آشنايي با دنياي مهندسي پزشکي

نویسنده: سيده مينا مجابي( کارشناس تجهيزات پزشکي)

مهندسي پزشکي کاربرد علوم مهندسي در حوزه پزشکي براي تشخيص و درمان بيماري ها است. حوزه مهندسي پزشکي به دنبال رفع نيازهاي متنوع پزشکي به کمک علوم مهندسي است.
به عبارتي مهندسي پزشکي يک تخصص بين رشته اي است که علاوه بر کاربردهاي زياد آن در تشخيص و درمان، ارتباط نزديکي با بسياري از علوم ديگر دارد.  اين امر باعث افزايش پيچيدگي و جذابيت حوزه مهندسي پزشکي شده است.
در اين مقاله به صورت مروري در چهار بخش، دنياي مهندسي پزشکي را مورد آناليز و  تحليل قرار مي دهيم:
بخش اول: دانشگاه ها و گرايش هاي اصلي و فرعي مهندسي پزشکي در ايران
بخش دوم: زمينه هاي کار عمده و جزئي مهندسي پزشکي در ايران
بخش سوم: من يک مهندس پزشکي موفق مي شوم
بخش چهارم: هر مهندس پزشکي بايد بداند
توصيه مي شود اين مقاله مروري را که حاصل مشاوره ها، مصاحبه ها، مذاکرات و مقالات دوستان عزيز مهندسي پزشکي است  کامل بخوانيد.

بخش اول
مهندسي پزشکي داراي چهار گرايش اصلي شامل موارد زير است:
بيوالکتريک (سرفصل دروس بسيار مشابه رشته  برق)
بيومکانيک (سرفصل دروس تا حدود زيادي شبيه رشته مکانيک)
بيومتريال يا بيومواد (سرفصل دروس حالت شيميايي و زيستي دارد)
باليني (تصوري جهت مهندسي پزشکي در بيمارستان)

مهندس پزشکي با تخصص بيوالکتريک:

بيوالکتريک علم استفاده از اصول الکتريکي، مغناطيسي و الکترومغناطيسي در حوزه پزشکي است. مهندس پزشکي در اين تخصص اطلاعات تخصصي مهندسي برق، مهندسي کامپيوتر، مهندسي فناوري اطلاعات و پزشکي را دارد و در کار خود به کار مي گيرد. اين گرايش به عنوان پرطرفدارترين گرايش مهندسي پزشکي ساليان سال دانشجويان را به خود جذب کرده است.
مهندس پزشکي با تخصص بيوالکتريک در حوزه هاي پردازش علائم حياتي، پردازش تصاوير پزشکي و تصويربرداري، پردازش صوت و گفتار و طراحي سيستم هاي گفتار درماني، مدل سازي سيستم هاي بيولوژيک، طراحي بخش هاي الکترونيکي و کنترل اعضا و اندام مصنوعي، ثبت سيگنال هاي حياتي و طراحي سيستم هاي مانيتورينگ بيمارستاني، طراحي و ساخت سيستم هاي درماني و آزمايشگاهي پزشکي، طراحي بانک هاي اطلاعاتي پزشکي، طراحي سيستم هاي مورد نياز در مانيتورينگ و يا جراحي بيمار از راه دور و ايجاد شبکه هاي تبادل اطلاعاتي بين مراکز آموزشي-درماني و بيمارستان هاي کشور جهت کنترل بيماري هاي مسري، انتقال بيماران و… فعاليت مي کند.
يکي از زمينه هاي کاري فعال در جهان براي بيوالکتريک ها زمينه تله مديسن و مهندسي پزشکي از راه دور و اينترنت اشيا است که منجر به چاپ مقالات  متعدد شده است.

مهندس پزشکي با تخصص بيو مکانيک:
در حوزه علم مکانيک و استفاده از آن در حوزه پزشکي و علوم زيستي دانش و تبحر کافي را دارد.  اين تخصص مهندسي پزشکي از قوانين ديناميک جامدات براي تحليل هاي حرکتي، ديناميک سيالات براي ارزيابي جريان هاي درون محيط هاي زيستي، ترموديناميک و انتقال حرارت براي تحليل رفتارهاي سلولي و انتقال مواد و جرم بين موجود زنده و محيط و رباتيک براي خلق وسايل تشخيصي و درماني جديد استفاده مي کند. به طور کلي اين مهندس پزشکي مفاهيم مکانيکي را در زمينه هاي پزشکي به کار مي برد.  به عنوان مثال در ساخت دست يا پاي سيبرنتيکي و قلب مصنوعي بايد يک متخصص بيومکانيک در مورد نحوه حرکت اندامهاي ياد شده نظر دهد. همچنين در زمينه سازگاري محيط صنعتي و غيرصنعتي با بدن انسان علم بيومکانيک نقش مهمي را ايفا ميکند.

مهندس پزشکي با تخصص بيومواد:
با تهيه مواد گوناگون مصنوعي (از قبيل پليمرها، سراميکها، کامپوزيتها و مواد فلزي) و طبيعي، طراحي روشهاي ساخت و قالبگيري نهايي ماده و در نهايت اصلاح مواد براي کاربرد اختصاصي در پزشکي سر و کار دارد.  برخي از کاربردهاي   اين  مواد در بدن عبارتند از:
موادي که جايگزين يک بافت يا ارگان خاصي از بدن مي شوند و بايد رفتارهايي مشابه عضو جايگزين شده در بدن داشته باشند که اين مورد بيشتر در کاربردهاي مهندسي بافت مطرح است.
موادي که به انجام يک پروسه خاص در بدن کمک مي کنند تا يک فرايند در بدن راحت تر انجام شود مثل انتخاب موادي که مناسب  يک حامل دارويي در رهايش دارو باشد تا پروسه دارورساني در بدن راحت تر انجام شود.
يا موادي که به عنوان جايگزين اعضاي بدن يا در کنار عضوي از بدن، ساخته و به کار برده مي شوند. مانند طراحي موادي براي ساخت يک پروتز به عنوان جايگزين يک ارگان در بدن و طراحي موادي براي ساخت ارتز براي کمک و بهبود به عملکرد يک ارگان، که اين موارد بيشتر در ايمپلنت و جايگزين هاي بافتي مطرح است.
مهندس پزشکي گرايش بيومواد بايد درک و فهم درستي از شيمي و فيزيک مواد و محيط بيولوژيک بدن داشته باشد. مهندس پزشکي با گرايش بيومواد با کمک اطلاعات و تخصص خود، نقش مهمي در حل مشکلاتي از اين قبيل دارد: جايگزيني و تعويض اعضا و اندامهايي از بدن که بر اثر بيماري يا آسيب، کاربري خود را از دست داده اند و به کمک تخصص بيومواد مي توان جراحت يا بيماري اعضاي مذکور را التيام داد، کاربري و عمل آنها را اصلاح و ناهنجاري يا وضعيت غير طبيعي آنها را تصحيح کرد.

مهندس پزشکي با تخصص باليني:

 همراه با گروهي متشکل از پزشکان، پرستارها و تکنسين ها يک تيم درماني را تشکيل مي دهند. کار اصلي اين تخصص مهندسي پزشکي به کارگيري تکنولوژي در فرآيندهاي بيماري و باليني است. اين مهندس پزشکي همچنين تجهيزات مورد نياز پزشکان و بيمارستان را در زمينه هاي خاص، طراحي يا تطبيق مي دهد. البته تمامي اين موارد مستلزم بهره گيري از سيستم هاي کامپيوتري، به همراه تجهيزات و نرم افزارهاي طراحي شده براي کنترل اين تجهيزات، جمع آوري اطلاعات و تجزيه و تحليل آنهاست. بنابراين مهندس پزشکي با تخصص باليني بايد همواره از آخرين تکنولوژي ها و دستاوردهاي اين حوزه آگاهي داشته باشد.
شايد بتوان تخصص هاي ذکر شده را به عنوان تخصص هاي اصلي و پايه مهندسي پزشکي مطرح کرد. البته تخصص هاي ديگري نيز در اين حوزه وجود دارد که به نوعي از دل موارد بالا بيرون آمده است. از جمله آن ها مي توان به مهندسي بافت، مهندسي ورزش و … اشاره کرد. به عنوان مثال مهندسي بافت که ارتباط زيادي با تخصص بيومتريال دارد، به استفاده از اصول و روش هاي مهندسي و علوم زيستي جهت درک عميق ارتباط بين ساختمان و عملکرد بافت هاي بدن پستانداران در شرايط مختلف سلامت و بيماري و توليد جايگزين هاي بيولوژيک جهت بازسازي، حفظ و يا بهبود عملکرد بافت ها مي پردازد.

گرايش هاي ديگري در  مقاطع ارشد و دکتري
گرايش مهندسي بافت
اين گرايش بيشتر در زمينه پزشکي و به گستره ميکروسکوپيک ميپردازد. در اين شاخه تخصص در آناتومي، بيوشيمي، مکانيک سلولها و ساختارهاي درون سلولي براي درک بيشتر در فرايند بيماري و توانايي داخل شدن به بخش هاي ويژه سلول لازم است. هدف اين شاخه که در اواخر قرن بيستم پايه گذاري شدهاست، مطالعه و تهيه مدلهاي ايده آل از ماکرومولکولها و ساختار سلولي است که منجر به درک بهتر پديده هاي درون ياخته اي و همچنين فهم عميقتر مکانيسم تأثير عملکرد ناصحيح آنها در بروز حالات بيماري ميشود. به علاوه اين مدلها سبب ارزيابي موثرتر فرضيه ها و نظريه هاي درماني مانند طراحي انواع پروتئين ها با خصوصيات منحصر به فرد ليگاند-رسپتوري ميشود. از جمله اهداف ديگر اين شاخه، مطالعه و مدلسازي ساختار سلول و فرايند بازيابي جراحات در بافتهاي آسيبديده به منظور ارائه روشهاي درماني بهينه تر جهت تقليل و رفع ضايعات بافتي و همچنين توليد نمونه هاي مصنوعي براي جايگزيني آنهاست.  به اين منظور علل و مکانيسمهاي تبديل سلولهاي بنيادي به بافتها و ارگان هاي مختلف بررسي و با استفاده از مدلهاي بدست آمده بافته اي آسيب ديده ترميم يا در خارج از بدن به صورت مصنوعي توليد ميشود. از جمله اين بافت ها و ارگان ها ميتوان به استخوان، غضروف، کبد، پانکراس، پوست و رگهاي خوني اشاره کرد.

گرايش پردازش تصاوير پزشکي
در اين رشته اطلاعات جمعآوري شده در تغييرات پديدههاي فيزيکي در بدن را با بهرهگيري از تکنولوژي تحليل پردازش الکتريکي و سرعت بالاي آن تجزيه و تحليل ميکنند و به صورت يک تصوير در ميآورند. اغلب اين تصاوير را ميتوان با اعمال غيرتهاجمي (بدون آسيب) بدست آورد به نحوي که هيچ اثر دردي براي بيمار نداشته باشد. در اين گرايش تهيه تصوير از اجزاي ايستاي بدن مانند استخوان ها و بافت ها و ادغام ويژگيهاي منحصر به فرد حالتهاي مختلف تصويربرداري مثل CT و MRI جهت تهيه تصاوير گوياتر مانند تصاوير سهبعدي و همچنين ارائه الگوريتمهاي پردازشي براي مدلسازي بافتهاي سالم و ضايعات آنها جهت ارائه روشهاي تشخيصي دقيق تر و غيرتهاجمي مورد بررسي قرار ميگيرد. همچنين بررسي فيزيولوژي و حرکت بافتهاي ديناميک در بدن مانند قلب و عروق از طريق تصويربرداري عملکردي (Functional Imaging) و تکنيکهاي بيدرنگ (Real Time) و همچنين مدلسازي اين رفتارها در بافتهاي سالم و ناسالم در جهت تشخيص بهتر ناهنجاري ها و تصويربرداري مولکولي به منظور مطالعه موقعيت، ساختار و حرکت مولکولها (مانند مولکولها و سلولهاي سرطاني) و توجيه اين حرکات بر اساس الگوريتم هاي آماري و همچنين مطالعه و مدلسازي مکانيسمهاي مختلف حيات در سطح مولکولي به صورت غيرتهاجمي براي ارائه روشهاي درماني دقيقتر مثل طراحي آنتيبادي ها و رديابي آنها براي از بين بردن بهتر مولکولها و سلولهاي مهاجم و تقليل آسيب به سلول هاي سالم بدن مورد نظر است.

گرايش مهندسي توانبخشي
يک شاخه جديد و توسعه يافته مهندسي پزشکي است. متخصصان اين رشته به بالا بردن توانايي ها و بهبود بخشيدن به کيفيت زندگي افراد کمک ميکنند و با توجه به پيشرفت تکنولوژي به طراحيهاي جديد و روش هاي نوين براي سکونت ارتباط و… کمک مينمايند.

گرايش مدلسازي سيستمهاي فيزيولوژيکي

در اين زمينه سعي ميشود با استفاده از قوانين موجود در مهندسي و تکنيکهاي پيشرفته و ابزار لازم يک طرح کلي و جامع از ارگانهاي زنده، از باکتري گرفته تا انسان، تهيه کنند. در اين رشته براي تحليل اطلاعات حاصل از آزمايش ها و فرمولبندي جزئيات فيزيولوژيکي با روابط رياضي، از مدلسازي کامپيوتري استفاده ميشود. سيستمهاي زنده داراي يک مجموعه بسيار با قاعده به همراه بازخورد براي کنترل خود هستند. ازجمله علومي که با مدل سازي سيستم هاي بيولوژيکي در بستر مهندسي پزشکي با يک فرمت جديد ميتوان تحليل کرد علوم پزشکي مشرق زمين است از جمله طب سنتي ايران و چين که گسترهاي از پارامديک دست نيافته است و شايد به علت قدمتش با پزشکي نوپاي غربي همپا نشده و سرشار از رموز و اسرار است.

گرايش ابزار دقيق در مهندسي پزشکي
کاربردي است از الکترونيک در تشخيص و بررسي ساختار بيماريها. رايانه ها بخش اصلي اين گرايش را بر عهده دارند. سيستمهاي تصوير پزشکي به وسيله مهندسان اين رشته ساخته ميشوند.

گرايش مديريت فناوري اطلاعات پزشکي در ايران
دوره کارشناسي ارشد فناوري اطلاعات پزشکي به عنوان گرايش جديد از رشته مهندسي پزشکي پيشنهاد شدهاست. ضرورت وجود اطلاع رساني پزشکي در حوزه پزشکي در دهه هاي گذشته از عوامل مهم در توجيه فناوري اطلاعات به عنوان يک رشته کاربردي مهم در دهه اخير بوده است. نظر به گسترش سريع حوزه فناوري اطلاعات مديريت در اين حوزه اهميت روزافزوني يافته است. فناوري اطلاعات پزشکي هم اکنون از زمينه هاي مهم فناوري اطلاعات است و طبيعتاً مديريت فناوري اطلاعات در اين حوزه اهميت زيادي دارد.

تعدادي از دانشگاه هاي مهندسي پزشکي
دانشگاه هاي روزانه در تهران: دانشگاه صنعتي اميرکبير، دانشگاه تهران، دانشگاه شريف و…
دانشگاه هاي فني و علوم پزشکي در اکثر شهرها (شيراز، تهران، تبريز، مشهد و….)
دانشگاه هاي آزاد تهران (علوم و تحقيقات، تهران جنوب، تهران شمال، تهران مرکز، اسلامشهر، شهرقدس و…)
دانشگاه هاي آزاد شهرستان ها: قزوين، کرج، کرمان، مشهد، علي آباد کتول، سمنان، گرمسار، شيراز، دزفول و….
دانشگاه هاي پيام نور در تعدادي از شهرها
دانشگاه هاي غير انتفاعي در شمال، قم و…

بخش دوم: زمينه هاي کاري
به طور کلي زمينه کار مهندسي پزشکي در حوزه هاي زير است:
الف: عمده زمينه هاي کاري

1– طراحي و ساخت
طراحي و ساخت دستگاه هاي آزمايشگاهي و الکترونيکي و تجهيزات مربوط به آنها.
طراحي و ساخت بخشهاي مکانيکي و برقي سيستمهاي تصويرگر پزشکي.

طراحي و ساخت سيستمهاي اندازه گيري پزشکي و بيمارستاني.

طرحي و ساخت قطعات و اندام مصنوعي بدن و موادي که در طول تشخيص، درمان و معالجات بيماريها به کار ميرود.

2- تعمير و نگهداري و بهينه سازي
از ديگر زمينه هاي کاري مهندسي پزشکي مي توان به تعمير، نصب، راهاندازي، نگهداري وسايل و کاليبراسيون مورد نياز اشاره کرد. واضح است که اين نيروي مجرب بايد داراي اطلاعات کافي در مورد قطعات و جزييات کار آن وسايل يا دستگاه باشد که در کنار اين موارد مسأله بهينه سازي يا تلفيق دستگاهها و عملکرد آنها نيز مطرح است. دامنه کاربرد اين زمينه آنچنان وسيع است که سالانه صدها مقاله در جهان در اين زمينه چاپ ميشود.

3- خريد و فروش تجهيزات پزشکي
بدون شک صنعت تجهيزات پزشکي، يکي از سودآورترين صنايع جهان است و البته به دليل شرايط خاص کاربري و درگير بودن با مقوله سلامت انسان از حساسيت ويژهاي برخوردار است.
خريد و فروش  و واردات (بازرگاني) يکي از زمينه هاي پردرآمد در ايران محسوب مي شود که از خريد و فروش تجهيزات مصرفي تا خريد و فروش دستگاه هاي مهم و گران قيمت چون سي تي اسکن و ام ار آي، اين بازار کار وجود دارد.

ب: ديگر زمينه هاي کاري
مهندس يا کارشناس  خط توليد، مدير توليد، مدير فني
مهندس يا کارشناس آموزشهاي تجهيزات پزشکي در شرکت ها، دانشگاه ها و مراکز درماني
مهندس يا کارشناس تعميرات تجهيزات پزشکي بيمارستان، مسئول تجهيزات پزشکي بيمارستان
مهندس يا کارشناس اداره مهندسي تجهيزات پزشکي دانشگاه علوم پزشکي (تجهيزات بيهوشي تنفسي، الکترونيکي، مکانيکي، تصويربرداري، آزمايشگاهي، دندانپزشکي، مصرفي و…)
مهندس يا کارشناس (مسئول) اداره مهندسي تجهيزات پزشکي مديريت درمان تأمين اجتماعي استان
مهندس يا کارشناس (مسئول) ساير ادارات مهندسي تجهيزات پزشکي وزارتخانه ها و نهادهاي دولتي
مهندس يا کارشناس ارزيابي شرکت ها براي وزارت بهداشت (طرف قرارداد وزارت بهداشت)
کارشناس (ارشد، متخصص) يکي از ادارات اداره کل تجهيزات پزشکي وزارت بهداشت (ادارت مهندسي نگهداري، کارشناسي تجهيزات پزشکي، نظارت و ارزيابي، نظارت بر توليد و کنترل کيفي، تجهيزات و ملزومات آزمايشگاهي، تجهيزات دندان پزشکي، آمار و فضاهاي اطلاعاتي)
برنامه نويسي تجهيزات (متلب- کتيا-ميميکس- avr و…)
کارشناس (ارشد، متخصص) يکي از واحدهاي مهندسي پزشکي سازمان هاي و اداراتي از قبيل استاندارد و تحقيقات صنعتي، پژوهش هاي علمي و صنعتي، مراکز تحقيقات علوم پزشکي و…
کارشناس رسمي تجهيزات پزشکي دادگستري
نويسنده و پژوهشگر علمي
ناظرفني توليد و واردات

بيمارستان پيوست
در اين بخش به بررسي اجمالي بخش هاي يک بيمارستان مي پردازيم، زيرا بيمارستان بزرگترين و بيشترين تعداد و متنوع ترين تجهيزات پزشکي را در خود دارد. از اين رو تجربه کار در يک بيمارستان تجربه اي گران بها براي مهندس پزشکي است.
در اين بخش ها تجهيزات پزشکي وجود دارد:
بخش اورژانس
اتاق احياء قلبي – ريوي  (CPR)
اتاق عمل سرپايي
اتاق گچ
اتاق ايزوله
واحد ترياژ
بخش مراقبت هاي ويژه قلبي (CCU)
بخش آنژيوگرافي (کاتتريسم)
بخش مراقبت هاي ويژه(ICUG, ICUOH)
بخش زنان و زايمان و نوزادان
بخش داخلي
بخش جراحي
بخش اطفال
واحد مراقبت هاي ويژه کودکان PICU
اتاق هاي عمل
آزمايشگاه و آسيب شناسي
بخش پزشکي هسته اي
بخش پرتونگاري
بخش طب فيزيکي و توانبخشي
بخش آندوسکوپي
بخش سنگ شکن
کلينيک شنوايي سنجي و سمعک
بخش همودياليز

بخش سوم: من يک مهندس پزشکي موفق مي شوم
مهارت و توانمندي هاي مورد نياز مهندس پزشکي:
داشتن مهارت و تخصص از مهم ترين عوامل موفقيت شغلي محسوب مي شود. امروزه تعداد فارغ التحصيلان دانشگاهي افزايش زيادي يافته ولي تعداد افرادي که در حوزه تخصصي خود مهارت و تخصص خوبي داشته باشند، بسيار کم است. به عبارتي حتي در شرايط فعلي بازارکار نامناسب کشور، مهندس پزشکي که با علاقه وارد اين حوزه شده و مهارت و تخصص خوب و مناسبي کسب کرده است،  به راحتي مي تواند موقعيت هاي شغلي مناسب همراه با درآمد قابل قبول را پيدا کند.
برخي از مهارت ها و توانمندي هاي کلي لازم براي يک مهندس پزشکي:

 داشتن علاقه و آشنايي کافي با علومي مانند رياضيات، فيزيک، شيمي و زيست شناسي.
مهندسي پزشکي بايد توانايي مناسب در حوزه مهندسي مرتبط با تخصص خود، به عنوان مثال مهندس پزشکي بيوالکتريک بايد در مباحث برق و الکترونيک و مهندس پزشکي بيومکانيک در مباحث مکانيک، تسلط داشته باشد.
خلاقيت و نوآوري، به دليل جديد بودن اين حوزه، بسياري از زمينه هاي شغلي به تحقيقات و اختراع روش ها و ابزارهاي پزشکي مربوط مي شود.
علاقه به کارهاي تحقيقاتي، بخشي از کار مهندس پزشکي به پژوهش و تحقيقات مربوط مي شود.
آشنايي با بازاريابي و فروش، به خصوص براي مهندسان پزشکي که در کار واردات و صادرات تجهيزات و دستگاه هاي پزشکي فعاليت مي کنند.
آشنايي با زبان انگليسي براي فهميدن دستورالعمل هاي مربوط به نحوه استفاده و به کارگيري دستگاه ها و تجهيزات پزشکي وارداتي،  دسترسي داشتن به آخرين اطلاعات و اخبار مرتبط و برقراري ارتباط با شرکت هاي تجهيزات پزشکي خارجي.
 مهارت هاي نرم افزاري
مهارت هاي الکترونيکي و به اصطلاح فني بودن در اين حرفه بسيار کارآمد است.

بخش چهارم: مراکزي که هر مهندس پزشکي بايد بداند
اداره کل تجهيزات پزشکي(www.imed.ir)
آشنايي  و ارتباط با اين سازمان براي تمام کساني که در صنف تجهيزات پزشکي مشغول به کار هستند الزامي است.
انجمن مهندسي پزشکي ايران(www.isbme.org)
انجمن متخصصين تجهيزات پزشکي(www.imedss.ir)
انجمن صنفي متخصصين تجهيزات پزشکي کشور يک تشکل صنفي و تخصصي است که به منظور دستيابي به اهداف تعيين شده توسط مؤسسان که در اساسنامه انجمن درج و به تاييد کليه اعضا نيز رسيده است در سال 1391 تاسيس شده است.
انجمن صنفي توليدکنندگان و صادر کنندگان تجهيزات پزشکي، دندانپزشکي، آزمايشگاهي (www.imdle.com)
وزرات بهداشت (www.behdasht.gov.ir)
اتحاديه صادرکنندگان تجهيزات پزشکي (www.isomee.org)
اتحاديه بازرگانان تجهيزات پزشکي www.imtumed.com
انجمن صنفي شرکت هاي مهندسي پزشکي
ماهنامه مهندسي پزشکي www.iranBmeMag.com
ارتباط دانشجويان با انجمن علمي دانشگاه ها، نشريات دانشگاهي و قطب مهندسي پزشکي دانشگاه ها در دوران دانشجويي بسيار راه گشاست.

منابع:
1-کانال ماهنامه مهندسي پزشکي
2-ويکي پديا فارسي
3-دکترسلام
4-سايت ايران بي ام اي