تخصص الهندسة الطبية الحيوية
تستمر رحلة البحث عن التخصص الجامعي. بينما يبحث الطالب عن المجال المناسب سيجد نفسه أمام بعض الأسئلة للتخصص الذي سيقرر دراسته. اهم الأسئلة التي قد يفكر فيها ، ما هو مستقبلي الوظيفي بعد التخرج ؟ هل ستكون الدراسة ممتعة ؟ هل انا محب للمواد التي يتم تقديمها في هذا التخصص ؟ والسؤال الأكثر تردداً ، ما الذي سوف أقدمه وافعله بعد التخرج ؟
في مقالنا التالي سنحاول مساعدتك للحصول على أجوبة على الأسئلة السابقة وهي أسئلة مهمة يجب على كل طالب التفكير فيها. سنحاول تسليط الضوء على أهم النقاط المتعلقة بتخصص الهندسة الطبية الحيوية وتطبيقاتها.
بداية. يسأل الطالب نفسه: إذا ما كان التخصص مناسباً له؟
إن تخصص الهندسة الطبية الحيوية ، تخصص هندسي. عندما تريد دخول تخصص هندسي يجب ان يكون لديك اهتمام قوي بالعلوم والرياضيات لتستطيع حل المشاكل التي تواجهك ، فالتخصصات الهندسية عامة تواجه مشاكل على مستوى عالٍ من التقنية ومن أجل حلها يجب أن تكون على معرفة قوية واهتمام بالرياضيات والعلوم. بما يتعلق بمجال الهندسة الطبية الحيوية ، يجب أن تكون على استعداد لإضافة علوم الحياة والمعرفة الطبية اللازمة لفهم إطار العمل للمشكلات الهندسية والصحية التي ستعمل عليها.
ما هو تخصص الهندسة الطبية الحيوية؟
الهندسة الطبية الحيوية هي نسخة أكثر تخصصًا من الهندسة الحيوية ، تستخدم العديد من النظريات الهندسية الرئيسية في التخصص وتضعها موضع التنفيذ لتحسين صحة الإنسان. يركز هذا المجال على إنتاج أدوات وعمليات جديدة يمكن استخدامها في سياقات الرعاية الصحية المختلفة. يعمل مهندسو الطب الحيوي عادةً على حل المشكلات الموجودة في علوم الحياة ؛ أولئك الذين يعملون في الأطراف الصناعية أو مجال علم التحكم الآلي الناشئ (المعروف رسميًا باسم الميكاترونيك الحيوي) قد يشار إليهم أيضًا باسم مهندسي الميكانيكا الحيوية.
العناصر الطبية مثل منظم ضربات القلب والقلب الصناعي وزراعة القوقعة كلها نتائج للابتكار الطبي الحيوي. كما تندرج الأدوات الطبية والجراحية مثل أجنحة الجراحة الروبوتية المتخصصة ضمن مجال الطب الحيوي. يعمل مهندسو الطب الحيوي أيضًا على تعزيز فعالية العمليات الطبيعية من خلال التقنية الحيوية ، مثل تجديد الأنسجة وانتشار الخلايا. يمكن العثور على مهندسو الطب الحيوي في جميع مجالات الطب تقريبًا. حيثما توجد مشكلة في القطاع الطبي ، فإن مهندسي الطب الحيوي سوف يعملون على إيجاد حل.
إن إنتاج هذه الصناعات يفيد بشكل مباشر صحة الناس ورفاهيتهم. لذلك غالبًا ما ينجذب مهندس الطب الحيوي إلى هذا المكون الإنساني بالإضافة إلى التقنية المتقدمة. يعمل مهندسو الطب الحيوي مع مجموعة واسعة من المهنيين بدءًا من التخصصات الهندسية الأخرى إلى علماء المختبرات الأساسيين والأطباء والممرضات.
كيف تختلف الهندسة الطبية الحيوية عن نظيراتها من المجالات الهندسية؟
يختلف مهندسو الطب الحيوي عن التخصصات الهندسية الأخرى التي لها تأثير على صحة الإنسان في أن مهندسي الطب الحيوي يستخدمون ويطبقون معرفة وثيقة بالمبادئ البيولوجية الحديثة في عملية التصميم الهندسي. تم دمج جميع جوانب الهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربائية والهندسة الكيميائية وعلوم المواد والكيمياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر والهندسة مع علم الأحياء البشري في الهندسة الطبية الحيوية لتحسين صحة الإنسان ، سواء كان ذلك طرفًا اصطناعيًا متقدمًا أو اختراقًا في تحديد البروتينات داخل الخلايا.
أساسيات الهندسة الطبية الحيوية
تركز الهندسة الطبية الحيوية بشكل كبير على الأجهزة الهندسية للعمل كأعضاء اصطناعية أو أنظمة دعم خارجية لمساعدة الأنظمة البيولوجية. يمكن لمهندسي الطب الحيوي هندسة أجهزة تنظيم ضربات القلب ، ومضخات الأنسولين ، وأجهزة التهوية ، وما إلى ذلك لدعم البشر إذا كانت أعضائهم ضعيفة جدًا أو تالفة بحيث لا تعمل بشكل مناسب. يمكنهم أيضًا تطوير أعضاء اصطناعية مثل صمامات القلب الميكانيكية والأطراف الاصطناعية لتحل محل أجزاء الجسم غير العاملة. مهندسو الطب الحيوي ليسوا فقط على دراية بالبيولوجيا ، ولكنهم أيضًا ماهرون في أنواع أخرى من الهندسة مثل الميكانيكية والكهربائية وعلوم الكمبيوتر على سبيل المثال لا الحصر.
دورات الهندسة الطبية الحيوية ذات الصلة:
– محولات الطاقة الطبية الحيوية
– العمليات التنظيمية FDA والاتصالات الفنية
– الإشارات والأنظمة
– تطبيقات الحواسيب الصغيرة
– التعلم الآلي و النمذجة القائمة على البيانات
– تكامل النظم في علم الأحياء والهندسة والطب
– مقدمة في التصنيع المجهري والنانوي
المقصود بالدورات هي دورات معززة لمعرفة الطالب في مجال هندسة الطب الحيوي.
التخصصات الفرعية في مجال الهندسة الطبية الحيوية
ما هي أنواع التخصصات الفرعية في الهندسة الطبية الحيوية؟
لكل علم مجالات متفرعة كثيرة ، تؤدي دراسة أحد الأفرع والغوص في اعماقه إلى الاختصاص بهذا الفرع مما يعطي المختص فرصة كبيرة للإضافة في هذا المجال كونه أصبح خبيراً في مجاله الذي يهتم به.
هناك العديد من التخصصات الفرعية في مجال الهندسة الطبية الحيوية. نذكر بعضها:
– المعلوماتية الحيوية: تطوير واستخدام أدوات الكمبيوتر لجمع البيانات وتحليلها.
– الآلات الحيوية: تطبيق التقنيات الإلكترونية والقياسية.
– المواد الحيوية: تطوير مواد متينة تتوافق مع البيئة البيولوجية.
– الميكانيكا الحيوية: تطبيق المعرفة بالميكانيكا على المشاكل البيولوجية أو الطبية.
– هندسة النانو الحيوية: تطوير هياكل جديدة بأبعاد نانومترية لتطبيقها في علم الأحياء ، وتوصيل الأدوية ، والتشخيص الجزيئي ، والأنظمة الدقيقة والأنظمة النانوية.
– تقنية الضوئيات الحيوية: تطبيق ومعالجة الضوء ، عادة ضوء الليزر ، لاستشعار أو تصوير خصائص الأنسجة البيولوجية.
– الهندسة الخلوية والأنسجة: دراسة التشريح والكيمياء الحيوية وميكانيكا الهياكل الخلوية وشبه الخلوية ، وتطوير التقنيات لإصلاح أو استبدال أو تجديد الأنسجة الحية وتطوير طرق للتحكم في نمو الخلايا والأنسجة في المختبر.
– الهندسة السريرية: تطبيق أحدث التقنيات على أنظمة الرعاية الصحية والرعاية الصحية في المستشفيات.
– علم الجينوم والهندسة الوراثية: رسم الخرائط وتسلسل وتحليل الجينوم (DNA) ، وتطبيق طرق البيولوجيا الجزيئية لمعالجة المادة الوراثية للخلايا والفيروسات والكائنات الحية.
– التصوير الطبي أو البيولوجي: الجمع بين المعرفة بالظاهرة الفيزيائية (على سبيل المثال ، الصوت أو الإشعاع أو المغناطيسية) مع المعالجة الإلكترونية والتحليل والعرض.
– الهندسة الحيوية الجزيئية: تصميم الجزيئات للأغراض الطبية الحيوية وتطبيق الأساليب الحسابية لمحاكاة التفاعلات الجزيئية الحيوية.
– فسيولوجيا الأنظمة: دراسة كيفية عمل الأنظمة في الكائنات الحية.
– الهندسة العلاجية: تطوير واكتشاف الأدوية والمواد والتقنيات المتقدمة لتوصيل الأدوية إلى الأنسجة مع تقليل الآثار الجانبية.
المستقبل الوظيفي لمهندسي الطب الحيوي
بعد تطرقنا لعديد النقاط عن هذا المجال المثير والمهم ، و كطالب يريد ان يلتحق بتخصص مثل تخصص الهندسة الطبية الحيوية فأنت بحاجة إلى معرفة ما هي المسميات الوظيفية ضمن المؤسسات المختلفة.
هناك وظائف الهندسة الطبية الحيوية في البحث والتطوير الطبي الحيوي ، والتصنيع الطبي الحيوي (المستحضرات الصيدلانية) ، وشركات مبيعات المعدات الطبية الحيوية ، وأقسام الطب الحيوي في الجامعات والمستشفيات والعيادات ومصنعي الأجهزة الطبية.
يتمتع مهندسو الطب الحيوي بمجموعة واسعة من فرص العمل التي يمكن أن تشمل القيام ببعض المهام في المستشفى كمهندس سريري ، أو مهندس صناعي يقوم بتصميم الأجهزة الطبية ، أو مهندس مبيعات تقني ، أو مهندس ضمن طاقم في مختبر للأبحاث الطبية.
يجد مهندسو الطب الحيوي أنفسهم في مجموعة متنوعة من التخصصات التي قد تدور حول امراض مختلفة ، مثل السرطان ، أو أنظمة الأعضاء مثل نظام القلب والأوعية الدموية ، أو التقنيات ، مثل المواد الحيوية أو التصوير.
هنا ، نغطي ونشرح بشكل اكثر بعضًا من أكثر أنواع الوظائف إثارة في الهندسة الطبية الحيوية:
- مطور مواد حيوية
قد يطور مهندسو الطب الحيوي مواد حيوية ، يمكن أن تكون إما أنسجة حية طبيعية أو مواد اصطناعية ، ليتم استخدامها في جسم الإنسان.
هندسة الأنسجة ، وتطوير الغرسات الطبية الحيوية ، وغرسات النانو كلها مجالات قد يعمل فيها مطور المواد الحيوية. يمكن استخدام المواد الحيوية لإصلاح أو استبدال الوظيفة المفقودة في الجسم ، كما قد تستخدم للكشف عن المرض وتصويره.
- مهندس تصنيع
يشارك مهندسو التصنيع في تصميم المنتجات وإنتاجها ، ويسعون جاهدين لتوفير سلع منخفضة التكلفة وعالية الجودة. في مجال الطب الحيوي ، يتم تطوير هذه المنتجات عادةً لاستخدامها في مجالات الرعاية الصحية.
يمكن أن تشمل معدات المختبرات أو المستشفيات والأطراف الصناعية وأدوات التصوير وغيرها. يمكن لمهندسي التصنيع ذوي الخلفيات في هندسة الطب الحيوي تولي مناصب إدارية في مؤسسات تصميم منتجات الرعاية الصحية أو إدارة الفرق التي تقوم بإنشائها.
- مستشار مستقل
يعمل المستشارون المستقلون في مجال الهندسة الطبية الحيوية مع المنظمات الطبية والمؤسسات البحثية لتقديم الإرشادات والتوصيات. يمكن أن تؤثر توصياتهم على كيفية تنفيذ العمليات ، ونوع المعدات التي يجب استخدامها ، وكيفية تنظيم القوى العاملة والقرارات الحاسمة الأخرى.
قد يعمل مستشارو الطب الحيوي المستقلون مع مجموعة متنوعة من الشركات.
- باحث في الطب الحيوي
يستخدم علماء الطب الحيوي والباحثون التجارب السريرية لإجراء البحوث لتحسين صحة الإنسان ، وإجراء الاختبارات المخبرية لإيجاد حلول للمشاكل الطبية. يبحث علماء الطب الحيوي عن المعلومات التي تساعد في تطوير التقنيات الطبية الحيوية واختبار المنتجات للتأكد من أنها آمنة للمستهلكين.
قد يعمل باحثو الطب الحيوي أيضًا في مجال الميكانيكا الحيوية ، والذي يتضمن محاكاة المشكلات الطبية وأنظمة الجسم للمساعدة في إنشاء الأجهزة الطبية الحيوية.
- مهندس تأهيل
قد يعمل مهندسو الطب الحيوي الذين يعملون في مجال من مجالات مشاريع إعادة التأهيل. يمكن أن تتراوح المعدات من المعدات الميكانيكية التي تساعد المرضى على استعادة القدرة على المشي إلى أنظمة الواقع الافتراضي التي تساعد في حركة الأطراف. يمكن لمهندسي إعادة التأهيل أيضًا إنشاء حلول مخصصة بناءً على الاحتياجات الفريدة.
- مطور تقنيات طبية
يمكن أن تشير التقنيات الطبية إلى الأجهزة والبرامج التي تساعد في تصنيع الأجهزة الطبية ، بالإضافة إلى التقنيات التي تعد جزءًا لا يتجزأ من تلك الأجهزة. قد يتخصص محترفو التقنيات الطبية ذوو الخلفيات الهندسية الطبية الحيوية في الآلات الحيوية ، أو استخدام الأدوات الإلكترونية الحيوية لتسجيل أو نقل المعلومات الفسيولوجية.
يشمل هذا النوع من المعدات أجهزة تنظيم ضربات القلب وأجهزة قياس ضغط الدم وأجهزة تخطيط القلب.
ظروف عمل مهندسي الطب الحيوي
يعمل مهندسو الطب الحيوي في المكاتب والمختبرات والورش والمصانع والعيادات والمستشفيات. قد تكون هناك حاجة لبعض السفر إذا كانت المعدات الطبية موجودة في عيادات أو مستشفيات مختلفة.
ماذا ستتعلم عند دراستك لتخصص الهندسة الطبية الحيوية في الجامعات؟
نموذج للخطة الدراسية التي يدرسها الطالب خلال سنوات دراسته
بداية ، يكتسب طلاب الهندسة الطبية الحيوية الخلفية اللازمة للدورات الأساسية مع دورات الهندسة المشتركة مثل الفيزياء والكيمياء والرياضيات وبرمجة الكمبيوتر والرسم بمساعدة الكمبيوتر.
هنالك علم الأحياء في الهندسة الطبية الحيوية ، وعلم التشريح البشري وعلم وظائف الأعضاء ، الدوائر الكهربائية والإلكترونيات الطبية الحيوية والإشارات والأنظمة والبنية التحتية للأجهزة والبرامج المهمة ، هندسة المواد في الهندسة الطبية الحيوية.
سيحصل الطلاب على معلومات شاملة حول طرق التصوير الطبي. من خلال دورة الاحتمالات والإحصاء الحيوي ، سيكون لدى الطلاب المعرفة اللازمة لتصميم الدراسات العلمية في الأوساط الأكاديمية والعيادات ، و سيكتسب الطلاب الأساسيات البرمجية اللازمة لتطبيق الأساليب الإحصائية على المشكلات الطبية الحيوية التي قد يواجهونها في هذا المجال.
الميكانيكا الحيوية ، والتي ستكون مقدمة للميكانيكا الحيوية للأنسجة والحركة. ظاهرة النقل الطبي الحيوي لتأسيس التفاعلات الفيزيائية والكيميائية للأنظمة البيولوجية ، إضافة الى دورات في التقنيات الحيوية والمستحضرات الصيدلانية الحيوية. سيتعلم الطلاب مبادئ التصميم الحيوي ضمن الدورات التي سيتم تقديمها.
الخطة السابقة المختصرة هي خطة لدراسة تخصص الهندسة الطبية الحيوية في إحدى الجامعات التركية.
الخصائص الشخصية للطالب الملتحق ببرنامج الهندسة الطبية الحيوية
يحتاج مهندسو الطب الحيوي إلى الخصائص التالية:
– اهتمام قوي بالهندسة والطب.
– القدرة على التفكير التحليلي وحل المشكلات.
– الكفاءة في العلوم والرياضيات.
– القدرة على تصور العمليات والمعدات المعقدة.
– مهارات اتصال شفهية وكتابية جيدة.
– الإبداع والمثابرة.
– الرغبة في تحسين معارفهم ومهاراتهم بشكل مستمر.
– القدرة على العمل بشكل فعال مع أشخاص من مختلف التخصصات والخلفيات التعليمية.
مزايا الالتحاق في برنامج الهندسة الطبية الحيوية
1. الهندسة الطبية الحيوية هي الواجهة الفريدة بين الهندسة والرعاية الصحية. يمكنك الاستفادة من معرفتك بالهندسة في تحسين مجال الرعاية الصحية
2.يشمل دراسة جميع أنواع الهندسة من الإلكترونيات ، وأجهزة الكمبيوتر ، والميكانيكية ، والكيميائية ، وتكنولوجيا النانو. لذلك فإن الشخص المهتم بملف العمل القائم على البحث سيكون راضيًا حقًا عن مجال العمل هذا حيث يُتوقع منك البحث في جميع مجالات الهندسة هذه.
3.يعمل مهندسو الطب الحيوي بشكل وثيق مع الأطباء وعلماء الطب ، لذلك إذا كنت ترغب في أن تصبح طبيباً ، فهذا فرع ممتاز لتكون قريباً من أحلامك. ستعمل عن كثب مع الأطباء وتساعدهم على العمل بكفاءة.
4.فرص البحث في هذا المجال ضخمة ، وجميع فروع الهندسة الأخرى تريد الآن إجراء البحث في الطب الحيوي لأن مجالها مشبع.
5.تؤثر الحلول الطبية الحيوية على المجتمع وستكون قادرًا على تحسين عمر الفرد وهو الشيء الأكثر قيمة الذي يمتلكه المرء. يمكنك أيضًا العمل بشكل وثيق مع المنظمات غير الحكومية للنهوض بالمجتمع.
6.حجم التمويل في هذا المجال في الخارج ضخم ، وبالتالي إذا كنت مبتكرًا ومبدعًا ، يمكنك العمل بشكل جيد في هذا المجال.
ما الذي يتوقع أن يجيده مهندس الطب الحيوي؟
إحدى المهارات الأساسية لمهندس الطب الحيوي هي القدرة على فهم المشكلات الطبية المعقدة واستخدام الأساليب الهندسية لحلها. يتضمن هذا غالبًا أن تكون جزءًا من فريق متعدد التخصصات حيث يغوص مهندس الطب الحيوي في كلا جانبي المشكلة. سيتعلم مهندس الطب الحيوي أن معظم الأنظمة البيولوجية لا تتبع القوانين الفيزيائية الدقيقة التي تحكم الأنظمة الميكانيكية أو الكيميائية أو الكهربائية. تتمتع الأنظمة البيولوجية بطيف فريد من الاستجابات للمنبهات المختلفة ، هل تذكر استخدامك لدواء كان مفيداً لشخص آخر ولكنه لم يكن مفيداً لك! إن فهم هذه الانظمة المتغيرة جيداً مع امتلاك المهارات اللازمة لتصميم ومعالجة الانظمة الفيزيائية التي تشكل جزءاً من الحل هو مايصف مهندس الطب الحيوي بأنه جيد. بمعنى آخر ، يجب على مهندس الطب الحيوي فهم العلاقة بين النظام الحيوي والنظام الهندسي.
عادةً ما يقوم مهندسو الطب الحيوي بما يلي:
تصميم المعدات والأجهزة الطبية الحيوية ، مثل الأعضاء الداخلية الاصطناعية ، واستبدال أجزاء الجسم ، وآلات تشخيص المشكلات الطبية.
تطوير أحدث تقنيات التصوير الحديثة (التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، والتصوير بالرنين المغناطيسي ، والتصوير المقطعي المحوسب) سواء في تطور التكنولوجيا الحالية أو تطوير تقنيات جديدة.
تطوير برنامج لاكتشاف نظم القلب غير الطبيعية لاستخدامه في جهاز تنظيم ضربات القلب.
تطوير مخطط ترميز / تحفيز متقدم لغرسات قوقعة الأذن التي توفر مدخلات سمعية للأشخاص الذين يعانون من عجز سمعي كبير.
تصميم الجيل القادم من غرسات الورك باستخدام المواد الحديثة واعتبارات التصميم الميكانيكي.
البحث عن طريقة جديدة لإيصال الدواء وإتقانها لعلاج مرض مزمن يتطلب مستويات دم ثابتة لدواء معين.
تركيب أو ضبط أو صيانة أو إصلاح أو تقديم الدعم الفني للمعدات الطبية الحيوية.
تقييم سلامة وكفاءة وفعالية المعدات الطبية الحيوية.
تدريب الأطباء وغيرهم من العاملين على الاستخدام السليم للمعدات الطبية الحيوية.
القيام بالأبحاث في الجوانب الهندسية للأنظمة البيولوجية للإنسان والحيوان مع علماء الحياة والكيميائيين وعلماء الطب. وكتابة التقارير الفنية ونشر الأوراق البحثية وتقديم التوصيات بناءً على نتائج أبحاثهم.
إجراء البحوث اللازمة لحل المشاكل السريرية. كثيرا ما يعملون في البحث والتطوير أو ضمان الجودة.
يصمم مهندسو الطب الحيوي دوائر كهربائية أو برامج لتشغيل المعدات الطبية أو محاكاة حاسوبية لاختبار علاجات دوائية جديدة.
القيام بتصميم وبناء أجزاء اصطناعية للجسم ، مثل مفاصل الورك والركبة. في بعض الحالات ، يطورون المواد اللازمة لصنع أجزاء الجسم البديلة. كما يقومون بتصميم معدات تمارين إعادة التأهيل.
يمتد عمل هؤلاء المهندسين إلى العديد من المجالات المهنية. على سبيل المثال ، على الرغم من أن خبرتهم تستند إلى الهندسة وعلم الأحياء ، فإنهم غالبًا ما يصممون برامج كمبيوتر لتشغيل أدوات معقدة ، مثل أجهزة الأشعة السينية ثلاثية الأبعاد. بدلاً من ذلك ، يستخدم العديد من هؤلاء المهندسين معرفتهم بالكيمياء والبيولوجيا لتطوير علاجات دوائية جديدة. يعتمد آخرون بشكل كبير على الرياضيات والإحصاءات لبناء نماذج لفهم الإشارات التي يرسلها الدماغ أو القلب. قد يشارك البعض في الإدارة و المبيعات.
دراسة تخصص الهندسة الطبية الحيوية في تركيا
يعتبر تخصص الهندسة الطبية الحيوية ، أحد أهم التخصصات المستقبلية. ويتم الاهتمام فيه حيث زادت عدد الجامعات التي تقدم هذا التخصص في السنوات الأخيرة.
أمثلة لبعض الجامعات التي تُدرس تخصص الهندسة الطبية الحيوية:
– جامعة بيروني
