ما هي هندسة المعدات الطبية؟

هي علم يجمع بين علوم الهندسة (الميكانيكية والكهربائية والالكترونية والحاسوبية) وبين العلوم الطبية الحيوية والفيزيولوجية حيث تطبق النظريات والتقنيات الهندسية المتقدمة للتعامل وتحليل وحل المشكلات الطبية الحيوية وذلك من خلال تصميم أدوات وأجهزة مناسبة لقياس المنظومات الفيزيولوجية والحيوية فهمها وتطوير أجهزة قادرة على معالجة الأمراض والتعامل معها مما يتطلب دراسة طريقة عمل هذه الأجهزة وصيانتها ونمذجتها.

هندسة المعدات الطبية تتيح بشكل كبير والإبداع والتطوير والاختراع وذلك لتنوع المجالات الطبية ولضخامة المنظومات الفيزيولوجية (الجسم البشري) التي يتعامل معها هذا المجال من الهندسة علما ان أكثر التقنيات رقيا وتقدما وأغلاها ثمنا تستخدم في مجالين أحدهما الهندسة الطبية.

(بالإنجليزية: Biomedical Engineering) وتعرف باسم هندسة التقنيات الطبية وهو العلم الذي يختص بدراسة جسم الإنسان من الناحية الهندسية ويمكن تقسيمه إلى خمسة أقسام أساسية موضحة أدناه وهو حلقة وصل بين علم الطب وعلوم الهندسة (فمهندس المعدات الطبية ينبغي أن يعرف جسم الكائن الحي لكي يصمم ما يتوافق معه من طرف صناعي أو عضو أو جهاز طبي).

تعتبر هندسة المعدات الطبية من أحدث العلوم الهندسية التي نشأت مع تطور الطب الحديث فبعد أن كان الطبيب وحده يقوم بكل مهام التشخيص والعلاج وحتى تصنيع الدواء أصبح الجهاز الطبي رديفاً أساسياً للطبيب في التشخيص والمعالجة ومراقبة المرضى ونظراً لوجود حاجة ماسة لتطوير الأجهزة والمعدات الطبية بما يخدم صحة المرضى وسرعة استشفائهم فكان لابد من تدخل المختصين من مجالات أخرى غير الطب لتصميم هذه الأجهزة مثل المهندسين الكهربائيين والميكانيكيين ومهندسي الكمبيوتر وغيرها كما كان على هؤلاء المهندسين الإلمام أيضاً بالعلوم الطبية من تشريح وفيزيولوجيا الجسم البشري وغير ذلك لفهم آلية عمل كل نظام فيه وتسخير معرفتهم واختصاصهم بما يطور هذه الأجهزة وبالتالي ظهرت الحاجة إلى وجود مهندس يلم جزئياً بكل هذه الاختصاصات من جهة ويستطيع أن يتعامل مع الأطباء من جهة أخرى مع الانتباه على أنه ليس بديلاً عن أي منهم.

ويعتبر اسم هندسة المعدات الطبية (الهندسة الطبية الحيوية) Biomedical Engineering الاسم الأكثر شيوعا هذا وهناك اسمين آخرين الأول هو الهندسة الطبية .Medical Eng والثاني هو الهندسة الحيوية وهو .Bio Eng 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 الي الأذين الأيمن بحركة لا إرادية لا يتحكم فيها الإنسان وإذا ما حدث خلل في صمام الارتجاع يجب تركيب الصمام المطاطي المذكور ليعمل علي تعويض الخلل في الصمام الأصلي لضمان عدم حدوث قصور في الدورة الدموية .

وتعرف أيضا بأنها التخصص العلمي الذي يطبق مبادئ وطرائق مستمدة من الهندسة والعلوم والتقانة لفهم وتعريف وحل المسائل والمشاكل ذات الصفة الحيوية أو الطبية ويتمركز برنامج هندسة المعدات الطبية حول الإلكترونيات الطبية التي تتعامل مع قياس ومعالجة الإشارات الطبية كما تتعامل مع الأجهزة الطبية الخاصة بأغراض التشخيص والمراقبة والعلاج ومن ثم يهدف البرنامج إلى تخريج مهندسين ذوي تدريب راقٍ في مجالات الهندسة الطبية الحيوية وذوي إلمام كافٍ بالعلوم الطبية الحيوية.

فروع هندسة المعدات الطبية:
1- الهندسة الكهربائية الطبية (Bioelectrical Engineering) وتنقسم إلى قسمين:
أ- علم الإشارات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetism).
ب- علم التأثيرات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetics).

2- الهندسة الميكانيكية الحيوية (Biomechanical Engineering) وتنقسم إلى قسمين:
أ- علم ميكانيكا حيوية (Biomechanics) وهذا العلم يدرس حركة وطبيعة انتقال المواد الحيوية داخل جسم الإنسان.
ب- علم ميكانيكا الحركة الحيوية (Biotransport) ويختص هذا العلم في معالجة اختلالات الحركة عند الإنسان. .

3- هندسة المواد الحيوية (Biomaterials).
4- هندسة النسج والجزيئات والخلايا (Tissue, Molecular & Cellular Engineering).
5- هندسة محاكاة الأنظمة الحيوية (Systems & Integrative Engineering).[/list]

تقسم الأجهزة الطبية إلى قسمين:
أ- أجهزة طبية تشخيصية مثل جهاز الأمواج فوق صوتية (Ultrasound).
ب- أجهزة طبية علاجية مثل أجهزة العلاج الكيميائي والعلاج بالأمواج.

من الشائع الظن أن هندسة المعدات الطبية تقتصر على الأجهزة الطبية وصيانتها ولكن هناك مجالات أخرى لهندسة المعدات الطبية مثل إدارة المشافي، أطراف اصطناعية، أعضاء اصطناعية وغيرها الهندسة الطبية تسخر الفيزياء والكيمياء والرياضيات وأساسيات الهندسة لدراسة الأحياء أي الجسم البشري في الأغلب للوصول إلى مراحل متقدمه في دراسة هذا الجسم ودراسة الأمراض التي يواجهها للعمل على توفير سبل أفضل لصحة جيدة والمساعدة على معالجة هذه الأمراض .

مهندس معدات طبية:
هو مهندس عالم بالعلوم الفيزيائية والعلوم الرياضية ويستعمل هذه العلوم لحل المشاكل الصحية أما وظيفة مهندس المعدات الطبية هي تطوير الأجهزة التي تمنع أو تعالج أي مرض ما ومن العلوم التي يجب أن يعلم بها مهندس المعدات الطبية المواد الحيوية والميكانيكا الحيوية والالكترونيات الطبية والتصوير الطبي والكثير من العلوم الأخرى ومهندس المعدات الطبية الذي يعمل في المواد الحيوية يطور مواد يمكن زرعها بأمان داخل جسم الإنسان أما مهندس المعدات الطبية الذي يعمل في مجال الميكانيكا الحيوية فانه يستطيع تحويل مبادئ الفيزياء إلى النظام الحيوي وتطوير أجهزه قادرة على مساعدة الجسم مثل القلب الاصطناعي والمهندس المعدات الطبية الذي يعمل في مجال التصوير الطبي يستعمل مختلف الموجات المعروفة مثل الموجات فوق السمعية والموجات المغناطيسية وأشعة اكس لخلق صورة للجسم وذلك بتطوير أجهزة قادرة على خلق صورة داخليه للجسم وتكون دقتها اكبر ومريحة أكثر للمريض.

أين يعمل مهندس المعدات الطبي؟
يعمل مهندس المعدات 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) حيث أن عمل المهندس الطبي متعلق بتخصصه ومجال عمله وذلك بالتعاون مع أطباء وممرضين ومهندسين من جميع الاختصاصات.

يعمل خريجوا هذا التخصص في المجالات التالية:
1. كمهندسي عيادات يمكنهم أداء الواجبات الهندسية التي تتطلبها وحدات العناية الطبية، ويمكنهم التعاون مع أطباء لتصميم وتنفيذ وتعديل البرامج اللازمة لرفع مستوى العناية الطبية.
2. كمختصين في أجهزة الطبية وخبراء في الإلكترونيات الطبية وتطبيقات المعلوماتية في الطب.
3. كمهندسين كهربائيين معنيين بالأجهزة القياس والتحكم ومعالجة الإشارات.
4. العمل على ابتكار وتعديل وصيانة الأجهزة الطبية
5. فحص أمان وفعالية الأجهزة الطبية
6. إعداد المواصفات وتقييم العروض الخاصة بطلب شراء الأجهزة الطبية.
7. العمل على بيع وتسويق الاجهزة الطبية.
8. جرد الأجهزة الطبية الواردة (الحديثة والمصانة والمعدلة).
9. تدريب الطاقم الطبي على الأجهزة الطبية
10. تصميم وترتيب المنشآت الطبية واختيار الأجهزة المناسبة وتقييمها.
11. وضع القوانين والمعايير والتنظيمات في مجال العناية الطبية.

ما هي الحاجة المستقبلية لمهندس المعدات 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 البيولوجية 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 .

مبادئ هندسة المعدات الطبية:
مجالات نشاط هندسة المعدات الطبية في البحث، التطوير والتصميم ، تشخيص المرض والتطبيقات العلاجية، نمذجة القوالب والنظم المتكاملة، الأساسيات الفيزيائية، الكيميائية والحيوية للقياسات الطبية، المجسات الخاصة بالحركة والقوة والضغط والتدفق والحرارة، الجهد الحيوي، التركيب الكيميائي لسوائل الجسم، وخواص المواد الحيوية.

الأجهزة 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 وأمثلة على الأجهزة الطبية:
1- الأجهزة التشخيصية:
جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)،  جهاز التصوير الطبقي المحوري (Scan CT)، جهاز التصوير بأشعة اكس، جهاز ألغاما كاميرا، جهاز التصوير بالأمواج فوق الصوتية، جهاز الماموغراف (تصوير الثدي بأشعة أكس)، وأجهزة مبادئ إعادة البناء التوموغرافي: التوموغرافي الحسابي للأشعة السينية (SPECT) والتوموغرافي الحسابي ذو الفوتون الأحادي المشع، (PET) التوموغرافي الموضعي المشع جهاز اقتباس إشارات القلب والدماغ والعضلات والعين وغيرهم.

2- الأجهزة العلاجية:
منظم ضربات القلب، مزيل الرجفان (جهاز الصدمة الكهربائية)، المناظير الطبية، جهاز غسيل الكلى (الكلية الصناعية)، القلب الاصطناعي، جهاز المعالجة بالكوبالت، الأوعية الاصطناعية وغيرهم الكثير.

تطبيقات الحاسب في هندسة المعدات الطبية:
تقسيم تطبيقات الحاسبات في مجال الهندسة الطبية على حسب التقنيات والأدوات المتاحة، الطاقات العتادية والبرمجية في الحاسب أمثلة لبعض التطبيقات المختارة: نظام السجلات الطبية، نظام معلومات الصيدلية والمختبرات، نظام الأعمال المكتبية، نظام مساند في اتخاذ القرار في التحليل الإكلينيكي، الأجهزة المحسابية التشخيصية والعلاجية.