هندسة طبية حيوية

تسميات أخرى

يعتبر اسم الهندسة الطبية الحيوية Biomedical engineering الاسم الأكثر شيوعا ، وهناك اسمان آخران: الأول هو الهندسة الطبية: Medical engineering والثاني هو الهندسة الحيوية: Bio engineering. وعلى سبيل المثال يعتبر تصنيع صمام مطاطي للقلب للتحكم بضخ الدم عملاً مشتركاً بين مهندس الميكانيكا الحيوية الذي يعرف ميكانيكية عمل القلب ومهندس المواد الطبية الذي يستطيع اختيار أفضل المواد المتناسبة مع جسم الإنسان. 
فقلب الإنسان يقوم بعمل ميكانيكي لا إرادي بواسطة تحفيز نبضة كهربية تقارب ستة فولتات فيقوم البطين الأيمن بضخ الدم إلى الأذين الأيمن بحركة لا إرادية لا يتحكم فيها الإنسان وإذا ما حدث خلل في صمام الارتجاع يجب تركيب الصمام المطاطي المذكور ليعمل على تعويض الخلل في الصمام الأصلي لضمان عدم حدوث قصور في الدورة الدموية.

الأجهزه الطبية

هي أجهزة كهربائية ، ميكانيكية... تساعد الأطباء على القيام بعملهم على أكمل وجه وتساعد المرضى على الشفاء بشكل أفضل وتوفر الراحة التامة وتساعد بشكل كبير جدا على تشخيص الأمراض خصوصا الأورام الموجودة في داخل الجسم والتي لا يمكن التكهن بوجودها بدون هذه الأجهزة.

الأجهزة التشخيصية

جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي ، جهاز التصوير الطبقي المحوري ، جهاز التصوير بالأشعة السينية، جهاز الغاما كاميرا ، جهاز التصوير بالأمواج فوق الصوتية ، جهاز المامو غراف(تصوير الثدي بأشعة أكس) ، جهاز اقتباس إشارات القلب والدماغ والعضلات والعين وغيرها. أهم المعدات الطبية التشخيصية هي تلك التي تستعمل في التصوير والرؤية داخل المريض ، هذه المعدات تندرج تحت مجال التصوير الطبي. المهندسون الطبيون الذين يقومون بصناعة هذه الآلات عليهم أن يمتلكوا معرفة واسعة في البيولوجيا والطب بالإضافة إلى خبرة في الهندسة والرياضيات. هذه الأجهزة يمكن أن تشكل خطرا على حياة الإنسان في حال استعمالها بشكل خاطئ أو بشكل شبه يومي. هناك أجهزة طبية تشخيصية خاصة لتصوير الحيوانات بمختلف أحجامها ، وتوجد كميات هائلة تصرف لدعم البحث العلمي  في هذا المجال.

أجهزة طبية أخرى

احدى أحدث المعدات الطبية هي الجهاز الذي يكون على اتصال مباشر مع جسد المريض من خلال مستشعرات  التي تقوم بإستشعار وقياس  الإشارات الحيوية مثل تسارع ضربات القلب، درجة حرارة الجسم، سرعة التنفس وغيرها الكثير وتقوم بإرسال هذه الإشارات إلى جهاز استقبال موجود في منزل المريض الذي يتلقى ويعالج هذه المعلومات طوال اليوم.  في حال تعرض المريض لأي لحادث، مثل سكتة قلبية، يحدث تغير مفاجئ في هذه المؤشرات، يقوم جهاز الأستقبال بإرسال إنذار إلى مستشفى قريب ليتم إسعاف المريض. الكبار في السن الأكثر عرضة لهذه الحوادث هم أكثر فئة تستخدم هذا الجهاز .

الأعضاء الإصناعية

هي أجهزة طبية التي يمكن ان تستبدل اعضاء حية متضررة في جسم الإنسان أو الحيوان، مثل الأطراف إصطناعية.  سطح هذه الأعضاء يمكن أن يكون من السيليكون او التايتينيوم. الأعضاء الإصطناعية غالباً ما تحتوي على دارات الكترونية وتكون قادرة على الحركة. أحدث الأطراف الإصطناعية هي تلك المتصلة بالأعصاب والتي تتحرك بناء على إشارات عصبية من الدماغ .الأشخاص الذين تعرضوا لإصابات خلال الحروب التي أدت إلى أضرار كبيرة في اطرافهم يستخدون هذا النوع من الأعضاء. أكثر الأعضاء الإصطناعية شيوعاً هي الأوراك الإصطناعية.  الأعضاء الإصطناعية لا تقتصر على الأطراف الإصطناعية فقط، فقد قام العلماء مؤخراً ببناء كبداً اصطناعياً.

القوانين المتعلقة بالهندسة الطبية

قبل أن يتم بيع الآلات الطبية للمخابر والمستشفيات على هذه الأجهزة أن تحقق شروط معينة. مثلا، على هذه الأجهزة أن تثبت أنها آمنة وفعالة في نفس الوقت. تعتبر آمنة إذا المرضى أو الأطباء الذين يستخدمونها  لا يتعرضون لأذى أو لضرر عند استخدامها. لذى إجراءات احتياطية يجب ان تجرى. العديد من الحوادث حصلت خلال السنين الأخيرة بسبب هذه الآلات الأمر الذي أدى إلى زيادة  التجارب الصارمة التي يجب أن تمر بها هذه الآلات قبل الموافقة عليها. تعتبر هذه الآلات فعالة إذاحققت الهدف المرجو منها خلال فترة زمنية معقولة.

أين يعمل المهندسون الطبيون

يعمل المهندس الطبي في المشافي والعيادات لتجهيزها بالمعدات والأجهزة (بعد تحديد الخصائص المطلوبة) وصيانتها، وأيضا بالشركات الطبية المتخصصة بصناعة الأجهزة الطبية ،أو تلك المتخصصة بصيانة الأجهزة الطبية وبيعها أو مراكز البحث كالجامعات (التي تبحث في تطوير الأجهزة الطبية وتحليل وفهم وحل المشكلات البيولوجية بشكل أكبر).عمل المهندس الطبي متعلق بتخصصه ومجال عمله، وذلك بالتعاون مع أطباء وممرضين ومهندسين من جميع الاختصاصات.

البحث العلمي في الهندسة الطبية

العديد من الشركات والجامعات تستثمر ملايين الدولارات في البحث العلمي. الباحثوون يقومون بتطوير الآلات الطبية والأعضاء الإصطناعية. الآلات الناتجة من مشاريع البحت العلمي يتم فحصها بدقة للتأكد أنها تتوافق مع الأنظمة والقوانين الموجودة في البلد. على الآلات أن تجتاز العديد من الإختبارات والتحليلات قبل أن يتم التأكد من سلامتها.  بعد التأكد من سلامة هذه الآلات يتم بيعها للمستشفيات والمخابر.  بعض البلدان مثل أمريكا وألمانيا تقوم بتصدير الآلات ليتم بيعها في غير بلدان. من أهم مجالات البحث العلمي: المواد الحيوية، التصوير الطبي، الميكانيكا الطبية، التكنولوجيا الحيوية النانونية، هندسة أنسجة، وغيرها الكثير.

الحاجة المستقبلية للمهندس الطبي

إن التطور المتسارع للتكنولوجيا ، وزيادة الأمراض ، ووجود كثير من المشاكل الطبية والتقنية التي تحتاج إلى حلول يؤدي إلى تزايد الطلب على المهندسين الطبيين لأجل التعامل مع المشاكل البيولجية المتزايدة التعقيد وتطوير عمل الأجهزة السابقة للحصول على نتائج أفضل ، وابتكار أجهزة جديدة تساعد الطبيب على أداء مهمته بشكل أفضل وأسرع فالحاجة للمهندس الطبي تتزايد في كل يوم.

تعليم

يدرس طلاب الهندسة الطبية العديد من العلوم التطبيقية المختلفة مثل البيولوجيا، الكيمياء، الرياضيات التطبيقية، الفيزياء خلال أول سنتين من الجامعة . خلال السنة الثالثة والرابعة يدرس الطلاب برمجة الحاسوب والمواد التي تستخدم في تصميم الأدوات الطبية. قبل التخرج على الطلاب أن يقوموا بمشروع تخرج ،درجة هذا المشروع تؤثر كثيرا على الدرجة التي ينالها الطلاب في نهاية السنوات الأربع أو الخمس التي يقضونها في الجامعة .بعد التخرج من الجامعة يقوم بعض الطلاب بالالتحاق بجامعات أخرى للقيام بدراسات عليا وأخذ درجة الدكتوراه، بعض الطلاب يقومون بالبدء بالعمل فور تخرجهم من الجامعة، وبعض الطلاب يقومون بالالتحاق بمؤسسات البحث علمي.