آینده کاری مهندسی پزشکی

صنعت و بازار کار

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:

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.

برگرفته از سایت دانشنامه رشد

تاریخچه ی مهندسی پزشکی

تاریخچه ی مهندسی پزشکی

دریک دیدگاه وسیع تلاش های هزاران سال پیش، مهندسی پزشکی را برای ما در این قرن هموار ساخته است.در سال 2000 میلادی باستان شناسان در آلمان یک مومیایی سه هزار ساله را درThebes کشف کردند که یک عضومصنوعی چوبی همانند یک انگشت چوبی در پایش بکار گرفته شده بود که ممکن است قدیمی ترین عضو مصنوعی شناخته شده باشد.

یونانیان همچنین از یک نی تو خالی برای شنیدن و دیدن آنچه که در بدن انسان رخ میدهد استفاده می کردند.
در سال 1816 میلادی فیزیکدان فرانسوی Rene laennec با قرار دادن گوشش در نزدیکی قفسه ی سینه ی بیمار و با استفاده از یک روزنامه ی لوله شده به صداهای درون آن گوش داد. بوجود آمدن این ایده برای اختراع او ، امروزه به ساختن گوشی طبی رهنمون شده است.
هیچ موضوعی در تکنولوژی پزشکی پیشرفت نمی کند مگر آنکه تندرستی انسان را تامین کند. دستگاه های امروزه ی مهندسی پزشکی از تغییر دستگاههای موفق اولیه بوجود آمدند.
ابزارهایی مانند دندان های چوبی ، عصاهای زیر بغل ، و هر وسیله ی که در کیف سیاه پزشکان پنهان شده بود به ابزار های شگفت مدرن که شامل دستگاههای تنظبم کننده ی ضربان قلب ، ماشین های دیالیز و ابزارهای تشخیصی و تکنولوژی تصویربرداری در انواع مختلف (آنژ یو گرافی ،مامو گرافی ،رادیو لوژی ،...)و اعضای مصنوعی شامل ایمپلنت ها و...

انجمن ملی مهندسان تعداد مهندسین فعالی که در حوزه های مختلف از تکنولوژی سلامت مشغول به کار می باشند نزدیک 32000 نفر تخمین زده است.اعضای این انجمن می کوشند تا بنیان های مهندسی پزشکی را بر پایه پیشرفت هایی که 200 سال پیش در الکتروفیزیولوژی بدست آمد قرار دهند.پایه گذاری الکتروفیزیولوژی با Dubois Reymond آغاز شد همزمان با او Hermann von با دیدگاهی نو بر این نظر عقیده داشت که بکار بستن قوانین مهندسی در فیزیولوژی بدن بسیاری از مشکلات موجود را برطرف می کند.او عضلات را بصورت مقاومت و عصب ها را رسانای جریان معرفی کرد.

در سال 1895 Wilhelm Roentgen لامپ اشعه ی کاتد را بصورت تصادفی کشف کرد.این دستگاه که شامل یک ورقه روکش دار از آلیاژهای مس نیکل و تنگستن به همراه باریم بود . Roentgen به طور قطع فهمید که این لامپ باید انواع اشعه های نافذ را ساطع کند. او این اشعه را X نامید چون تا آن زمان ناشناخته بود. حتی زمانی که لامپ و ورقه در اتاق های جداگانه بودند تابش اشعه وجود داشت .در مدت زمان کوتاهی او حدس زد که اگر او اشعه X را از بین دست عبور دهد و آن را روی یک صفحه ثبت کند استخوان های دست را بوضوح خواهد دید.در حقیقت اولین رادیو گرافی از بدن انسان دست چپ Mrs Roentgen بود. در دهه بعد اشعه ی X به یک ابزار تشخیصی وسیع تبدیل شد . از استخوان ها تصویر واضحی همانند بک شی سفید در یک صفحه با زمینه ی سیاه نمایش داده می شد . این تحقیق او بر روی بافت هایی که این اشعه می گذشت یک مسیر را برای آخرین محصولات مدرن تکنولوژی تصویر برداری پزشکی و حذف آسیب هایی که در جراحی رخ می داد ، باز کرد.

مهندسی پزشکی یک ترکیب بی مانند از علوم مهندسی وپزشکی است و علومی همچون بیو فیزیک و فیزیک پزشکی را در ابتدای این قرن بوجود آورد. در آغاز این سه رشته به صورت بالقوه غیر قابل تشخیص بودند. و هیچ برنامه ی سلسله واری وجود نداشت .
در زمان بین جنگ جهانی اول و دوم تعدادی از لابراتور ها تحقیق را روی بیو فیزیک و فیزیک پزشکی عهده دار شدند. اما تنها یک آزمایشگاه یک ایده ی منسجم را ارایه داد . در سال 1921 Oswalt در فرانکفورت آلمان موسسه ای را پایه گذاری کرد که موضوعات فیزیک را در پزشکی بررسی می نمود .اعضای این انجمن می کوشیدند تا تاثیر تشعشع را بر عناصر زیستی بیابند. موسسه ی Oswalt و دانشگاه فرانکفرت به سرعت رشته ی بیوفیزیک را تا مقطع دکترا راه اندازی کردند. دروس آنها شامل اثر اشعه ی X بر روی بافت و خا صیت الکتریکی بافت بود. اساتید دانشگاه و محققین و دستیاران و تکنسین شامل 20 نفر بودند.
پیرو جنگ جهانی دوم مجری کمییته حوزه های مختلف پزشکی و مهندسی و زیست را با یکدیگر ترکیب کردند و دانس فیزیک پزشکی در سال 1943 در آلمان پایه گذاری شد.
5 سال بعد اولین کنفرانس مهندسی در پزشکی و زیست در آمریکا برگزار شد که تحت حمایت انجمن مهندسی برق و الکترونیک در آمریکا بود.
در این نشست کوچک تقریبا 20 صفحه به حاضرین جلسه که تعدادشان کمتر از 100 نفر بود تقدیم شد موضوع مورد برسی پیرامون یونیزاسیون توسط اشعه و مفهوم آن بود.
در سال 1985 کنفرانس بر پایه ی استفاده از کامپیوتر در پزشکی و زیست بود . در سال 1961 جمعییتی نزدیک به 3000 نفر شرکت کردند.
در سال 1983 نخستین بیمار تحت عمل جراحی قلب مصنوعی قرار گرفت و 192 روز زنده ماند.در سال 1988 تلمبه ی تنظیم کننده ی قلب ساخته شد .در سال 1993 اولين پاي الكتريكي ساخته شد. پايي كه با استفاده از سيستم بادي و كنترلهاي ريزپردازنده، سرعت قدم زدن فرد را دريافته و محفظه هاي بادي خود را به نحوي تنظيم ميكند كه به طور طبيعي به جلو عقب حركت كرده و مانع از لنگيدن فرد ميشود. و اكنون دانشمندان مهندسي پزشكي به ياري متخصصان رشتههاي مرتبط تلاش ميكنند تا چشم مصنوعي، كليه مصنوعي يا رگ مصنوعي را اختراع كنند.

در ایران این رشته در چهار گرایش بیو الکتریک ، بیو مکانیک ، بیومواد,مهندسی پزشکی بالینی ارایه می شود .

لیزر در مهندسی پزشکی

در سال های اولیه ظهور، لیزر بیشتر به منظور برش بافت نرم كاربری داشت، اما تراش استخوان با لیزر امكان پذیر نبود. در دهه ۱۹۸۰ «FDA» سازمان غذا و داروی آمریكا كاربرد لیزر به منظور استفاده از آن در بافت های نرم را پذیرفت.
كاربرد لیزر به عنوان یك ابزار برش برای بافت های سخت در دهه ۹۰ میلادی با آمدن لیزرهای جدید مانند لیزرهای خانواده «اربیوم» رواج یافت. این نوع از لیزر در همان آغاز راه توانست تاییدیه FDA را به منظور جراحی بافت سخت دریافت كند.

جایگاه لیزر در دندانپزشكی :

در دنیا این تكنولوژی بیش از چند دهه از عمرش نمی گذرد و شاید بیش از یك دهه نیست كه كاربردهای معمول كلینیكی در دندانپزشكی پیدا كرده است. به عبارتی ما با یك پدیده جوان روبه رو هستیم. از طرف دیگر این تكنولوژی در حال توسعه و پیشرفت است. برخلاف باور عموم كه لیزر ابزاری است كه تنها می توان از آن در پاره ای از امور درمانی بهره گرفت، لیزر به عنوان یك فناوری می تواند قابلیت های مختلفی داشته باشد. از یك تشخیص ساده گرفته تا آثار شبه دارویی و همچنین عملكرد تخریبی آن با خصوصیات فیزیكی مختلف در شرایط متفاوت به منظور كاربردهای مختلف. امروزه لیزر، تكنولوژی فوق مدرنی است، در خدمت بشر.
كشورهای پیشرفته مانند ژاپن، آمریكا، برزیل، آلمان، بلژیك، فرانسه و روسیه دارای مراكز تحقیقاتی معتبری در زمینه لیزر در دندانپزشكی هستند. انجمن ها و سازمان های بزرگی برای این فناوری در سطح جهان تشكیل شده اند، از جمله فدراسیون جهانی لیزر در دندانپزشكی WFLD یا آكادمی لیزر در دندانپزشكی در ایالات متحده آمریكا و آمریكای شمالی ALD، اروپا ESOLA و در ایران نیز انجمن لیزری پزشكی ایران IMLA كه چند سالی است تاسیس شده و یك شاخه دندانپزشكی هم دارد. هر چند انجمن های پزشكی دیگر گروه های كوچكی در زمینه لیزر دارند، اما به صورت متمركز تنها «ایملا» به فعالیت های علمی و تحقیقاتی در زمینه لیزر پزشكی می پردازد. دانشكده های معتبر كشور اعم از فنی مهندسی و دندانپزشكی هم كمابیش فعالیت های تحقیقاتی روی بحث لیزر دارند. اگر به مجموعه فوق، سازمان انرژی اتمی را نیز بیفزایم، مجموعه ارگان هایی كه در زمینه لیزر به صورت كاربردی و تحقیقاتی به فعالیت مشغولند، كامل تر خواهد شد.

بهره گیری از لیزر در درمان های دندانپزشكی طی سال های اخیر :

در حال حاضر تعداد اندكی دستگاه لیزر با كاربری درمانی در كشور وجود دارد. به عبارتی، این تكنولوژی در كشور هنوز همه گیر نشده است. تعداد دستگاه های لیزری كه با كاربری درمانی در امر دندانپزشكی استفاده می شود، شاید به تعداد انگشتان دو دست هم نرسد. تعداد دندانپزشكانی كه در زمینه لیزر توانایی كار را دارند، بسیار محدود هستند. البته تمهیداتی در مراكز تحقیقاتی دانشگاه ها اندیشیده شده تا با آموزش های دقیق و با رعایت استانداردهای جهانی به این تعداد، بر دانش و مهارت كافی آنان افزوده شود.
پس تبلیغاتی مبنی بر ترمیم دندان با لیزر كه حتی در برخی روزنامه ها و مجلات شاهد هستیم، پایه علمی ندارد
اساسا عبارت ترمیم دندان با لیزر، چندان صحیح نیست. دندانپزشك می تواند دندان بیمار را با استفاده از لیزر تراش بدهد و در نهایت امر برای ترمیم دندان ها از «كامپوزیت» استفاده كند. كامپوزیت ها مواد همرنگ دندانی است كه به منظور پر كردن دندان به كار می رود.
در حال حاضر با یك نور آبی رنگ كه به منظور فعال كردن روند «پلی مریزاسون» پخت كامپوزیت به كار می رود، از این نور استفاده می شود. این نور آبی رنگ كه از هالوژن ساطع می شود، لیزر نیست. البته ناگفته نماند، لیزرهایی نیز مثل لیزر آرگون آبی وجود دارند كه توانایی انجام این عمل را با محاسن و معایب خود دارند و لیكن به لحاظ هزینه مقرون به صرفه نبوده و در حال حاضر بیشتر در امور تحقیقاتی از آنها استفاده می شود. در واقع عملا هیچ دستگاهی از این دست در كلینیك های دندانپزشكی وجود ندارد.

برگرفته از  سایت جامع مهندسی پزشکی