معرفی رشته مهندسی پزشکی

اولین بیماری که تحت عمل جراحی پیوند قلب مصنوعی قرار گرفت در سال 1983 بود. بعد از آن در سال 1988 تلمبه تنظیم کننده قلب ساخته شد. سال 1993 اولین پای الکتریکی ساخته شد. پایی که با استفاده از سیستم بادی و کنترل‌های ریزپردازنده، سرعت قدم زدن فرد را میگیرد و محفظه‌های بادی را جوری تنظیم می‌کند که به طور طبیعی به جلو عقب حرکت کند و نگذارد فرد بلنگد.

امروزه دانشمندان مهندسی پزشکی به کمک متخصصان دیگر می کوشند که چشم مصنوعی، کلیه مصنوعی یا رگ مصنوعی را اختراع کنند. علم مهندسی پزشکی به ساخت اعضای مصنوعی مکانیکی یا الکتریکی محدود نیست و حیطه این علم گسترده‌تر و متنوع‌تر است. در کشورهای غربی،‌ مهندسی پزشکی علمی حیاتی است و بدون آن در علم پزشکی نمی‌تواند کاری انجام داد. مثلا یک پزشک جراح بدون تجهیزات اتاق عمل واقعاً فلج است. یا خیلی از معاینات پزشکی بدون استفاده از تجهیزات پزشکی ممکن نیست. در ضمن باید توجه داشت که هدف مهندسی پزشکی تنها تجهیزات پزشکی نیست بلکه ابعاد این رشته بسیار وسیع‌تر است. در این میان می‌توان به نقش این علم به عنوان پل ارتباطی بین مهندسی و پزشکی اشاره کرد؛ این علم تلاش می‌کند تا مهندسین بتوانند از ایده‌های پزشکی استفاده کنند چون خیلی از روش‌هایی که در مهندسی جا افتاده است مثل شبکه عصبی یا سیستم فازی با الگو برداری از سیستم‌های بیولوژیکی ایجاد شده است. 

معرفی رشته مهندسی پزشکی

این رشته ترکیبی از دو گروه ریاضی و تجربی است. مهندسی و پزشکی همکاری خوبی در کمک به بیماران و پزشکان داشته است و در این راه گام های مفیدی برداشته شده که بسیاری از خبرهای آن را در رسانه های شنیده اید. بخاطر گسترش روز افزون سیستم های مهندسی در حیطه بهداشتی و پزشکی، تربیت و وجود نیروی انسانی متخصص و متبحر که آشنا به وسایل و تجهیزات پزشکی امری ضروریست.  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 140 واحد می باشد که شامل دروس عمومی، پایه، اصلی، تخصصی و اختیاری، به شرح زیر می باشد: 

1- دروس عمومی 20 واحد 

2- دروس پایه 26 واحد 

3- دروس اصلی 47 واحد 

4- دروس تخصصی 47 واحد 

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

گرایش‌ بیوالکتریک

هدف گرایش بیو الکتریک رشته مهندسی پزشکی تربیت کردن افرادی است که بتوانند از پس تجهیز، نگهداری‌ و طراحی‌ دستگاه‌های‌ پزشکی‌ برآیند؛ یعنی‌ مهندس‌ الکترونیک‌ با تجربه ای باشد که‌ با زمینه‌های‌ پزشکی‌ هم آشنا باشد و ‌بتواند دستگاه‌های‌ پزشکی‌ را طراحی‌ کند و بسازد و یا بتواند دستگاه را از خارج سفارش دهد.

رشته بیوالکتریک علم استفاده از اصول الکتریکی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی در حوزه پزشکی است؛ و الگوبرداری از سیستم های بیولوژیکی در طراحی های نوین مهندسی را هم شامل می شود. پس مهندس بیوالکتریک هم به گرایش های مهندسی برق با دیدگاه علم خود نگاه میکند و هم از مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات کمک می گیرد.

برخی از قابلیت های یک مهندس بیوالکتریک بعد از فارغ التحصیلی عبارتند از :

- پردازش تصاویر پزشکی و سیستم های تصویربرداری
- طراحی سیستم های گفتاردرمانی
- ساخت وسایل توانبخشی و طراحی بخش های الکترونیکی و کنترل اعضاء و اندام مصنوعی
 - طراحی سیستم های مانیتورینگ بیمارستان و ساخت و طراحی سیستم های آزمایشگاهی پزشکی
- پردازش علائم حیاتی
- مدلسازی سیستم های بیولوژیک

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

گرایش‌ بیومکانیک‌

افرادی که در گرایش بیومکانیک رشته مهندسی پزشکی مشغول به تحصیل هستند با استفاده از مفاهیم مکانیکی در زمینه‌های پزشکی کار خود را انجام میدهند. وقتتی بدانیم که جلوه های مختلف انسانی جنبه های مکانیکی قوی دارند می‌توان به اهمیت این رشته پی برد. مثلا وقتی که دست یا پا و قلب مصنوعی ساخته می‌شود و باید متخصص این رشته در مورد نحوه عملکرد اندام ها اظهار نظر کند. رشته بیومکانیک استفاده از مکانیک کلاسیک در زمین های علوم زیستی را مطالعه می کند. پیشرفت این علم باعث ساختن قلب مصنوعی، دریچه‌های قلب، مفاصل مصنوعی، ارتزها وپروتزها، ابزارهای کمکی تشخیصی و جراحی، درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب، ریه، شریان ها، مویرگ ها، استخوانها، غضروفها، تاندوها و دیسک های بین مهره‌ای و پیوندهای سیستم اسکلتی - عضلانی بدن شده‌است.

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 اجزا

دینامیک‌ ماشین‌

ترمودینامیک‌ و انتقال‌ حرارت‌

طراحی‌ و تولید به‌ کمک‌ کامپیوتر

شیمی‌ عمومی

بیوشیمی‌
 

گرایش‌ بیومواد

در رشته بیومتریال تمرکز روی تهیه مواد مختلف مصنوعی و طبیعی، طراحی روش‌های ساخت و قالب گیری نهایی ماده و اصلاح مواد برای کاربرد اختصاصی در پزشکی تحقیق است. برای گسترش وسایل پزشکی نیاز به انتخاب، ساخت و آزمایش مواد داریم که با درک و فهم درست از شیمی و فیزیک مواد و شناخت محیط بیولوژیک بدن میتوان به آن دست یافت. آینده‌ی علم بیومتریال به دانش ما در شیمی، فیزیک، بیولوژی و پزشکی است.

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
 

توانایی‌های‌ لازم‌

تعداد واحدهای‌ غیرمهندسی‌ این‌ رشته‌ کم است‌ و دانشجو باید به‌ دروس‌ رشته‌ ریاضی‌ فیزیک‌ علاقمند باشد و 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. مهندس‌ پزشکی‌ باید علم‌ زیست‌شناسی‌ و محیط‌ کار بیمارستانی‌ را دوست‌ داشته باشد تا بتواند در بیمارستان‌ یا محیط‌های‌ مرتبط‌ فعالیت‌ کند.

طراحی و ساخت

الف- طراحی و ساخت دستگاه های آزمایشگاهی و الکترونیکی و تجهیزات مربوط به آنها، نظیر وسایل مخصوصی که با تکنیک های خاص، عناصر موجود در یک نمونه (مثلاُ نمک خون و ...) را به طرز دقیقی اندازه‌گیری کند مانند اسپکتروفتومتر که با تکنیک های نوینی کار می‌کنند. 
ب- طراحی و ساخت بخش های مکانیکی و برقی سیستم‌های تصویرگر پزشکی، مانند سیستم‌های سونوگرافی، رادیوگرافی، سی‌تی‌اسکن و دیگر دستگاه های که تصاویر ثابت یا محرکی را از بسیاری از بخش های بدن به نمایش می‌گذارند. 
ج- طراحی و ساخت سیستم‌های اندازه‌گیری پزشکی و بیمارستانی، نظیر دستگاه های دریافت کننده سیگنال های مغزی. 
د- طراحی و ساخت قطعات و اندام مصنوعی بدن و موادی که در طول، تشخیص، درمان و معالجات بیماری ها بکار می‌رود. 

 

تعمیر و نگهداری و بهینه سازی

مهندس پزشکی می‌تواند با 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 در ارتباط باشد. همچنین در بهینه سازی یا تلفیق دستگاه ها و عملکرد آنها هم نقش دارد. پروژه کنترل کامپیوتری فشار خون، یا پروژه سه بعدی سازی تصویردستگاه 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

از مهمترین مبحث ها استفاده از لیزر در پزشکی است. لیزر بخاطر توجه به قابلیت های منحصر به فردی که دارد، به عنوان یک انتخاب خوب برای بهینه سازی عملکرد بسیاری از سیستم‌ها بکار گرفته شده است. از لیزر برای تشخیص ضایعات چشمی یا نمایش فشار خون در نازکترین مویرگ ها یا سوراخ کردن و یا ایجاد کانال مصنوعی در قلب، سوزاندن و بریدن برخی ضایعات درونی یا تومور‌های مختلف استفاده می کنند. مبحث 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 رشته برق و الکترونیک است زیرا 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.

بازار کار، درآمد و حقوق

میزان درآمد مهندس پزشکی با توجه به میزان تجربه، دانش و تخصص، محل و نوع کار متفاوت است. مهندس پزشکی که در بخش دولتی مشغول به کار است، مطابق با قانون مدیریت خدمات کشوری حقوق دریافت می کند. البته معمولا بیشتر مهندسان پزشکی در بخش خصوصی فعالیت کرده و با توجه به معیارهایی که گفته شد درآمدهای مختلفی دارند.