامیک، شیمی عمومی، خواص مواد مهندسی، مقدمهای بر کاربرد مواد مهندسی در پزشکی، پدیدههای نفوذ، انتقال جرم و انتقال حرارت، فرآیند شکلدهی و ساخت بیومتریالها، پروتزهای بیومتریالها، کارگاه آزمونهای بیولوژیکی، شیمی آلی، دینامیک و ارتعاشات در مهندسی پزشکی، مکانیک سیالات، بیوشیمی
گرایش بیومکانیک
بیومکانیک به استفاده از مکانیک کلاسیک در زمینه های مهندسی پزشکی و بررسی حرکت تغییرات مواد جریان های درون بدن و طرح آنها و انتقال مواد شیمیایی در محیط می پردازد.
پیشرفت در این شاخه به ساخت قلب مصنوعی ، دریچه های قلب ، مفاصل مصنوعی درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب ، ریه ، شریان ها ،مویرگ ها ،استخوان ها ،غضروف ها ،تاندون ها، دیسکهای بین مهره ای و پیوندهای سیستم اسکلتی-عضلانی بدن شده است.
دانشجوی مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک با به کارگیری مفاهیم مکانیکی در زمینههای پزشکی آشنا میشود. اهمیت این رشته زمانی آشکار میشود که بدانیم جلوههای مختلف انسانی، جنبههای مکانیکی قوی دارد. مثلاً در ساخت دست یا پای سیبرنتیکی و قلب مصنوعی باید یک متخصص بیومکانیک در مورد نحوه حرکت اندامهای یاد شده نظر بدهد. همچنین در زمینه سازگاری محیط صنعتی و غیرصنعتی با بدن انسان علم بیومکانیک نقش مهمی را ایفا میکند.
دروس تخصصی گرایش بیومکانیک
دینامیک و ارتعاشات در مهندسی پزشکی، خواص مواد مهندسی، مقدمهای بر کاربرد مواد مهندسی در پزشکی، مکانیک سیالات، کینزیولوژی و بیومکانیک مقدماتی، ارتز و پروتز، طراحی اجزاء، دینامیک ماشین، ترمودینامیک و انتقال حرارت، طراحی و تولید به کمک کامپیوتر، شیمی عمومی، بیوشیمی.
مهندسی پزشکی بالینی
بکارگیری تکنولوژی فرایند های بیماری دیابتی 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.
مهندسی سلول ، بافت و ژنتیک
این گرایش بیشتردر زمینه ی پزشکی ودرگستردهی میکروسکوپیک می پردازد در این شاخه تخصص درآناتومی بیوشیمی و مکانیک سلول ها و ساختارهای درون سلولی برای درک بیشتردر فرایند بیماری توا نایی داخل شدن به بخشهای ویژه سلول لازم است.
تصویرگری پزشکی
در این رشته اطلاعات جمع آوری شده درتغییرات پدیده های فیزیکی در بدن را با بهره گیری از تکنولوژی تحلیل پردازش الکتریکی وسرعت بالای آن تجزیه وتحلیل می کنند و به صورت یک تصویر در می آورند و اغلب این تصاویررا می توان با اعمال غیر تهاجمی(بدون آسیب)بدست آورد به نحوی که هیچ اثر دردی برای بیمار نداشته با شد. 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.
گرایش بیوالکتریک
هدف این رشته تربیت متخصصانی است که بتوانند از عهده تجهیز، نگهداری و طراحی دستگاههای پزشکی برآیند؛ یعنی مهندس الکترونیک مجربی باشند که با زمینههای پزشکی نیز آشنایی داشته و بتوانند دستگاههای پزشکی را طراحی کرده و بسازند یا اینکه مسؤول سفارش دستگاه از خارج از کشور باشند.
دروس تخصصی گرایش بیوالکتریک
مدارهای الکتریکی، ماشینهای الکتریکی مستقیم و متناوب، الکترونیک، میکروپروسسور، مخابرات آنالوگ و دیجیتال، تکنیک پالس، حفاظت الکتریکی در سیستمهای بیمارستانی، سیستمهای کنترل خطی، اندازهگیری الکترونیکی، تجزیه و تحلیل سیستمها، مقدمهای بر هوش محاسباتی و زیستی.
مهندسی توانبخشی
یک شاخه جدید و توسعه یافته مهندسی پزشکی است،متخصصان این رشته به بالابردن توانایی ها وبهبود بخشیدن به کیفیت زندگی افراد کمک می کند و با توجه به پیشرفت تکنولوژی به طراحی محل های جدید و روشهای نوین برای سکونت ارتباط و … کمک می نماید.
گرایش مدیریت فناوری اطلاعات پزشکی
دوره کارشناسی ارشد فناوري اطلاعات پزشكي به عنوان گرايش جديد از رشته مهندسي پزشكي پيشنهاد شده است.ضرورت وجود اطلاع رساني پزشكي در حوزه پزشكي در دهه هاي گذشته از عوامل مهم در توجيه فناوري اطلاعات به عنوان يك رشته كاربردي مهم در دهه اخير بوده است.نظر به گسترش سريع حوزه فناوري اطلاعات مديريت در اين حوزه اهميت روزافزوني يافته است. فناوري اطلاعات پزشكي هم اكنون از زمينه هاي مهم فناوري اطلاعات است و طبيعتاْ مديريت فناوري اطلاعات در اين حوزه اهميت زيادي دارد.
طراحی اندام های مصنوعی و دستگاه ها
با استفاده از روشهای مهندسی ومحاسبات مکانیکی به بررسی اعمال وکارکرد استخوان ها ،مفاصل وعضلات می پردازد ومی تواند مفاصل راطراحی کند.متخصص این رشته اصطحکاک روان سازی و فرسایش طبیعی مفاصل مصنوعی رابررسی می کند و فشارهای وارد بر سیستم عصبی- اسکلتی بدن را تجزیه و تحلیل می نماید.او درباره مواد بیولوژیکی ومصنوعی جدیدتر برای جایگزینی استخوانها،غضروفها، تاندونهاودیسکهای بین مهره ای تحقیق می کند.
آشنایی کامل با رشته مهندسی پزشکی در گرایش بیومتریال
رشتهی بیومتریال که یکی از گرایشهای زیر مجموعهی مهندسی پزشکی است از حدود ۵۰ سال پیش به عنوان یک زمینهی علمی مطرح شد و همانند دیگر گرایشهای مهندسی پزشکی برپایهی ترکیب چند رشته بنا شد.
در این رشته بطور معمول برروی تهیهی مواد گوناگون مصنوعی و طبیعی، طراحی روشهای ساخت و قالبگیری نهایی ماده و در نهایت اصلاح مواد برای کاربرد اختصاصی در پزشکی تحقیق صورت میگیرد. توسعهی انواع مدلهای وسایل پزشکی نیازمند انتخاب، ساخت و آزمایش مواد است که لازمهی آن درک و فهم درست از شیمی و فیزیک مواد و شناخت محیط بیولوژیک بدن است. به عبارت دیگر باید توجه داشت که آیندهی علم بیومتریال در گرو توانائی ما در فهم کشفیات جدید در شیمی، فیزیک، بیولوژی و پزشکی است.
بطور کلی موارد استفادهی بیومتریالها در جایگزینی و تعویض اعضاء و اندامهایی از بدن است که بر اثر بیماری یا آسیب، کاربری خود را از دست دادهاند تا از این طریق جراحت یا بیماری اعضاء مذکور التیام پذیرد، کاربری و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاری یا وضعیت غیر طبیعی آنها تصحیح گردد.
همچنانکه اشاره شد نقش رشتهی بیومتریال به طور قابل توجهی تحت تأثیر پیشرفتهای بدست آمده در بسیاری از زمینههای پزشکی و مهندسی بوده است. در واقع وظیفهی اصلی یک مهندس بیومتریال بدست آوردن اطلاعات لازم برای حل مسائل عملی و متداول در زمینهی مواد مرتبط با بدن انسان است.
بطور مثال از آنجاکه بسیاری از اعضاء و بافتهای جایگزین شونده، آسیب دیده و یا بیمار هستند، لذا یک محقق باید تغییرات سلولی را بشناسد که منجر به نارسایی عملکرد سلول و رفتار غیر معمول آن میگردد.
در خیلی از موارد اثر بیومتریال و یا وسیلهی پزشکی روی بافت، تنها بعد از در تماس قرار دادن ماده و سلول مشخص میشود و لذا محققان بیومتریال باید قادر باشند اثرات بیومتریال را روی سلول، بافت و اعضاء ارزیابی کنند. انجام بررسیهای ایمنی، نیازمند درک چگونگی واکنش سلول و بافت با ماده کاشتنی است.
رشتهی بیومتریال با توجه به سابقهی طولانی مدت در جایگزینی بافتها توسط مواد طبیعی و یا مواد ساختهی دست بشر بطور چشمگیری در قرن بیستم پیشرفت کرده است. بطورکلی مواد مورد استفاده در بدن را به چهار گروه عمده دستهبندی میکنند که عبارتند از فلزات، سرامیکها، پلیمرها و کامپوزیتها.
در بیومتریال زمینههای مختلف و رو به رشدی وجود دارد که از آن جمله میتوان به مهندسی بافت، سیستمهای رهایش کنترل شده دارو، اصلاح سطوح مواد، نانوتکنولوژی، بیوسنسورها و . . . اشاره کرد که هر یک در جایگاه خود خدمات منحصر بفردی در جهت بهبود زندگی انسان ارائه میدهند. لازم به ذکر است که مهندسی بافت، سیستمهای انتقال دارو و بیوسنسورها از جمله مواردی هستند که منحصر به رشتهی بیومتریال هستند. به عنوان مثال در زمینهی رهایش کنترل شدهی دارو امیدهای زیادی برای درمان یا تسکین بیماریهای خطرناک و صعب العلاجی مانند سرطان، فشار خون و دیابت فراهم گردیده است، یا در زمینه مهندسی بافت ترمیم اعصاب قطع شده و جایگزینی غضروف از جمله موارد مورد تحقیق است.
با توجه به مطالب آموزش داده شده در طول دوران تحصیل دانشگاهی، بطور خلاصه تواناییهای یک مهندس بیومتریال را میتوان بدین صورت برشمرد:
1)آشنایی کامل با علم تولید و کاربرد مواد شامل پلیمرها، فلزات، سرامیکها و کامپوزیتها
2)شناخت کافی در زمینهی برقراری ارتباط مواد با محیط بیولوژیک بدن نظیر آناتومی و فیزیولوژی بافتهای مختلف بدن
3)روشهای اصلاح سطح، پوششدهی مواد و بهینه نمودن خصوصیات سطحی
4)آشنایی کامل با مبحث مهندسی بافت که یکی از جدیدترین دستاوردهای بشر برای دستیابی به جایگزینهای مصنوعی است. عمر این رشتهی مهندسی در دنیا کمتر از ۲۰ سال است که خوشبختانه در ایران نیز تحقیقات گسترده و دامنهداری در مورد آن انجام شده است. از آنجمله میتوان به ساخت داربستهای مهندسی بافت استخوان، غضروف، پوست و . . . توسط دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر اشاره نمود.
5)آشنایی با روشهای نوین دارو رسانی و انتقال کنترل شده داروها به بدن. به عنوان مثال نحوهی انتقال طولانی مدت داروهای ضد بارداری (نورپلنت)
6)شناخت روشهای تخریب پلیمرها، خوردگی فلزات و اضمحلال سرامیکها
7)آشنایی با مبحث بیوسنسورها
8)آشنایی مقدماتی با اصول و عملکرد تجهیزات پزشکی و سیستمهای آن
بدین ترتیب، با توجه به منابع بسیار فراوان مواد اولیه فلزی، سرامیکی و پلیمری در کشور و توانمندی مهندسان ایرانی، شرایط مناسبی برای رسیدن به خودکفایی و یا محدود کردن واردات بسیاری از تجهیزات پزشکی مورد نیاز کشور فراهم شده است. لذا باید گفت که توجه بیشتر به این رشته میتواند سبب تقویت زمینههای ارتباطی پزشکان و مهندسان در جهت رفع مشکلات پزشکی در قالب همکاریهای مشترک گردد.
از آنجاکه رشتهی بیومتریال یک رشتهی تازه تأسیس در بسیاری از دانشگاههای جهان است، بنابراین با توجه ویژه به آن میتوان حداقل در این رشته فاصله علمی کشور را با دیگر کشورهای پیشرو تا حدود زیادی کاهش داد، بویژه در زمینهی نانوتکنولوژی که از الویتهای مهم بسیاری از کشورها و از جمله کشور عزیزمان است. تربیت نیروهای متخصص متناسب با نیاز کشور و طبیعت چند جانبهی این علم باعث میشود تا متخصصان بیومتریال با جمع کردن جنبههای مختلف علوم، بهترین راه حلهای عملی را برای مشکلات پزشکی پیدا کنند.
طراحی اندام های مصنوعی و دستگاه ها
با استفاده از روشهای مهندسی ومحاسبات مکانیکی به بررسی اعمال وکارکرد استخوان ها ،مفاصل وعضلات می پردازد ومی تواند مفاصل راطراحی کند.متخصص این رشته اصطحکاک روان سازی و فرسایش طبیعی مفاصل مصنوعی رابررسی می کند و فشارهای وارد بر سیستم عصبی- اسکلتی بدن را تجزیه و تحلیل می نماید.او درباره مواد بیولوژیکی ومصنوعی جدیدتر برای جایگزینی استخوانها،غضروفها، تاندونهاودیسکهای بین مهره ای تحقیق می کند.
آشنایی کامل با رشته مهندسی پزشکی در گرایش بیو متریال
رشتهی بیومتریال که یکی از گرایشهای زیر مجموعهی مهندسی پزشکی است از حدود ۵۰ سال پیش به عنوان یک زمینهی علمی مطرح شد و همانند دیگر گرایشهای مهندسی پزشکی برپایهی ترکیب چند رشته بنا شد.
در این رشته بطور معمول برروی تهیهی مواد گوناگون مصنوعی و طبیعی، طراحی روشهای ساخت و قالبگیری نهایی ماده و در نهایت اصلاح مواد برای کاربرد اختصاصی در پزشکی تحقیق صورت میگیرد. توسعهی انواع مدلهای وسایل پزشکی نیازمند انتخاب، ساخت و آزمایش مواد است که لازمهی آن درک و فهم درست از شیمی و فیزیک مواد و شناخت محیط بیولوژیک بدن است. به عبارت دیگر باید توجه داشت که آیندهی علم بیومتریال در گرو توانائی ما در فهم کشفیات جدید در شیمی، فیزیک، بیولوژی و پزشکی است.
بطور کلی موارد استفادهی بیومتریالها در جایگزینی و تعویض اعضاء و اندامهایی از بدن است که بر اثر بیماری یا آسیب، کاربری خود را از دست دادهاند تا از این طریق جراحت یا بیماری اعضاء مذکور التیام پذیرد، کاربری و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاری یا وضعیت غیر طبیعی آنها تصحیح گردد.
همچنانکه اشاره شد نقش رشتهی بیومتریال به طور قابل توجهی تحت تأثیر پیشرفتهای بدست آمده در بسیاری از زمینههای پزشکی و مهندسی بوده است. در واقع وظیفهی اصلی یک مهندس بیومتریال بدست آوردن اطلاعات لازم برای حل مسائل عملی و متداول در زمینهی مواد مرتبط با بدن انسان است.
بطور مثال از آنجاکه بسیاری از اعضاء و بافتهای جایگزین شونده، آسیب دیده و یا بیمار هستند، لذا یک محقق باید تغییرات سلولی را بشناسد که منجر به نارسایی عملکرد سلول و رفتار غیر معمول آن میگردد.
در خیلی از موارد اثر بیومتریال و یا وسیلهی پزشکی روی بافت، تنها بعد از در تماس قرار دادن ماده و سلول مشخص میشود و لذا محققان بیومتریال باید قادر باشند اثرات بیومتریال را روی سلول، بافت و اعضاء ارزیابی کنند. انجام بررسیهای ایمنی، نیازمند درک چگونگی واکنش سلول و بافت با ماده کاشتنی است.
رشتهی بیومتریال با توجه به سابقهی طولانی مدت در جایگزینی بافتها توسط مواد طبیعی و یا مواد ساختهی دست بشر بطور چشمگیری در قرن بیستم پیشرفت کرده است. بطورکلی مواد مورد استفاده در بدن را به چهار گروه عمده دستهبندی میکنند که عبارتند از فلزات، سرامیکها، پلیمرها و کامپوزیتها.
در بیومتریال زمینههای مختلف و رو به رشدی وجود دارد که از آن جمله میتوان به مهندسی بافت، سیستمهای رهایش کنترل شده دارو، اصلاح سطوح مواد، نانوتکنولوژی، بیوسنسورها و . . . اشاره کرد که هر یک در جایگاه خود خدمات منحصر بفردی در جهت بهبود زندگی انسان ارائه میدهند. لازم به ذکر است که مهندسی بافت، سیستمهای انتقال دارو و بیوسنسورها از جمله مواردی هستند که منحصر به رشتهی بیومتریال هستند. به عنوان مثال در زمینهی رهایش کنترل شدهی دارو امیدهای زیادی برای درمان یا تسکین بیماریهای خطرناک و صعب العلاجی مانند سرطان، فشار خون و دیابت فراهم گردیده است، یا در زمینه مهندسی بافت ترمیم اعصاب قطع شده و جایگزینی غضروف از جمله موارد مورد تحقیق است.
با توجه به مطالب آموزش داده شده در طول دوران تحصیل دانشگاهی، بطور خلاصه تواناییهای یک مهندس بیومتریال را میتوان بدین صورت برشمرد:
1)آشنایی کامل با علم تولید و کاربرد مواد شامل پلیمرها، فلزات، سرامیکها و کامپوزیتها
2)شناخت کافی در زمینهی برقراری ارتباط مواد با محیط بیولوژیک بدن نظیر آناتومی و فیزیولوژی بافتهای مختلف بدن
3)روشهای اصلاح سطح، پوششدهی مواد و بهینه نمودن خصوصیات سطحی
4)آشنایی کامل با مبحث مهندسی بافت که یکی از جدیدترین دستاوردهای بشر برای دستیابی به جایگزینهای مصنوعی است. عمر این رشتهی مهندسی در دنیا کمتر از ۲۰ سال است که خوشبختانه در ایران نیز تحقیقات گسترده و دامنهداری در مورد آن انجام شده است. از آنجمله میتوان به ساخت داربستهای مهندسی بافت استخوان، غضروف، پوست و . . . توسط دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر اشاره نمود.
5)آشنایی با روشهای نوین دارو رسانی و انتقال کنترل شده داروها به بدن. به عنوان مثال نحوهی انتقال طولانی مدت داروهای ضد بارداری (نورپلنت)
6)شناخت روشهای تخریب پلیمرها، خوردگی فلزات و اضمحلال سرامیکها
7)آشنایی با مبحث بیوسنسورها
8)آشنایی مقدماتی با اصول و عملکرد تجهیزات پزشکی و سیستمهای آن
بدین ترتیب، با توجه به منابع بسیار فراوان مواد اولیه فلزی، سرامیکی و پلیمری در کشور و توانمندی مهندسان ایرانی، شرایط مناسبی برای رسیدن به خودکفایی و یا محدود کردن واردات بسیاری از تجهیزات پزشکی مورد نیاز کشور فراهم شده است. لذا باید گفت که توجه بیشتر به این رشته میتواند سبب تقویت زمینههای ارتباطی پزشکان و مهندسان در جهت رفع مشکلات پزشکی در قالب همکاریهای مشترک گردد.
از آنجاکه رشتهی بیومتریال یک رشتهی تازه تأسیس در بسیاری از دانشگاههای جهان است، بنابراین با توجه ویژه به آن میتوان حداقل در این رشته فاصله علمی کشور را با دیگر کشورهای پیشرو تا حدود زیادی کاهش داد، بویژه در زمینهی نانوتکنولوژی که از الویتهای مهم بسیاری از کشورها و از جمله کشور عزیزمان است. تربیت نیروهای متخصص متناسب با نیاز کشور و طبیعت چند جانبهی این علم باعث میشود تا متخصصان بیومتریال با جمع کردن جنبههای مختلف علوم، بهترین راه حلهای عملی را برای مشکلات پزشکی پیدا کنند.
درسهای این رشته در طول تحصیل
دروس مشترک در گرایشهای مختلف
ریاضی عمومی، معادلات دیفرانسیل، فیزیک عمومی، برنامهنویسی کامپیوتر، آمار حیاتی و احتمالات، محاسبات عددی، استاتیک و مقاومت مصالح در مهندسی پزشکی، ریاضیات مهندسی، مقدمهای بر مهندسی پزشکی زیستی، تجهیزات عمومی بیمارستانها و کیلینیکهای پزشکی، مدارهای الکتریکی، الکترونیک، مدارهای منطقی، بهداشت عمومی، اصول توانبخشی وسایل و دستگاهها، اصول و کلیات مدیریت خدمات بهداشتی ـ درمانی، اصول سیستمهای رادیولوژی و رادیوتراپی، فیزیولوژی، آناتومی، فیزیک پزشکی، زبان تخصصی مهندسی پزشکی، بیوفیزیک، کارورزی ، پروژه.
تواناییهای لازم
میزان واحدهای غیرمهندسی این رشته بسیار محدود است و دانشجو باید علاقهمند به دروس رشته ریاضی فیزیک باشد و این انتظار هست که دید پایهای قوی در مهندسی داشته باشد، یعنی مهندس بیوالکتریک باید به الکترونیک و مهندس بیومکانیک به مکانیک و مهندس بیومواد به دروس مرتبط با مهندسی مواد علاقهمند بوده و در آن توانمند باشد. در ضمن یک مهندس پزشکی باید علم زیستشناسی و محیط کار بیمارستانی را دوست بدارد یعنی علاقهمند باشد که در بیمارستان یا محیطهای مرتبط فعالیت کند.
توانايی علمی
دانشجوي اين رشته لازم است در دروس رياضي و فيزيك قوي باشد زيرا بايد ديد پايه اي قوي در مهندسي الكترونيك داشته باشد. يعني با كوشش و مطالعه بسيار هم در دروس اصلي رشته الكترونيك و هم در دروس تخصصي خود توانمند باشد.همچنين بايد ذهني خلاق همراه با قدرت خلق، آفرينش و ابداع مدلها داشته باشد تا نمونه هاي متفاوت در زمينه آلات و وسايل پزشكي را بسازد.
پیشبینی وضعیت آیندهی این رشته در ایران
با توجه به توضیحات گفته شده آیندهی این رشته در ایران از چشمانداز روشنی برخوردار است، به شرط هماهنگی بخش پزشکی و بخش مهندسی.ضرورت وجود مهندسان پزشکی در بیمارستانها، خرید تجهیزات و … در صرفهجویی اقتصادی هم کاملاً احساس میشود. در نهایت میتوان گفت که زمینهی توسعهی این رشته فراهم است و برای کار بیشتر فضای مناسبی دارد.
موقعیت شغلی در ایران
یک مهندس پزشکی میتواند یک دستگاه پزشکی را به درستی راهاندازی کرده و نحوه استفاده صحیح آن را به پرستاران یا دیگر کارکنان بیمارستان آموزش دهد یا اینکه در مؤسسات و شرکتهای خصوصی و دولتی، در زمینه ساخت تجهیزات پزشکی فعالیت کند. برای مثال فارغالتحصیلان گرایش بیوالکتریک به راحتی میتوانند دستگاه شنوایی سنجی بسازند و از سوی دیگر چون دستگاههای پزشکی به طور متوسط میلیونها تومان میارزد و مسؤولان بیمارستانها به طور نسبی برای حفظ و نگهداری آنها اهمیت بسیاری قائلند، بسیاری از فارغالتحصیلان مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک و حتی دانشجویان این رشته جذب بازار کار میشوند. دانش فارغالتحصیلان گرایش بیومکانیک نیز هم در زمینه ساخت اعضای مصنوعی و هم در مبحث توانبخشی مثل ساخت ویلچر یا تخت بیمارستان مورد نیاز است و بالاخره فارغالتحصیلان مهندسی پزشکی گرایش بیومتریال یا بیومواد میتوانند در زمینههای مختلف صنایع پزشکی، کارآیی داشته باشند. برای مثال در کارخانههای ساخت لوازم یکبار مصرف مثل سرنگ، سوند، یا دستکشهای جراحی حضور یک مهندس پزشکی گرایش بیومواد کاملاً احساس میشود. همچنین پلیمرهایی که در بدن انسان استفاده میگردد باید استاندارد و گریدمدیکال داشته باشد که این نیز در حیطه وظایف مهندس بیومواد است.
آينده شغلي و بازار كار
در حال حاضر بازار كار هيچ رشته اي در حد ايده آل نيست و اين شامل حال رشته مهندسي پزشكي نيز مي شود اما بدون شك وضعيت فارغ التحصيلان اين رشته، نسبت به رشته هاي مهندسي ديگر، مطلوبتر است.
چون ارزش اقتصادي وسايلي كه مهندسين پزشكي طراحي، تعمير، نگهداري يا خريداري مي كنند، بسيار بالا است. براي مثال اگر يك كامپيوتر يك يا دو ميليون تومان قيمت دارد، يك دستگاه پزشكی بطور متوسط دهها ميليون تومان مي ارزد. براي همين مسؤولان بيمارستانها بطور نسبي براي حفظ و نگهداري آنها اهميت بسياري قائل اند. اين امر باعث شده تا خيلي از فارغ التحصيلان ما حتي دانشجويان ترم هاي آخر جذب بازار كار شوند، بويژه اگر فارغ التحصيل اين رشته اصراري نداشته باشد كه در تهران كار كند، مي تواند در شهرستانها جذب بيمارستانها، سازمان تامين اجتماعي و مراكز متعدد ديگر شود.
فارغ التحصيلان هم چنين مي توانند در مراكز تحقيقاتي از قبيل موسسه استاندارد، بنياد مستضعفان و جانبازان، مركز تحقيقات وزارت دفاع و ساير مراكز تحقيقاتي مشغول كار شوند.
وزارت بهداشت، وزارت فرهنگ و آموزش عالي، وزارت صنايع، سازمان تامين اجتماعي، بيمارستانهاي دولتي و خصوصي و … از ساير محلهايي هستند كه مهندس پزشكي مي تواند در آنجا مشغول شود.
در ضمن عزیزانی که دوست دارند که در این رشته تحصیل کنند برای کسب اطلاعات بیشتر و همچنین برای گفتگو با دانش آموختگان این رشته میتوانند که درخواست خودشون را در همین تاپیک اعلام کنند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.