تاریخچهی مهندسی پزشکی
ظهور اولیه مهندسی پزشکی قدمتی چند هزار ساله دارد و شواهد تاریخی نشان میدهد که ایرانیان باستان از جمله اولین مللی بودهاند که برای معلولین جنگی پاهای مصنوعی میساختهاند. از نظر آکادمیکی، آموزش مهندسی پزشکی به شکل جدی و رسمی در سطح دانشگاهی از دههی ۵۰ قرن بیستم آغاز گشت و علیرغم این قدمت نسبتاً طولانی و برخلاف بسیاری از رشتههای کلاسیک مهندسی که دوران اوج محدودی را سپری نمودهاند، به علت ماهیت چند بعدی این رشته، امروزه مهندسی پزشکی یکی از رو به رشدترین رشته ها در دنیا بوده و روز به روز توجه محققین بیشتری را به خود جلب می نماید، به طوری که در دههی گذشته شمار دانشگاههایی که تنها در آمریکا این رشته را ارائه میدهند از حدود چهل دانشگاه به بیش از یکصد دانشگاه افزایش یافته و در بسیاری از این دانشگاهها دانشکدهای مستقل به مهندسی پزشکی اختصاص یافته و دوره های کارشناسی نیز ارائه میگردد.
فعالیت امروزی این رشته در قرن بیستم با کشف و ثبت سیگنال الکتریکی قلب آغاز شد و فعالیت مؤسسات مهندسی پزشکی و اولین انجمن و کنفرانس خاص این علم در نیمهی اول قرن بیستم رخ داد. در ایران نیز این علم در سال ۱۳۶۶ با اجرای پروژه دست سیبرنتیک توسط آقای دکتر هاشمی گلپایگانی و تأسیس آزمایشگاه مهندسی پزشکی بنیان نهاده شد و در سال ۱۳۷۱ دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه امیرکبیر با گرایش بیوالکتریک شروع به کار نمود و از سال ۱۳۷۴ اولین دوره دانشجویان کارشناسی (با گرایش بالینی) پذیرفته شدند.
مهندسی پزشکی چیست؟
این رشته از نظر کاربردی به کارگیری مناسب علوم مهندسی در پزشکی است به نحوی که بتوان از آمیزش و تلفیق این دو زمینه به مواردی همچون طراحی، ساخت، نگهداری و بهرهبرداری وسایل و تجهیزات پزشکی با روشهای پیشرفته و تکنیکهای مهندسی دست یافـت. مهندسی پزشکی به شکلی وسیع و منسجم از رشته های مهندسی دیگری چون الکترونیک، مکانیک و مواد بهره میجوید. همه کشورها ناچارند از مصنوعات مهندسی پزشکی استفاده کنند. این وسایل و تجهیزات حجم بسیار زیادی از بودجه های بیمارستان و درمان (حدود۳۰% از هر تخت) را میطلبند. البته این رشته ی چند زمینه ای دارای اثرات کاربردی و ثمردهی دیگری هم هست. مثل ساخت اندامهای مصنوعی و وسایلی که به معلولان، نابینایان، ناشنوایان و معلولان جسمی از پا کمک می کنند.
در مهندسی پزشکی از مدلسازی سیستمهای بیولوژیکی، شناسایی عملکرد و رفتار این سیستمها و نیز شناخت برخی از این رفتارها که از طرق دیگر قابل پیش بینی و اندازهگیری نیستند، بحث میشود. در مهندسی پزشکی همچنین میتوان از ابعاد دیگر نظیر اطلاع رسانی، سیستمهای کمک درمانی با استفاده از بانکهای اطلاعاتی بیماران و سوابق بیماری آنها و نیز پرستار الکترونیکی نام برد. بنابراین جایگاه مهندسی پزشکی استفاده از علوم و نیروهای متخصص علوم مهندسی است که با فضاهای پزشکی و کلینیکی آشنایی دارند و میتوانند این علوم را در فضای پزشکی به خوبی به کار گیرند.
گرایشها
مهندسی پزشکی رشته‌ای متشکل از گرایشهای متعدد مهندسی و علوم پزشکی است. در نتیجه پیدایش گرایشهای جدید این رشته دور از انتظار نخواهد بود. هم اکنون در ایران در مقاطع مختلف آموزش عالی گرایشهای زیر تدریس می‌گردند:
• مهندسی پزشکی بالینی
• بیوالکتریک
• بیومکانیک
• بیومواد
• مهندسی بافت
• پردازش تصاویر پزشکی
• مهندسی توانبخشی
• مهندسی ورزش
• مدل سازی سیستمهای فیزیولوژیکی
• ابزار دقیق در مهندسی پزشکی
بیوالکتریک (Bioelectric): همانطور که از عنوان بیوالکتریک پیداست، حد واسط و حلقهی اتصالی است بین فرآیند های الکتریکی و بیولوژیکی. به تعبیر دیگر، سیستمها، دستگاهها و تکنیکهائی هستند که دارای ماهیت الکتریکیاند و میتوانند در حوزهی پزشکی به کار گرفته شوند. در این زمینه میتوانیم بسیاری از دستگاههایی را نام ببریم که در آزمایشگاهها و بیمارستانها مورد استفاده قرار میگیرند. 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 های مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات نیز در حیطه علم مهندسی پزشکی یاری می جوید. در زمینهی شاخههای مطرح در بیوالکتریک در مجموع میتوان از چهار حوزهی تقریباً مشترک ابزار دقیق، کنترل، مدلسازی و پردازشسیگنال نام برد که این حوزهها خود نیز به زیرمجموعههای متعددی تقسیم میشوند. اهم حوزه هایی که یک مهندس بیوالکتریک در آن فعالیت می کند عبارتند از:
۱- پردازش سیگنالهای حیاتی: پردازش علائم حیاتی یکی از گسترده‌ترین مباحث موجود در فعالیت‌های گرایش بیوالکتریک است. این مبحث در واقع بخشی از مبحث کلّی «پردازش سیگنال» است که مورد بررسی و استفاده بسیاری از گرایشهای مهندسی، به ویژه مهندسی مخابرات و الکترونیک میباشد، امّا بنا به ماهیت خاص سیگنال مورد پردازش در کارهای پزشکی، توجه به نکات خاصی در پردازش سیگنالهای حیاتی الزامی است که به این مبحث موجودیت خاص و ویژه‌ای داده است. همچنین در تمامی موارد ثبت سیگنال، داده اخذ شده دارای نویزها و آرتیفکت‌های مختلف است که لازم است قبل از هر کاری بر روی سیگنال، این زواید از آن حذف شوند. از این رو مبحث حذف نویز، یا در حالت کلی‌تر، بهبود کیفیت سیگنال از جمله مباحث مهم در پردازش سیگنال است.
۲- پردازش تصاویر پزشکی و سیستم های تصویر برداری: تصاویر پزشکی با توجه به آنکه وضعیت بدن را به صورت دو بعدی و حتی سه بعدی (بهوسیله کامپیوتر) نشان میدهند، یکی از مهمترین وسایل تشخیص برای پزشکان هستند که همواره بخش عظیمی از تحقیقات را به خود اختصاص داده‌اند. سیستمهای تصویر برداری را می توان به گروههایی شامل روشهای اشعه ایکس (رادیوگرافی، فلوئورسکوپی و CT)، روش مغناطیسی MRI، پزشکی هسته‌ای و روشهای ماوراء صوت تقسیم کرد. تصاویر حاصله در روشهای فوق عموماً و به صورت خام قابل استفاده نیستند، لذا پردازشهای وسیع و گسترده‌ای روی آنها صورت می‌گیرد.
۳- پردازش صوت وگفتار و طراحی سیستم های گفتار درمانی و کمک همراه معلولین گفتاری: گفتار یکی از علایم بسیار مهم زیستی است که از هوشمندترین موجود روی زمین، یعنی انسان صادر میگردد. با توجه به توسعه وسیع سیستمهای کامپیوتری و اهمیت روزافزون انواع پردازشهای صوتی و گفتاری در جهان امروز و ارتباط تنگاتنگی که ویژگی‌های گفتار تولید شده با خصوصیات آناتومیک و عصبی دستگاه تولید گفتار و همچنین چگونگی عملکرد سیستم اعصاب مرکزی او دارد، اهمیت پرداختن به این مقوله پرکاربرد مهندسی در دانشکده مهندسی پزشکی ظاهر میگردد. موارد دیگر مربوط به این رشته، طراحی و ساخت وسائل و تجهیزات تشخیصی مثل شنوائی سنجی و ثبت و پردازش سیگنالهای برانگیخته شنوائی، انجام پردازش های لازم در اعضای مصنوعی شنوائی مثل حلزون مصنوعی گوش و ساخت دستگاه‌هائی است که به کمک افراد لال و یا دارای مشکلات حاد گفتاری بیایند و به صورت دستگاهی کمک همراه معلول و یا کمک درمان او عمل نمایند.
۴- مدلسازی سیستم های بیولوژیک: مطالعه، تحلیل و مدلسازی سیستمهای بیولوژیکی در عین اینکه راهگشای پیشرفت فنی و علمی در دیگر شاخه های رشته بیوالکتریک می باشد، به صورت ایده بخشی قوی برای انجام ابداعات در شاخههای دیگر علوم مهندسی مثل رشته پردازش سیگنال، مخابرات و کنترل عمل می‌کند. اهمیت این شاخه از گرایش بیوالکتریک از زیربنائی بودن آن برای دیگر شاخههای این گرایش نشأت می‌گیرد. سیستم های بیولوژیک دارای ساختارهای فیزیولوژیک و کنترلی بسیار پیچیده و کارآ میباشند. تحلیل و مدلسازی کیفی و کمّی آنها در اکثر موارد فاصله فوق‌العاده‌ای نسبت به آنچه که در واقع است، می‌گیرد، ولی حرکت در این جهت علاوه بر اینکه به مدل‌هائی مهندسی منجر میشود که قابل استفاده در بخشهای دیگر مهندسی بیوالکتریک هستند، ایده بخش ابداع روشهای قوی تر در شاخههای دیگر مهندسی نیز میباشد. برای مثال مدل‌های مهندسی مثل شبکه‌های عصبی مصنوعی و بسیاری از پردازشگرها و کنترلرهای هوشمند، ایده اولیه خود را از چگونگی عملکرد سیستمهای بیولوژیک و زنده اخذ نموده و می‌نمایند. مدلسازی سیستمهای بیولوژیک محدود به دایره خاصی نیست و از مدلسازی کمّی و کیفی یک سلول تا مدلسازی سیستم اعصاب مرکزی انسان، یعنی مغز، ادامه می‌یابد.
۵- طراحی بخش های الکترونیکی و کنترل اعضاء و اندام مصنوعی و ساخت وسایل توانبخشی: از بخش های مهم و تخصصی رشته مهندسی پزشکی طراحی و ساخت اندام مصنوعی است. در این راه علاوه بر تخصص‌های بیومکانیک جهت طراحی و ساخت بخشهای مکانیکی اندام مصنوعی و بیومواد جهت سازگار ساختن آنها با ویژگی‌ها و حساسیت‌های اندام طبیعی که در مجاورت آنها قرار میگیرند، در مواردی که اندام مصنوعی از نوع فعال هستند، نیازمند مدارات الکتریکی، الکترونیکی و دیجیتالی میباشند. از این نوع اندام مصنوعی برای مثال میتوان از دست و پای مصنوعی فرمان‌پذیر، حلزون مصنوعی گوش و چشم مصنوعی نام برد که همگی از فن‌آوری‌های بسیار پیشرفته روز استفاده می‌کنند. طراحی و ساخت این گونه وسایل، یکی از جالب‌ترین و مهمترین بخشهای فنی و پژوهشی مربوط به گرایش مهندسی بیوالکتریک است.
۶- ثبت سیگنال های حیاتی و طراحی سیستمهای مانیتورینگ بیمارستانی: این بخش مربوط به طراحی و ساخت وسایلی جهت ثبت داده‌ها و علائم حیاتی از بیمار میشود. با توجه به توانایی‌ها و گسترش روزافزون فن‌آوری دیجیتال، این سخت افزارها غالباً به کامپیوتر متصلند و لذا تولید مدارهای واسط مناسب بوسیله فن‌آوری روز یکی از زیر مجموعه‌های مهم تحقیقاتی در این مقوله محسوب میشود. با توجه به حجم بسیار بالای استفاده از تجهیزات مانیتورینگ و ثبت داده در محیطهای بیمارستانی، از جمله اتاقهای عمل، آی‌سی یو، سی‌سی‌یو و آزمایشگاه‌های ثبت نوارهای قلبی و مغزی، اهمیت اقتصادی تولید چنین تجهیزاتی آشکار میگردد و ارزش کار مهندسی و تحقیقاتی بر روی این گونه وسایل را نشان میدهد.
۷- طراحی و ساخت سیستمهای درمانی و آزمایشگاهی پزشکی: در این بخش تجهیزات فراوانی وجود دارد که برخلاف موارد بیان شده که در تشخیص کاربرد داشتند، در درمان بیماریها کاربرد دارند و با وجود نیاز فراوان به آنها در نقاط مختلف کشور، تا کنون در کشور ساخته و به صورت عمده عرضه نشده‌اند. محققان و متخصصان بیوالکتریک قادرند به ساخت اینگونه تجهیزات و یا تا حدامکان تولید داخل نمودن آنها اقدام نمایند. مواردی از این دست را میتوان به شرح زیر ذکر کرد: سنگ شکنهای کلیه، تجهیزات فیزیوتراپی و کایروپراکتیک، تجهیزات رادیوتراپی، لیزرها.
۸- طراحی و ساخت سیستمهای انفورماتیک پزشکی: امکان فعالیت مهندسان بیوالکتریک در حوزه های گسترده ای نظیر طراحی بانکهای اطلاعاتی پزشکی، طراحی سیستمهای مورد نیاز در مانیتورینگ و یا جراحی بیمار از راه دور، ایجاد شبکه های تبادل اطلاعاتی بین مراکز آموزشی- درمانی و بیمارستانهای کشور جهت کنترل بیماریهای مسری، انتقال بیماران و … وجود دارد که نیازمند همکاریهای بین بخشی گسترده ای در سطح کشور می باشد.
گرایش بیومکانیک
بیومکانیک به استفاده از مکانیک کلاسیک در زمینههای علوم زیستی می‌پردازد. استفاده از قوانین دینامیک جامدات برای تحلیلهای حرکتی؛ دینامیک سیالات برای ارزیابی جریانهای درون محیطهای زیستی؛ ترمودینامیک و انتقال حرارت برای تحلیل رفتارهای سلولی و انتقال مواد و جرم بین موجود زنده و محیط و رباتیک برای خلق وسایل تشخیصی و درمانی جدید نیازمند درک مسایل محیطهای زنده از زاویهٔ مهندسی است. پیشرفت در این شاخه به ساخت قلب مصنوعی، دریچه‌های قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها و پروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریان‌ها، مویرگ‌ها، استخوانها، غضروف‌ها، تاندون‌ها، دیسکهای بین مهره‌ای و پیوندهای سیستم اسکلتی-عضلانی بدن شده‌است.
گرایش بیومواد
کاربرد این شاخه استفاده از بافت‌های زنده و مواد مصنوعی و کاشت آنها در بدن است. انتخاب مواد صحیح برای کاشت و پیوند در بدن انسان و یکی از حساس‌ترین و مشکل‌ترین عملیات مهندسی پزشکی است. آلیاژهای فلزی، سرامیک‌ها، پلیمرها و کامپوزیت‌ها از مواد مورد استفاده در کاشت بافتها مصنوعی هستند، اینگونه مواد باید غیرسمی، غیرسرطان‌زا و از نظر شیمیایی غیرفعال و بادوام و دارای قدرت مکانیکی کافی باشند. فارغالتحصیلان گرایش بیو مواد با کارگیری مواد مختلف از قبیل پلیمرها وسرامیک هاوکاپوزیت‌ها ومواد فلزی در بدن انسان ودر تجهیزات پزشکی اشنا میشوند.
گرایش مهندسی بافت
این گرایش بیشتر در زمینهٔ پزشکی و در گستردهی میکروسکوپیک می‌پردازد. در این شاخه تخصص درآناتومی بیوشیمی و مکانیک سلول‌ها و ساختارهای درون سلولی برای درک بیشتر در فرایند بیماری توانایی داخل شدن به بخشهای ویژه سلول لازم است. هدف این شاخه که در اواخر قرن بیستم پایه‌گذاری شده‌است، مطالعه و تهیه مدل‌های ایدهآل از ماکرومولکول‌ها و ساختار سلولی است که منجر به درک بهتر پدیده‌های درون یاخته‌ای و همچنین فهم عمیق‌تر مکانیسم تاثیر عملکرد ناصحیح آنها در بروز حالات بیماری میشود. به علاوه این مدل‌ها سبب ارزیابی موثرتر فرضیه‌ها و نظریه‌های درمانی مانند طراحی انواع پروتئینها با خصوصیات منحصر به فرد لیگاند-رسپتوری میگردد. از جمله اهداف دیگر این شاخه، مطالعه و مدلسازی ساختار سلول و فرایند بازیابی جراحات در بافت‌های آسیب‌دیده به منظور ارائه روشهای درمانی بهینه‌تر جهت تقلیل و رفع ضایعات بافتی و همچنین تولید نمونه‌های مصنوعی برای جایگزینی آنهاست. به این منظور علل و مکانیسم‌های تبدیل سلولهای بنیادی به بافتها و ارگانهای مختلف بررسی و با استفاده از مدل‌های بدست آمده بافت‌های آسیب دیده ترمیم یا در خارج از بدن به صورت مصنوعی تولید میشود. از جمله این بافتها و ارگانها میتوان به استخوان، غضروف، کبد، پانکراس، پوست و رگ‌های خونی اشاره کرد.
گرایش 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 در می‌آورند 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 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 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.
گرایش مدلسازی سیستمهای 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 می توان تحلیل کرد علوم پزشکی مشرق زمین است فی الجمله طب سنتی ایران وچین که گستره ای از پارامدیک دست نیافته است وشاید به علت قدمتش با پزشکی نوپای غربی همپا نشده وسرشار از رموز واسرار است.
گرایش ابزار دقیق در مهندسی پزشکی
کاربردی است از الکترونیک در تشخیص و برررسی ساختار بیماریها، رایانه‌ها بخش اصلی این گرایش را بر عهده دارند سیستمهای تصویر پزشکی به وسیله مهندسان این رشته ساخته میشوند.
گرایش مدیریت فناوری اطلاعات پزشکی
۱٫ تعریف و هدف
دوره کارشناسی ارشد فناوری اطلاعات پزشکی به عنوان گرایش جدید از رشته مهندسی پزشکی پیشنهاد شده است.ضرورت وجود اطلاع رسانی پزشکی در حوزه پزشکی در دهه های گذشته از عوامل مهم در توجیه فناوری اطلاعات به عنوان یک رشته کاربردی مهم در دهه اخیر بوده است.نظر به گسترش سریع حوزه فناوری اطلاعات مدیریت در این حوزه اهمیت روزافزونی یافته است. فناوری اطلاعات پزشکی هم اکنون از زمینه های مهم فناوری اطلاعات است و طبیعتاْ مدیریت فناوری اطلاعات در این حوزه اهمیت زیادی دارد.
۲٫طول دوره و شکل نظام
حداقل طول این دوره ۴ نیمسال است، بدین معنی که دانشجویانی که ناچار به گرفتن دروس جبرانی نیستند، چنانچه کار درسی و تحقیقاتی خود را بنحو مطلوبی انجام دهند، می توانند دوره را در۴ نیمسال به پایان برسانند.
نظام آموزشی آن واحدی است و مدت تدریس ۱ واحد نظری ۱۷ ساعت می باشد.
۳٫ تعداد واحدهای درسی
دانشجو برای تکمیل دوره کارشناسی ارشد فناوری اطلاعات و مدیریت بصورت مجازی باید حداقل۳۲ واحد درسی و تحقیقاتی بشرح زیر با موفقیت بگذراند.
اصلی ۲۷درس
اختیاری ۴ درس
پروژه تحقیق و یا دروس معادل ۳ واحد
________________________________________
جمع ۳۲ واحد
علاوه بر موارد فوق، هر دانشجو این دوره که قبلاً در دوره کارشناسی یا لیسانس، دروس جبرانی رانگذرانده باشد، باید با موفقیت آنها را بگذراند، از دروس جبرانی واحدی به دانشجو تعلق نمی گیرد.
تعداد دروس:
۳۲ واحد شامل ۵ درس اصلی و ۴ درس اختیاری و ۶ واحد دروس معادل یا پروژه بنا بر نظر گروه آموزشی. دروس اصلی:
۱) اصول فناوری اطلاعات ۲) کاربرد فناوری اطلاعات در پزشکی ۳) اصول مدیریت و برنامه ریزی استراتژیک ۴) سیستمهای اطلاعات بهداشتی ۵) روش تحقیق
( مجموع :۱۵ واحد)
دروس اختیاری:
۱) روشهای دسته بندی، فشرده سازی و ذخیره سازی اطلاعات پزشکی-بهداشتی
۲) طراحی و مدیریت بانکهای اطلاعات پزشکی
۳) تحلیل سیستمها برای مدیریت اطلاعات بهداشتی-پزشکی
۴) کاربرد سیستمهای هوشمند در پزشکی
۵) اقتصاد بهداشت و درمان
۶) سازمان و مدیریت بیمارستان
۷) مباحث ویژه
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.
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 و تولید گفتار در انسان.
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.
از طریق بررسی پتانسیل های برانگیخته.MS5-تشخیص بیماری
۶ـ طراحی و ساخت دستگاه دیاترمی.
۷-تفسیر اتوماتیک به منظور تشخیص بیماری های قلبی،عروقی.
۸-آشکارسازی توسط تکنیک های 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. 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.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر: (کارشناسی ارشد و …)
امکان ادامه تحصیل در دوره کارشناسی ارشد در رشته مهندسی پزشکی در سه گرایش عمده بیوالکتریک بیومکانیکی و بیومواد 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.
دروس رشته و واحدهای رشته:
حداقل و حداکثر مجاز طول دوره کارشناسی مهندسی پزشکی در سه گرایش مطابق آئین نامه های دوره کارشناسی شورایعالی برنامه ریزی است.
تعداد کل واحد های درسی در طول دوره ۱۴۰ واحد می باشد که شامل دروس عمومی، پایه، اصلی، تخصصی و اختیاری ، به شرح زیر می باشد:
دروس عمومی ۲۰ واحد
دروس پایه ۲۶ واحد
دروس اصلی ۴۷ واحد
دروس تخصصی ۴۷ واحد
جایگاه شغلی رشته در کشور چگونه است؟ ارتباط تئوری و تجربی این رشته در ایران چگونه است؟
در این زمینه باید از نیاز واقعی، امکانات کاربردی در این رشته، جایگاه علمی آن در کشور و نیز وضعیت ارتباط بین بخش دانشگاه و صنعت بگوییم. در حال حاضر بازار کار هیچ رشته ای در حد ایدهآل نیست و این شامل حال رشته مهندسیپزشکی نیز میشود اما بدون شک وضعیت فارغ التحصیلان این رشته، نسبت به رشته های مهندسی دیگر، مطلوبتر است. چون ارزش اقتصادی وسایلی که مهندسین پزشکی طراحی، تعمیر، نگهداری یا خریداری می کنند، بسیار بالا است. برای همین مسؤولان بیمارستانها بطور نسبی برای حفظ و نگهداری آنها اهمیت بسیاری قائلند. این امر باعث شده تا خیلی از فارغ التحصیلان این رشته و حتی دانشجویان ترمهای آخر جذب بازار کار شوند.
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، راهاندازی، 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 ۴ بخش کلی تقسیم کرد:
۱- طراحی و ساخت: طراحی و ساخت دستگاههای آزمایشگاهی و الکترونیکی و تجهیزات مربوط به آنها، طراحی و ساخت بخشهای مکانیکی و برقی سیستمهای تصویرگر پزشکی، طراحی و ساخت سیستمهای اندازهگیری پزشکی و بیمارستانی و همچنین طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول، تشخیص، درمان و معالجات بیماریها بهکار می‌روند.
۲- تعمیر و نگهداری و بهینه سازی: از دیگر زمینههای کاری مهندسی پزشکی میتوان به تعمیر، نصب، راهاندازی و نگهداری وسایل اشاره نمود 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. 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.
۳- تشخیص بیماری و درمان: از دیگر موارد، زمینههای همکاری جدی بین پزشکان و مهندسان پزشکی است تا این دو بتوانند به کمک هم مکمل کار یکدیگر باشند. ناهماهنگی و ارتباط نداشتن این دو گروه در زمینهی مهندسی پزشکی، لطمهی بسیاری به پیشرفت این رشته در کشور وارد می کند. برای استفاده از تحقیقات در زمینه های گوناگون به ویژه در بخش پزشکی، باید بخشهای کلینیکی با مهندسانپزشکی همگام باشند، چرا که مکمل یکدیگرند و باید همکاری کنند. در بسیاری اوقات پزشکان معترفند که به کمک مهندسانپزشکی نیاز دارند. این همکاری در زمینههای باز آموزی و برگزاری سمینارهای مشترک نیز دیده می شود که در کشور ما به جد به آن پرداخته نشده است. در کشورهایی که این رشته از قدمت و پیشرفت بیشتری برخوردار است دانشآموختگان رشتهی مهندسی پزشکی به عنوان کارمندان و دستاندرکاران محیط پزشکی تلقی می شوند. اینان مهندسانی هستند که کاربرد و تخصص و علمشان در علوم پزشکی است.
۴- خرید و فروش تجهیزات پزشکی: بدون شک صنعت تجهیزات پزشکی، یکی از سودآورترین صنایع جهان است و البته به دلیل شرایط خاص کاربری و درگیر بودن با مقوله سلامت انسان از حساسیت ویژه‌ای برخوردار است. واقعیت این است که ما حجم قابل ملاحظهای ارز خارجی را صرف تهیه و تجهیز وسائل و دستگاههای پزشکی میکنیم. برای مراکز درمانی و کلینیکی، دستگاههای گرانقیمت با امکانات پیشرفتهای تهیه مینمائیم که وجودشان ضروری است و نمیتوان آنها را نادیده گرفت. لازم است برای جلوگیری از خرید کور در این حجم وسیع، کار توسط کارشناسان و متخصصان مهندسی پزشکی صورت گیرد. به این ترتیب خرید وسائل پزشکی، با پشتوانهی علمی و دانایی لازم انجام میشود.
موقعیتهای شغلی ممکن برای مهندسان پزشک بر اساس زمینههای کاری فوق به شرح ذیل است:
– صنایع تولید تجهیزات و دستگاههای پزشکی، بیمارستانی و کلینیکی
– بیمارستان ها
– مراکز تحقیقاتی موسسات آموزشی و پزشکی
– مراکز آموزشی
– مؤسسه استاندارد
– شرکتهای خصوصی
فارغ التحصیلان همچنین میتوانند در مراکز تحقیقاتی از قبیل 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 … نیز از سایر محلهایی هستند که مهندس پزشک می تواند در آنجا مشغول شود.
نوع دروس و زمینه تحصیلات آتی رشته به چه صورت است؟
با شناسایی تقسیمات مختلف این رشته و شاخه های مربوط به آن به طور کلی سه شعبه مشخص تحت عنوان مهندسی پزشکی تعریف گردیدند که عبارت بودند از: بیوالکتریک، بیومکانیک و بیومواد. امروزه در دنیا این سه گرایش با نام مهندسی پزشکی، در مقاطع مختلف تحصیلی به کار پرداخته، رشد کرده و به نتایج قابل توجهی نیز دست یافتهاند. در کشور ما نیز برای این گرایشها در مقاطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری برنامه ریزی شده است.
گرایش بیوالکتریک حدود ۸۰% دارای دروس مهندسی الکترونیک است و لذا با مهندسی برق و الکترونیک در رابطه ای تنگاتنگ است. البته در این رشته از واحدهای پزشکی دروس فیزیولوژی و آناتومی هم تدریس می شود. بنابراین، عنوان مهندس پزشکی به هیچ عنوان نباید باعث شود که دانشجویان 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.
مهندسی پزشکی- بیوالکتریک، 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 ملزم 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.
امکان ادامه تحصیل در دوره کارشناسی ارشد و دکتری در رشته مهندسی پزشکی در کشور در سه گرایش عمده بیوالکتریک، بیومکانیکی و بیومواد فراهم است. در کشور ما تاکنون در بین دانشگاههای دولتی فقط دانشگاه امیرکبیر و در دانشگاه آزاد اسلامی نیز واحد علوم و تحقیقات تهران دارای دانشکده مهندسی پزشکی با ارائه چهار گرایش در سه مقطع تحصیلی هستند. سایر دانشگاههایی که پذیرش دانشجو در این رشته دارند عبارتند از دانشگاه صنعتی شریف، تهران، صنعتی خواجه نصیر، علم و صنعت، تربیت مدرس، شاهد، صنعتی سهند تبریز، دانشگاه اصفهان و همچنین دانشگاه آزاد اسلامی در واحدهای مشهد (تنها دانشگاه پذیرنده دانشجو در مقطع کارشناسی ارشد خارج از تهران در بین کلیه دانشگاههای کشور)، دزفول و قزوین به تربیت دانشجویان مهندسی پزشکی میپردازند.
دورنما و افق مهندسی پزشکی چگونه است؟
امروز به شکل جدی می توان از این مطلب صحبت به میان آورد که قرن آینده، قرن مهندسی پزشکی است. اگر در گذشته صنایع نظامی از جنبهی سود آوری و نیاز مطرح ترین صنعتها به شما می رفتند، امروز به دلیل اهمیتی که انسان ها به خود، سلامت و توانمندیهای خود میدهند، مهندسی پزشکی این چشم انداز را می نمایاند. به همین لحاظ تولید محصولات مهندسی پزشکی از جدیترین نیازهاست و سرمایهگذاریهای زیادی در این راستا انجام شده است.
با توجه به توضیحات داده شده و نوپا بودن این رشته در کشورمان به نظر می رسد تا سالیان متمادی امکان اشتغال برای فارغ التحصیلان این رشته میسر باشد. در نهایت می توان گفت برای ارتقای کیفی خدمات پزشکی و دستگاهها نیاز به متخصصان این رشته روزافزون است. در کشورهای پیشرفته هر بیمارستان، یک بخش مهندسی پزشکی دارد که در بخش های مختلف بیمارستان فعالیت دارند. همچنین یک مهندس پزشک میتواند در مؤسسات و شرکتهای خصوصی یا دولتی، در زمینه ساخت تجهیزات پزشکی فعالیت کند که بیانگر ضرورت حضور متخصصان مهندسی پزشکی در جامعه است. در نهایت پیشبینی میشود آینده این رشته در ایران از چشمانداز روشنی برخوردار باشد و ضرورت وجود مهندسان پزشک در بیمارستانها، خرید تجهیزات و … در صرفه جویی اقتصادی هم کاملاً احساس میشود و می توان گفت که زمینه توسعه این رشته فراهم است و برای کار بیشتر فضای مناسبی دارد. چنانکه امروزه جهت هماهنگ نمودن بخش مهندسی و پزشکی، دفتر تجهیزات پزشکی وزارت بهداشت با توجه به تبصره ۲ ماده ۱۶ از قانون مقررات امور پزشکی، دارویی، مواد خوردنی و آشامیدنی که ساخت یا ورود انواع مواد و ملزومات تجهیزات پزشکی، دندانپزشکی، مواد اولیه و بستهبندی آنها را منوط به موافقت از طرف وزارت بهداشت میداند، رسیدن به جایگاهی را که برای متولی سلامت جامعه یعنی وزارت بهداشت در نظر گرفته شده است را بدون همکاری و استفاده از متخصصان این حوزه ممکن نمیداند. به همین دلیل در این حوزه بهره گیری از مهندسان پزشکی در خطوط تولید، عرضه، توزیع و مصرف تجهیزات پزشکی در کشور مورد توجه قرار گرفته است. شاید طی چند سال گذشته جایگاه مهندسی پزشکی در نظام سلامت چندان تعریف نشده بود اما امروز این ورق برگشته و حوزه سلامت کشور عطش بسیار جدی به حضور مهندسین پزشک در حوزه‌های تولید، واردات و عرضه تجهیزات پزشکی دارد.
در زمینه مدیریت تجهیزات پزشکی نیز حضور مهندسین پزشک مغتنم و مقتضی است. در وزارت بهداشت جایگاه اداره تجهیزات پزشکی کاملا شفاف شده و جایگاه مهندسین پزشکی به ازای تعداد تخت‌های مشخص بیمارستانی، تعریف و تصویب شده است. بر اساس آن بازای هر ۱۰۰ تخت بیمارستانی به یک کارشناس و یک تکنسین نیاز است که برآورد می شود به حدود ۲۰۰۰ کارشناس در این زمینه نیاز داشته باشیم بر این اساس مهندسین پزشک باید در مدیریت تجهیزات پزشکی نیز حضور داشته باشند. امروزه نیاز است که مهندسین پزشک بتوانند در حوزه‌های مدیریتی وزارت بهداشت نیز حضور یابند. حال که بهرهگیری از مهندسان پزشک در نظام سلامت کشور تعریف شده است نسبت به این موضوع باید توجه ویژه شود تا بتوان نهایت استفاده را از مهندسان پزشکی برای ارتقاء سلامت جامعه به کار برد.
