ما هي الهندسة الطبية
هي علم يهدف إلى استخدام العلوم الهندسية في حل المشكلات الطبية باستخدام التقنيات المتطورة ، حيث يجمع هذا العلم بين علوم الهندسة الإلكترونية ، والميكانيكية ، والكهربائية ونظم الحاسبات من جهة ، والعلوم الفيزيولوجية والطبية الحيوية .
تجمع الهندسة الطبية بين علمي الهندسة والطب ، حيث يقوم المهندس بتصميم وإنشاء أجهزة ، ومعدات تساعد الطبيب على أداء مهامه بدقة وسرعة وبشكل أفضل
وتشمل الأجهزة الطبية التي يتم تصميمها :
أجهزة طبية تشخيصية : تساعد الطبيب في تشخيص حالة المريض بدقة عن طريق الاطلاع على المؤشرات الحيوية المختلفة ، أو تصوير الأجزاء الداخلية في الجسم ، وتحديد موضع الخلل ، ومن أمثلتها جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي ، جهاز الغاما كاميرا .
أجهزة طبية علاجية: الغرض منها مساعدة المريض على الشفاء بأن تكون في حد ذاتها وسائل لعلاج بعض المشاكل الصحية ، أو تساعد في استقرار الحالة للوصول إلى الشفاء ، ومن أمثلتها : منظم ضربات القلب ، ومزيل الرجفان ، وجهاز الغسيل الكلوي .
وأجهزة تعويضية : مثل الأطراف الصناعية ، حيث تساعد المريض على ممارسة حياته بشكل شبه طبيعي ، والتغلب على ما قد يسببه مرضه من عوائق .
فهي علم يختص بإنشاء الأجهزة والمعدات الطبية المتطورة ، والعمل على صيانتها وتطويرها
أقسام الهندسة الطبية
تتكون الهندسة الطبية من عدة أقسام تتفرع بحسب التخصص الهندسي (الكهربائي، والميكانيكي، ونظم الحاسبات ..إلخ) ، وهذه الأقسام هي :
- الهندسة الكهربائية الطبية (Bioelectrical Engineering) : وتعني بدراسة نوعين من العلوم هما :
- علم الإشارات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetism).
- علم التأثيرات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetics).
- الهندسة الميكانيكية الحيوية (Biomechanical Engineering): وتعني بدراسة نوعين من العلوم أيضًا :
- علم ميكانيكا حيوية : (Biomechanics)وهو العلم الذي يختص بدراسة حركة المواد الحيوية بداخل جسم الإنسان ، وطبيعة انتقالاتها .
- علم ميكانيكا الحركة الحيوية (Bio transport): وهو العلم الذي يدرس معالجة الخلل الذي قد يحدث في حركة الجسم .
- هندسة المواد الحيوية (Biomaterials): ويقصد بها المواد التي تتفاعل مع الأنظمة الحيوية للجسم ، ويتم إنتاج هذه المواد إما طبيعيًا ، أو في المختبرات بطرق كيميائية ، وتستخدم كثيرًا في العمليات الجراحية ، حيث يتم وضعها في أماكن بالجسم ، مثل ، الألواح العظمية ، وصمامات القلب ، والأوعية الاصطناعية ، كما يتم استخدامها في إيصال المادة المخدرة إلى أنسجة الجسم .
- هندسة محاكاة الأنظمة الحيوية Systems & Integrative Engineering : وتشمل علمين :
- الهندسة الجينية : وتهتم بدراسة تركيب الجينات ، وتغيير التركيب الجيني لبعض الكائنات الحية بهدف تحفيزها لإنتاج مواد كيميائية ، وهرمونات معينة ، مثل تحفيز البكتريا المسئولة عن إنتاج الأنسولين ، ويرتبط استخدامها في الهندسة الطبية بأنها تهدف لتحسين عمل الأجهزة الحيوية بشكل عام .
- الهندسة العصبية : هو علم يعني بعلاج وإصلاح النظم العصبية باستخدام تقنيات هندسية ، وذلك في الكائنات الحية وغير الحية ، وتستخدم فيها كل من : هندسة النظم والحاسبات ، وتكنولوجيا النانو ، لإنتاج إشارات عصبية للتحكم في الأطراف الصناعية مثلًا ، أو تحسين أداء الجهاز العصبي .
- هندسة النسج والجزيئات والخلايا (Tissue,Molecular& Cellular Engineering)
ما هي الهندسة الطبية الحيوية
الهندسة الطبية الحيوية (Biomedical engineering) ، هي علم حديث يختص بدراسة جسم الإنسان نفسه بالتفصيل لكي يتمكن مهندس الطب الحيوي من تصميم الأجهزة التي تساعد على شفاء الجسم ، أو اختراع الأطراف الصناعية والأعضاء المناسبة له ، كما تعني هندسة الطب الحيوي بدراسة الأمراض للمساعدة في معالجتها ، وإدارة السبل الصحية في المستشفيات للوقاية منها وضمان صحة أفضل للمرضى .
فهو علم يربط التقنيات الهندسية الحديثة بالطب ، وموائمة الأجهزة الطبية والمعدات المتطورة مع النظام البيولوجي لجسم الإنسان ، لذا فإنه يجمع أيضًا بين الهندسة الكهربائية والميكانيكية وهندسة الحاسوب ، وهو مجال واسع للاختراع والابداع والتطوير .
وتنقسم الأجهزة الطبية في هذا المجال إلى :
أجهزة تشخيصية : ومن أمثلتها جهاز الأمواج الفوق صوتية (ultrasound).
الأجهزة العلاجية : ومن أمثلتها أجهزة العلاج بالأمواج، وأجهزة العلاج بالإشعاع ، والعلاج الكيماوي، وجهاز المعالجة بالكوبالت.
الأجهزة التعويضية : مثل الأطراف الاصطناعية ، والقلب الاصطناعي ، والأوعية الاصطناعية
الفرق بين الهندسة الطبية والهندسة الطبية الحيوية
هناك عدة فروق بين الهندسة الطبية والهندسة الطبية الحيوية وتتلخص فيما يلي:-
أولًا: من حيث مجالات عمل مهندس الأجهزة الطبية
بعدما قدمته التكنولوجيا الحديثة من أجهزة ومعدات متطورة في كافة القطاعات الصحية ، كانت الحاجة إلى صيانة وتطوير هذه الأجهزة مستمرة مما خلق فرص عمل لمهندس الأجهزة الطبية في مختلف مؤسسات القطاع الصحي وذلك بالتعاون مع الممرضين والأطباء ، ومن هذه الأماكن :
- مراكز العلاج الطبيعي .
- شركات تصنيع الأجهزة والمعدات الطبية .
- مراكز الأبحاث الطبية .
- شركات بيع الأجهزة الطبية وصيانتها .
- وحدات العناية المركزية .
أما مجالات عمل مهندسي الطب الحيوي
إن التقدم التكنولوجي الكبير الذي احتاج كافة المجالات بالتزامن مع تزايد المشكلات الطبية والحاجة إلى حلول سريعة وفعالة أدى إلى خلق فرص عمل لمهندس الطلب الحيوي في كل الأماكن التي تعني بتقديم الرعاية الصحية ، مثل :
- المستشفيات
- الشركات الطبية المختصة بتصنيع الأجهزة والمعدات الطبية ، وبيعها وصيانتها .
- المعامل الطبية .
- مراكز البحث العلمي ، والمختبرات فهناك الكثير من الجامعات والشركات العالمية التي تستثمر ملايين الدولارات في البحث العلمي ، وتطوير التقنيات الطبية المستخدمة في الأجهزة والمعدات والأعضاء الاصطناعية .
- شركات تصميم البرامج الإلكترونية الطبية .
وبالطبع يستخدم في كلا المجالين أرقى التقنيات ، وأغلاها وأكثرها تقدمًا .
ثانيًا : من حيث المقررات
أهم المقررات التي يتم تدريسها في تخصص الهندسة الطبية :
الرياضيات ، والفيزياء ، والكيمياء .
تصميم وإنتاج الأجهزة الطبية .
الأجهزة الطبية والأطراف الصناعية .
أنظمة الأشعة والتصوير الطبي .
إدارة المرافق الصحية والنظم الطبية .
أما أهم المقررات التي يتم تدريسها في تخصص هندسة الطب الحيوي
- الرياضيات ، والفيزياء ، والكيمياء ، والأحياء ، والبيولوجيا .
- التصميم الهندسي الحيوي .
- الهندسة الوراثية .
- الأجهزة العلاجية .
- الإدارة الصحية .
أهم الجامعات التي تدرس الهندسة الطبية والطبية الحيوية في العالم
بحسب دراسة أجريت عام 2020 توجد الكثير من المعاهد والجامعات على مستوى العالم قدمت أفضل خدمات في مجال تدريس الهندسة الطبية حيث يعد كلا التخصصين من أبرز التخصصات الهندسية ومنها :
- جامعة كاليفونيا، إيرفين .
- جامعة كليمسون ، كليمسون ، SC
- جامعة يوتا ، سولت ليك سيتي ، يوتا .
- جامعة شنغهاي جيا تونغ – الصين .
- جامعة طوكيو (UTokyo) – اليابان .
- جامعة واشنطن في سانت لويس ، سانت لويس ، ميسوري .
- جامعة فاندربيلت ، ناشفيل ، تينيسي
- معهد جورجيا للتكنولوجيا بأتلاتنا .
- جامعة رايس في هيوستن .
- جامعة روتجرز-نيو برونزويك ، نيو برونزويك ، نيوجيرسي .
- جامعة واشنطن ، سياتل ، واشنطن .
- جامعة بوردو، وست لافاييت، IN
- معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا ، نيوارك ، نيوجيرسي .
- جامعة جونز هوبكنز ، بالتيمور .
- معهد الفنون التطبيقية ووستر ، ووستر ، ماجستير .
- جامعة روتشستر ، روتشستر ، نيويورك .
- جامعة ولاية بنسلفانيا ، جامعة بارك ، بنسلفانيا .
- جامعة تورنتو – كندا.
وتدرس الهندسة الطبية في مصر في جامعة القاهرة ، وجامعة حلوان ، وجامعة المنوفية، وجامعة المنصورة .
