مهندسی پزشکیx

Download Report

Transcript مهندسی پزشکیx

Slide 1


Slide 2

‫مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫گرد آورنده ‪ :‬امنی سعیدی‬

‫اس تاد راهامن ‪:‬دکرت دلریی‬
‫اس تاد ‪ :‬دکرت عبدالعایل‬


Slide 3

‫بیا ن تاریخچه ی مهندس ی پزشکی‬

‫ارائه ی یک تعریف کامل از واژه ی مهندس ی پزشکی و اینکه یک مهندس پزشکی چه کس ی است ؟‬
‫ّ‬
‫ّ‬
‫معرفی رشته ی مهندس ی پزشکی برای دست یابی به یک دید کلی نسبت به این رشته‬

‫آنچه خواهیم‬
‫دید‬

‫ّ‬
‫معرفی گرایش ها ی این رشته در مقاطع کارشناس ی و کارشناس ی ارشد‬

‫بیان واحد های درس ی هر کدام از گرایش های این رشته‬
‫فعالیت و توانایی های فارغ ّ‬
‫آشنایی با زمینه های ّ‬
‫التحصیالن هر کدام از گرایش ها‬

‫مهندس ی پزش ـ ــکی در ایران !!!‬
‫آینده ی شغلی فارغ ّ‬
‫التحصیالن این رشته ‪،‬زمینه های کاری‪،‬و درآمد تخمینی آن ها !‬


Slide 4

‫تاریخچه‬
‫دریک دیدگاه وسیع تالش های هزاران سال پیش‪ ،‬مسیر پیشرفت مهندس ی پزشکی را برای ما در این قرن هموار‬
‫ساخته است‪.‬در سال ‪ 2000‬میالدی باستان شناسان در آملان یک مومیایی سه هزار ساله را 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 ‪ 1816‬میالدی فیزیکدان فرانسوی ‪ Rene laennec‬با 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. .‬تکامل ایده ی او امروزه به‬
‫ساختن گوش ی طبی منجر شده است!‬
‫هیچ موضوعی در تکنولوژی پزشکی پیشرفت نمی کند مگر آنکه تندرستی انسان را تامین کند‪ .‬دستگاه های امروزه‬
‫آمدند‪.‬‬
‫بوجود‬
‫اولیه‬
‫موفق‬
‫دستگاههای‬
‫تغییر‬
‫از‬
‫پزشکی‬
‫مهندس ی‬
‫ی‬
‫ابزارهایی مانند دندان های چوبی و عصاهای زیر بغل به ابزار های شگفت مدرن که شامل دستگاههای تنظبم‬
‫کننده ی ضربان قلب ‪ ،‬ماشین های دیالیز و ابزارهای تشخیص ی و تکنولوژی تصویربرداری در انواع مختلف (آنژ یو‬
‫گرافی ‪،‬مامو گرافی ‪،‬رادیو لوژی ‪)...،‬و اعضای مصنوعی شامل ایمپلنت ها و‪....‬می باشند ارتقاء یافته اند ‪.‬‬


Slide 5


Slide 6

‫مهندس پزشکی کیست ؟‬

‫مهندس پزشك با استفاده از تخصص هاي موجود در رشته هاي‬
‫مهندس ي پايه ( الكترونيك‪ ،‬مكانيك‪ ،‬مواد و ‪ )...‬مسائل موجود در‬
‫زيست شناس ي را تجزيه و تحليل ميكند و مدل جامعي براي سالمتي و‬
‫زندگي بهتر فراهم مي آورد‬

‫مهندس پزشك مي تواند ديگر افراد متخصص در زمينه هاي پزشكي‬
‫( پزشكان‪ ،‬پرستارها‪ ،‬تكنسین هاو‪ )...‬را هماهنگ كند و ياري دهد‪. .‬‬

‫مهندسان پزشكي بايد داراي استعداد و خالقيت وسيعي در زمينه ي‬
‫طراحي تجهیزات پزشكي‪ ،‬تصميم گیري و برنامه ريزي براي گردآوري‬
‫دانش و انجام دادن تحقيقات بيشتر براي حل مسائل باليني و پزشكي‬
‫باشند‪.‬‬


Slide 7

‫مهندس ی پزشکی چیست ؟‬
‫اسم اين رشته به خوبي انتخاب شده و تركيبي صحيح از دو گروه رياض ي و تجربي است ‪ .‬مهندس ي و پزشكي همكاري‬
‫مطلوب و شايسته اي را در كمك به بيماران و پزشكان آغاز كرده اند‬

‫گرايشها و جهتگیريهاي كاري رشته مهندس ي پزشكي‪ ،‬واقعا وسيع است و زمينههاي مختلفي از الكترونيك و پردازش سيگنال‬
‫و مباحث نرم افزاري گرفته تا طراحي ‪ ،‬ساخت ‪ ،‬راه اندازي ‪ ،‬نصب و تعمیر دستگاهها و قطعات پزشكي يا اندام مصنوعي‪،‬‬
‫همچنین مواد به كار رفته در اين وسايل را شامل ميشود‪.‬‬

‫کارشناس ي مهندس ي پزشكي‪ ،‬به نوعي هم خانوادة همان رشته برق و الكترونيك است و اين قرابت و نزديكي حتي در‬
‫دورههاي كارشناس ي ارشد و دكترا نیز تا حدي ادامه مي يابد‪ .‬بنابراين يك دانشجوي مهندس ي پزشكي در دوره كارشناس ي‬
‫تقريبا ملزوم به گذراندن تمامي دروس اصلي مجموعه مهندس ي برق است و به همین خاطر‪ ،‬فارغالتحصيالن رشته‬
‫مهندس ي پزشكي ميتوانند گرايشهاي كارشناس ي ارشد مجموعه مهندس ي برق را انتخاب كنند و همپاي مهندسین كنترل‪،‬‬
‫مخابرات‪ ،‬قدرت و الكترونيك‪ ،‬به تحصيل در مقطع كارشناس ي ارشد مهندس ي برق بپردازند‬


Slide 8

‫مهندس ی پزشکی‬


Slide 9

‫پردازشطراحی و‬
‫ساختحياتي‬
‫سيگنال هاي‬
‫بیومکانیک‬
‫پردازش تصاوير پزشکي‬
‫تعمیر و نگهداری و بهینه سازی‬

‫بیوالکتریک‬

‫پردازش صوت وگفتار‬
‫تشخیص بیماری و درمان‬
‫مدلسازي سيستم هاي بيولوژيک‬

‫گرایش های مهندس ی پزشکی‬
‫(در ای ـ ـران)‬
‫بیومتریال‬

‫ثبت سيگنال هاي حياتي‬

‫ّ‬
‫طراحی بخش های الکترونیکی‬
‫بالینی‬
‫ساخت سيستم هاي درماني‬


Slide 10

‫بیومکانیک‬
‫بیو مکانیک دانش مطالعه سيستم های حياتی از ديد مکانيکی است ‪ .‬بيو مکانيک از‬
‫ابزار مکانيک برای مطالعات و بررس ی کارکرد اندام حياتی استفاده می کند‪ .‬اين علم‬
‫طيف گسترده ای را از مطالعه تئوری تا کاربردهای عملی می پوشاند‪.‬‬
‫مطالعه کامل مکانيک شامل دو موضوع اساس ی می‬
‫باشد‪:‬‬
‫استاتيک‪ ،‬که مطالعه اجسامی است که‪ ،‬در اثر نیروهايی که بر آن ها اعمال می‬
‫شود‪ ،‬در حال سکوني يا وضعيت تعادل باقی میمانند‬
‫و ديناميک‪ ،‬که مطالعه اجسام متحرک است‪ .‬ديناميک را به نوبه خود می توان به‬
‫زير گروه های سينماتيک و سينتيک تقسيم بندی نمود‪.‬‬
‫سينماتيک را می توان علم حرکت ناميد‪ ،‬زيرا ااين علم‪ ،‬در مورد روابطی بحث می کند که مابین جابجايی ها‪ ،‬سرعت ها و شتاب‬
‫ها در حرکت انتقالی و دورانی وجود دارند‪ .‬اين علم با نیروهای درگیر کاری ندارد بلکه فقط به توصيف حرکت ناش ی از آن ها می‬
‫پردازد‪ .‬سينتيک در مورد اجسام متحرک و نیروهايی بحث می کند که عمل می نمايند تا ايجاد حرکت کنند‪. .‬‬


Slide 11

‫زمينههاي كاري اين گرایش را ميتوان به ‪ 3‬بخش كلي تقسيم كرد‪:‬‬

‫‪-1‬طراحي و ساخت ‪:‬‬
‫الف‪ -‬طراحي و ساخت دستگاههاي آزمايشگاهي و الكترونيكي و تجهیزات مربوط به آنها‪ ،‬نظیر وسايل‬
‫ا‬
‫مخصوص ي كه با تكنيكهاي خاص‪ ،‬عناصر موجود در يك نمونه (مثال نمك خون و ‪ )...‬را به طرز‬
‫دقيقي اندازهگیري كند‬
‫ب‪ -‬طراحي و ساخت بخشهاي مكانيكي و برقي سيستمهاي تصويرگر پزشكي‪ ،‬مانند سيستمهاي‬
‫سونوگرافي‪ ،‬راديوگرافي‪ ،‬س يتياسكن و ديگر دستگاههاي كه تصاوير ثابت يا متحركي را از بسياري از‬
‫بخشهاي بدن به نمايش ميگذارن‬

‫ج‪ -‬طراحي و ساخت سيستمهاي اندازهگیري پزشكي و بيمارستاني‪ ،‬نظیر دستگاههاي دريافت‬
‫كنندة سيگنالهاي مغزي‪.‬‬

‫د‪ -‬طراحي و ساخت قطعات و اندام مصنوعي بدن و موادي كه در تشخيص‪ ،‬درمان و‬
‫معالجات بيماريها بكار ميرود‪.‬‬


Slide 12

‫‪ -2‬تعمیر و نگهداري و بهينه سازي‪:‬‬
‫از ديگر زمينههاي كاري مهندس ي پزشكي ميتوان به تعمیر‪ ،‬نصب‪ ،‬راهاندازي و نگهداري‬
‫وسايل مورد نياز است و البته واضح است كه اين نیروي مجرب بايد داراي اطالعات‬
‫كافي در مورد قطعات و جزئيات كار آن وسيله يا دستگاه باشد‪.‬‬

‫‪ -3‬تشخيص بيماري و درمان‪:‬‬
‫يكي از مهمترين مباحث مطرح در زمينه پزشكي‪ ،‬بحث استفاده از لیزر در پزشكي (چه در‬
‫تشخيص و چه در درمان) است‪.‬‬

‫استفاده از لیزر براي تشخيص ضايعات چشمي يا نمايش فشار خون در نازكترين مويرگها يا‬
‫سوراخ كردن و يا ايجاد كانال مصنوعي در قلب سوزاندن تومورهاي مختلف و ‪ . . .‬روز به‬
‫روز درحال افزايش است‪.‬‬


Slide 13

‫بیوالکتریک‬
‫این گرایش از مهندس ی پزشکی دامنه بسیار وسیعی را شامل می شود اما در تعریفی کوتاه ‪،‬‬
‫بیوالکتریک را می توان علم استفاده از اصول الکتریکی ‪ ،‬مغناطیس ی و الکترومغناطیس ی در‬
‫حوزه پزشکی دانست‪.‬‬
‫در واقع یک مهندس بیوالکتریک عالوه بر این که به تمام گرایشهای مهندس ی‬
‫برق (به ویژه گرایش الکترونیک در مقطع کارشناس ی و گرایشهای کنترل و‬
‫مخابرات در مقاطع باالتر) با دیدگاهی از حوزه علم خود نظر دارد ‪ ،‬از برخی از‬
‫شاخه های مهندس ی کامپیوتر و فناوری اطالعات نیز در حیطه علم مهندس ی‬
‫پزشکی کمک می گیرد ‪.‬‬
‫اهم حوزه هايی که یک مهندس بیوالکتریک در آن فعالیت می کند عبارتند از‬
‫‪:‬‬
‫الف – پردازش سيگنال هاي حياتي‬
‫ّ‬
‫اين مبحث در واقع بخش ي از مبحث كلي ”پردازش سيگنال“ است كه مورد بررس ي و‬
‫استفاده بسياري از گرايشهاي مهندس ي‪ ،‬به ويژه مهندس ي مخابرات و الكترونيك ميباشد‪،‬‬
‫ّاما بنا به ماهيت خاص سيگنال مورد پردازش دركارهاي پزشكي حياتي الزامي است كه به‬
‫اين مبحث موجوديت خاص و ويژهاي داده است‪.‬‬


Slide 14

‫ب‪ -‬پردازش تصاوير پزشکي و سيستم هاي تصوير برداري‬
‫تصاوير پزشكي با توجه به آنكه وضعيت بدن را به صورت دو بعدي و حتي سه‬
‫بعدي (بوسيله كامپيوتر) نشان ميدهند‪ ،‬يكي از مهمترين وسايل تشخيص براي‬
‫پزشكان هستند كه همواره بخش عظيمي از تحقيقات را به خود اختصاص‬
‫دادهاند‪..‬‬
‫پ ‪ -‬پردازش صوت وگفتار و طراحي سيستم هاي گفتار درماني و کمک همراه معلولین‬
‫گفتاري‬
‫در دانشکده های برق و کامپیوتر معموال به سيگنال گفتار به صورت يک سيگنال عادی‬
‫که حاوي اطالعاتی است که بايد به هر صورت ممکن از آن استخراج گردد‪ ،‬نگاه مي‬
‫شود در حاليکه در دانشکدة مهندس ي پزشکي‪ ،‬محققین در پي دنبال کردن مسئله و‬
‫مدلسازي آن به صورتي هستند که تا حد ممکن با مبانی زيستی توليد گفتار در انسان‬
‫هماهنگي داشته باشد و سعي مينمايند از روشهاي استخراج ويژگي و مدلهائي استفاده‬
‫کنند که به روشهای زيستي انساني نزديکتر باشند‬

‫موارد ديگر مربوط به اين رشته‪ ،‬طراحي و ساخت وسایل و تجهیزات تشخيص ی مثل‬
‫شنوائي سنجي و ثبت و پردازش سيگنالهای برانگيختة شنوائي‪ ،‬انجام پردازش های‬
‫الزم در اعضای مصنوعي شنوائي مثل حلزون مصنوعي گوش و ساخت دستگاههائي‬
‫است که به کمک افراد الل و يا داراي مشکالت حاد گفتاري بيايند و به صورت‬
‫دستگاهي کمک همراه معلول و يا کمک درمان او عمل نمايند‪..‬‬


Slide 15

‫ت ‪ -‬مدلسازي سيستم هاي بيولوژيک‬
‫مدلسازي سيستمهاي بيولوژيک محدود به دايرة خاص ي نيست و از مدلسازي ّ‬
‫کمي و کيفي يک سلول تا مدلسازي سيستم‬
‫اعصاب مرکزي انسان‪ ،‬يعني مغز‪ ،‬ادامه مييابد‪ .‬از آن ميان‪ ،‬به عنوان مثال ميتوان به موارد پرکاربرد زير اشاره نمود‪:‬‬

‫• مدلسازي عضالت و سيستم عصبی محرک آنها‬
‫• مدلسازي نخاع‬
‫• مدلسازي قشرهاي حرکتي مغز‪.‬‬
‫• مدلسازي نواحي ديداري‪ ،‬شنيداري و ادراکي مغ‬
‫•‪...‬‬
‫ث ‪ -‬طراحي بخش هاي الکترونيکي و کنترل اعضاء و اندام مصنوعي‬
‫از بخش های مهم و تخصص ی رشتة مهندس ي پزشکي طراحي و ساخت اندام مصنوعي‬
‫است‪ .‬در اين راه عالوه بر تخصصهای بيومکانيک جهت طراحي و ساخت بخشهای‬
‫مکانيکي اندام مصنوعي و بيومواد جهت سازگار ساختن آنها با ويژگيها و حساسيتهای‬
‫اندام طبيعي که در مجاورت آنها قرار ميگیرند‪ ،‬در مواردي که اندام مصنوعي از نوع‬
‫فعال هستند‪ ،‬نيازمند مدارات الکتريکي‪ ،‬الکترونيکي و ديجيتالي ميباشند‬
‫از اين نوع اندام مصنوعي برای مثال ميتوان از دست و پاي مصنوعي فرمانپذير‪،‬‬
‫حلزون مصنوعي گوش و چشم مصنوعي نام برد که همگي از فنآوريهای بسيار‬
‫پيشرفتة روز استفاده ميکنند‪.‬‬


Slide 16

‫ج ‪ -‬ثبت سيگنال هاي حياتي و طراحي سيستم هاي مانيتورينگ بيمارستاني‬
‫اين بخش مربوط به طراحي و ساخت وسايلي جهت ثبت دادهها و عالئم حياتي از بيمار می‬
‫شود‪ .‬با توجه به تواناييها و گسترش روزافزون فنآوري ديجيتال‪ ،‬اين سخت افزارها‬
‫غالبا به كامپيوتر متصلند و لذا توليد مدارهاي واسط مناسب بوسيلة فنآوري روز يكي از‬
‫زير مجموعههاي مهم تحقيقاتي در اين مقوله محسوب ميشود‪.‬‬
‫ح ‪ -‬طراحي و ساخت سيستم هاي درماني و آزمايشگاهي پزشکي‬
‫در اين بخش تجهیزات فراواني وجود دارد كه برخالف موارد بيان شده كه در‬
‫تشخيص كاربرد داشتند‪ ،‬در درمان بيماريها كاربرد دارند و با وجود نياز فراوان به آنها‬
‫در نقاط مختلف كشور‪ ،‬تا كنون در كشور ساخته و به صورت عمده عرضه‬
‫نشدهاند‪ .‬محققان و متخصصان بيوالكتريك قادر به ساخت اينگونه تجهیزات می‬
‫باشند و باید تا حد امكان به توليد داخل نمودن آنها اقدام نمايند‪ .‬مواردي از اين‬
‫دست را ميتوان به شرح زير ذكر كرد‪:‬‬
‫•سنگ شكنهاي كليه‬
‫•تجهیزات فیزيوتراپي و كايروپراكتيك‬
‫•تجهیزات راديوتراپي‬
‫•لیزرها‬
‫•‪. . .‬‬


Slide 17

‫نمونــه دستگاه‬
‫مانیتورینگ‬

‫‪show‬‬


Slide 18

‫بیومتریال‬
‫رشتهي بيومتريال كه يكي از گرايشهاي زير مجموعهي مهندس ي پزشكي است از حدود‬
‫‪ 50‬سال پيش به عنوان يك زمينهي علمي مطرح شد و همانند ديگر گرايشهاي‬
‫مهندس ي پزشكي برپايهي تركيب چند رشته بنا شد‪.‬‬
‫در اين رشته بطور معمول برروي تهيهي مواد گوناگون مصنوعي و طبيعي‪ ،‬طراحي‬
‫روشهاي ساخت و قالبگیري نهايي ماده و در نهايت اصالح مواد براي كاربرد‬
‫اختصاص ي در پزشكي‪ ،‬تحقيق صورت ميگیرد‪.‬‬
‫بطور كلي موارد استفادهي بيومتريالها در جايگزيني و تعويض اعضاء و‬
‫اندامهايي از بدن است كه بر اثر بيماري يا آسيب‪ ،‬كاربري خود را از دست‬
‫دادهاند تا از اين طريق جراحت يا بيماري اعضاء مذكور التيام پذيرد‪ ،‬كاربري و‬
‫عمل آنها اصالح شود و ناهنجاري يا وضعيت غیر طبيعي آنها تصحيح گردد‪.‬‬
‫در بيومتريال زمينههاي مختلف و رو به رشدي وجود دارد كه از آن جمله‬
‫ميتوان به مهندس ي بافت‪ ،‬سيستمهاي رهايش كنترل شده دارو‪ ،‬اصالح‬
‫سطوح مواد‪ ،‬نانوتكنولوژي‪ ،‬بيوسنسورها و ‪ . . .‬اشاره كرد ‪.‬‬


Slide 19

‫مهندس ی بال ــینی‬
‫عبارت است از ‪ ،‬بکارگیری تکنولوژی برای مراقبتهای پزشکی در‬
‫بیمارستانها ‪.‬‬
‫از وظایف این رشته می توان به توسعه و نصب اطالعات کامپیوتری‬
‫تجهیزات پزشکی ‪ ،‬خریداری و استفاده از وسائل پیشرفته پزشکی و‬
‫همچنین مدیریت بیمارستانها اشاره کرد ‪.‬‬

‫تاسیس رشته مهندس ی پزشکی در ایران با آغاز به کار پروژه سيبرنتيكي‬
‫مهندس ی پزشکی به علت ماهیت بین رشته ای خود ‪ ،‬گاه در دانشکده های پزشکی ‪ ،‬گاه در‬
‫دانشکده های مهندس ی و گاه با همکاری هر دو تاسیس می شود ‪ ،‬در ایران نخستین گام‬
‫بمنظور ايجاد رشته مهندس ي پزشكي با پروژه سيبرنتيكي و تاسيس آزمايشگاه مهندس ي پزشكي‬
‫در سال ‪ 1366‬در دانشكده مهندس ي برق دانشگاه صنعتی امیرکبیر برداشته شد و از سال‬
‫‪1374‬دوره کارشناس ی در سه گرایش بیوالکتریک ‪ ،‬بیومکانیک و بیومتریال در این دانشکده دایر‬
‫گردید ‪.‬‬


Slide 20

‫فارغالتحصيالن گرايش بيوالكتريك به راحتي ميتوانند دستگاه شنوايي سنجي بسازند و از سوي‬
‫ديگر چون دستگاههاي پزشكي به طور متوسط ميليونها تومان ميارزد و مسؤوالن‬
‫بيمارستانها به طور نسبي براي حفظ و نگهداري آنها اهميت بسياري قائلند‪ ،‬بسياري از‬
‫فارغالتحصيالن مهندس ي پزشكي گرايش بيوالكتريك و حتي دانشجويان اين رشته جذب بازار‬
‫كار ميشوند‬
‫دانش فارغالتحصيالن گرايش بيومكانيك نیز هم در زمينه ساخت اعضاي مصنوعي و هم‬
‫در مبحث توانبخش ي مثل ساخت ويلچر يا تخت بيمارستان مورد نياز است‪.‬‬

‫فارغالتحصيالن مهندس ي پزشكي گرايش بيومتريال يا بيومواد ميتوانند در زمينههاي‬
‫مختلف صنايع پزشكي‪ ،‬كارآيي داشته باشند‪ .‬براي مثال در كارخانههاي ساخت لوازم‬
‫يكبار مصرف مثل سرنگ‪ ،‬يا دستكشهاي جراحي حضور يك مهندس پزشكي گرايش‬
‫بيومواد كامال احساس ميشود‪ .‬همچنین پليمرهايي كه در بدن انسان استفاده ميگردد‬
‫بايد استاندارد داشته باشد كه اين نیز در حيطه وظايف مهندس بيومواد است‪.‬‬

‫مهندس پزشکی بالینی بر اساس تجربههای 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 ‪.‬‬


Slide 21

‫ّ‬
‫متوسط درآمد یک مهندس پزشک !‬


Slide 22

According to the data, you should be able
to continue for another 20 hours

???


Slide 23