Biomedical-Engineering:-What-is-it?-What-are-its-branches-and-applications?
1. مقدمة :
الهندسة الطبية الحيوية: ما هي؟ وما هي فروعه وتطبيقاته؟ يدمج هذا المجال سريع التطور مبادئ الهندسة مع العلوم الطبية لابتكار حلول الرعاية الصحية. تركز الهندسة الطبية الحيوية على تصميم وتطوير التقنيات التي تعمل على تحسين رعاية المرضى وتشخيصهم وعلاجهم.
في استكشاف الهندسة الطبية الحيوية وما هي فروعها وتطبيقاتها، سوف تتعمق هذه المقالة في مختلف التخصصات داخل هذا المجال، مثل المعلوماتية الحيوية، والميكانيكا الحيوية، والتصوير الطبي. بالإضافة إلى ذلك، سيتم تسليط الضوء على التطبيقات العملية لهذه التقنيات، بدءًا من الأطراف الصناعية المتقدمة إلى أدوات التشخيص المتطورة، مما يوضح التأثير التحويلي للهندسة الطبية الحيوية على الطب الحديث.
تعرفنا في مقالات سابقة على الفرق بين البيولوجيا ألأساسية والتطبيقية وعلى البيولوجيا التركيبية و بيولوجيا المنظومات (Systems Biology) و على المكروبيولوجيا الصناعية و المكروبيولوجيا التطبيقية والهندسة الميكروبية و الهندسة البيوكيميائية والهندسة الحيوية . وفي هذه المقالة سنتعرف على الهندسة البيو طبية(Biomedical Engineering) وعلى فروعها وتطبيقاتها .
2.الهندسة الحيوية الطبية أو الهندسة البيو طبية(Biomedical Engineering) :
تطبيق المبادئ الهندسية ومفاهيم التصميم على الطب وعلم الأحياء لأغراض الرعاية الصحية. وتعرف أيضا باسم الهندسة الطبية أو هندسة التقنيات الطبية وهو علم يهتم بتطبيق مبادئ وتقنيات حل المشكلات في الهندسة على علم الأحياء والطب.
يتضح هذا في جميع أنحاء الرعاية الصحية ، من التشخيص والتحليل إلى العلاج والشفاء ، وقد دخل إلى الضمير العام من خلال انتشار الأجهزة الطبية القابلة للزرع ، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب والأطراف والأعضاء الاصطناعية ، إلى المزيد من التقنيات المستقبلية مثل هندسة الخلايا الجذعية والطباعة ثلاثية الأبعاد للأعضاء البيولوجية.
3. الهندسة البيو طبية: تطبيقاتها وفروعها
الهندسة نفسها مجال ابتكاري وخلاق للأفكار التي تقود إلى كل شيء من السيارات إلى الفضاء ، وناطحات السحاب والسونار. تركز الهندسة الطبية الحيوية على التطورات التي تحسن صحة الإنسان والرعاية الصحية على جميع المستويات.
كما يختص هذا العلم بدراسة جسم الإنسان من الناحية الهندسية، وهو
تخصص يشكل حلقة وصل بين علم الطب وعلوم الهندسة (فمهندس الطب الحيوي ينبغي أن يعرف
جسم الكائن الحي لكي يصمم ما يتوافق معه من طرف صناعي، أو عضو، أو جهاز طبي تشخيصي
،أو علاجي ).
يستخدم مهندسو الطب الحيوي معرفتهم بالهندسة لإنشاء الأجهزة والمعدات
والعمليات الطبية للشفاء أو العلاج أو تحسين الظروف الصحية، في حين أن المهام الدقيقة التي يؤديها
مهندس الطب الحيوي تختلف من مشروع لآخر ، فإن بعض المسؤوليات الأكثر شيوعًا تشمل:
a.
تصميم الأجهزة الطبية ، مثل أجهزة
تنظيم ضربات القلب أو الأطراف الصناعية
b.
إصلاح وتركيب الأجهزة والمعدات الطبية
c.
إجراء بحث أصلي في الأجهزة الطبية
الحيوية والعمليات البيولوجية الموجودة
d.
تدريب المهنيين الطبيين على استخدام
المعدات الطبية الجديدة
الهندسة الطبية الحيوية هي مجال متعدد التخصصات يجمع بين المبادئ الهندسية والمعرفة بالعلوم البيولوجية والطبية لتطوير حلول مبتكرة في مجال الصحة. فيما يلي بعض فروع وتطبيقات الهندسة الطبية الحيوية:
1. **الأجهزة الحيوية:** يركز هذا الفرع على تطوير الأجهزة والمعدات الطبية، مثل أجهزة التصوير التشخيصي (مثل التصوير بالرنين المغناطيسي والأشعة المقطعية)، وأجهزة مراقبة العلامات الحيوية، ومعدات التحليل المعملي، وأجهزة الفيزيولوجيا الكهربية، وغيرها.
2. **المواد الحيوية:** المواد الحيوية هي مواد مصممة للتفاعل مع الأنظمة البيولوجية من أجل تشخيص الأنسجة والأعضاء التالفة أو علاجها أو تحسينها أو استبدالها. يركز هذا المجال من الهندسة الطبية الحيوية على تصميم وتصنيع وتوصيف المواد الحيوية للتطبيقات الطبية، مثل الغرسات والأطراف الصناعية والسقالات لهندسة الأنسجة وغيرها.
3. **التصوير الطبي:** يركز على تطوير تقنيات وتقنيات الحصول على الصور الطبية ومعالجتها وتحليلها وتصورها. ويشمل ذلك طرائق مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، والتصوير المقطعي المحوسب (CT)، والموجات فوق الصوتية، والطب النووي، والتصوير البصري، من بين أمور أخرى.
4. **هندسة الأنسجة والأعضاء:** يركز هذا المجال على تطوير طرق إنشاء أنسجة وأعضاء صناعية يمكن استخدامها لإصلاح أو استبدال الأنسجة التالفة أو المريضة. تتضمن هندسة الأنسجة زراعة الخلايا على سقالات ثلاثية الأبعاد لإنشاء أنسجة وظيفية، بينما تتضمن هندسة الأعضاء إنشاء أعضاء كاملة.
5. **هندسة إعادة التأهيل:** يركز هذا الفرع على تصميم وتطوير الأجهزة والتقنيات للمساعدة في إعادة تأهيل المرضى ذوي الإعاقات الجسدية، مثل الأطراف الاصطناعية وأجهزة تقويم العظام، وأجهزة التنقل المساعدة، وواجهات الدماغ والحاسوب للتحكم في الأجهزة ، من بين أمور أخرى.
6. **المعلوماتية الطبية:** تركز على تطوير نظم المعلومات وتقنيات الاتصالات لتحسين إدارة المعلومات الطبية ورعاية المرضى والتشخيص الطبي والبحث السريري واتخاذ القرارات السريرية.
هذه ليست سوى بعض من الفروع والتطبيقات الرئيسية للهندسة الطبية الحيوية. يستمر هذا التخصص في التطور والتوسع، مما يساهم بشكل كبير في تقدم الطب والصحة.
20 سؤالاً شائعًا وإجاباتها حول الهندسة الطبية الحيوية: ما هي؟ ما هي فروعها وتطبيقاتها؟
1. **ما هي الهندسة الطبية الحيوية؟**
- الهندسة الطبية الحيوية هي مجال متعدد التخصصات يجمع بين مبادئ الهندسة والعلوم البيولوجية لتطوير التقنيات والأجهزة التي تعمل على تحسين الرعاية الصحية.
2. **ما هي الفروع الرئيسية للهندسة الطبية الحيوية؟**
- الفروع الرئيسية تشمل المعلوماتية الحيوية، والميكانيكا الحيوية، والمواد الحيوية، والتصوير الطبي، وهندسة الأنسجة.
3. **ما هي المعلوماتية الحيوية في الهندسة الطبية الحيوية؟**
- تتضمن المعلوماتية الحيوية استخدام البرامج والأدوات الحسابية لتحليل البيانات البيولوجية، مثل التسلسل الجيني، للأغراض الطبية والبحثية.
4. **ما الذي تركز عليه الميكانيكا الحيوية؟**
- تطبق الميكانيكا الحيوية مبادئ الميكانيكا لفهم حركة وبنية الأنظمة البيولوجية، وغالبًا ما تساعد في تطوير الأطراف الاصطناعية وتقويم العظام.
5. **ما هي المواد الحيوية؟**
- المواد الحيوية هي مواد مصممة للتفاعل مع الأنظمة البيولوجية للأغراض الطبية، مثل الغرسات والسقالات وأنظمة توصيل الأدوية.
6. **كيف يساهم التصوير الطبي في الرعاية الصحية؟**
- يستخدم التصوير الطبي تقنيات مثل التصوير بالرنين المغناطيسي والأشعة المقطعية والأشعة السينية لإنشاء تمثيلات مرئية للجزء الداخلي من الجسم للتحليل السريري والتدخل الطبي.
7. **ما هي هندسة الأنسجة؟**
- هندسة الأنسجة تتضمن إنشاء أعضاء وأنسجة صناعية من خلال الجمع بين الخلايا والهندسة وطرق المواد لاستبدال أو دعم الهياكل البيولوجية التالفة.
8. **ما هي تطبيقات الهندسة الطبية الحيوية في التشخيص؟**
- الهندسة الطبية الحيوية لها تطبيقات في التشخيص من خلال تطوير أنظمة التصوير المتقدمة، وأجهزة التشخيص، وتقنيات المختبر على الرقاقة للكشف السريع عن الأمراض.
9. **كيف تعمل الهندسة الطبية الحيوية على تحسين علاج المرضى؟**
- يعمل على تحسين علاج المرضى من خلال تصميم أجهزة طبية أفضل، وتطوير استراتيجيات علاجية جديدة، وتعزيز أنظمة توصيل الأدوية.
10. **ما هو الدور الذي تلعبه الهندسة الطبية الحيوية في الأطراف الصناعية؟**
- يقوم مهندسو الطب الحيوي بتصميم وإنشاء أطراف ومفاصل صناعية متقدمة تحاكي بشكل وثيق وظيفة ومظهر الأطراف الطبيعية.
11. **كيف تشارك الهندسة الطبية الحيوية في تطوير الأجهزة الطبية؟**
- يتضمن تصميم واختبار وتصنيع الأجهزة الطبية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب، وأجهزة غسيل الكلى، والأدوات الجراحية الروبوتية.
12. **ما أهمية الهندسة الطبية الحيوية في الطب التجديدي؟**
- الهندسة الطبية الحيوية أمر بالغ الأهمية في الطب التجديدي، الذي يهدف إلى استعادة أو إنشاء وظيفة طبيعية عن طريق إصلاح أو استبدال الأنسجة والأعضاء التالفة.
13. **كيف يساهم مهندسو الطب الحيوي في الأبحاث السريرية؟**
- يقومون بتطوير وتنفيذ تقنيات ومنهجيات جديدة للتجارب السريرية، مما يساعد على ترجمة نتائج البحوث إلى علاجات طبية عملية.
14. **ما أهمية الهندسة الطبية الحيوية في الطب الشخصي؟**
- يتيح تطوير علاجات وأجهزة طبية مخصصة بناءً على الملف الجيني والجزيئي للفرد، مما يعزز فعالية العلاج ويقلل الآثار الجانبية.
15. **ما هو المثال على ابتكار الهندسة الطبية الحيوية في الجراحة؟**
- تسمح الأنظمة الجراحية الروبوتية، مثل نظام دافنشي الجراحي، بإجراء عمليات جراحية طفيفة التوغل بقدر أكبر من الدقة والتحكم.
16. **كيف تعالج الهندسة الطبية الحيوية التحديات الصحية العالمية؟**
- من خلال تطوير تقنيات طبية ميسورة التكلفة ويمكن الوصول إليها، مثل أدوات التشخيص المحمولة ومنصات التطبيب عن بعد، لتحسين الرعاية الصحية في المناطق المحرومة.
17. **ما هي الخلفية التعليمية المطلوبة للعمل في مجال الهندسة الطبية الحيوية؟**
- تتضمن الخلفية التعليمية النموذجية درجة البكالوريوس في الهندسة الطبية الحيوية أو مجال ذي صلة، وغالبًا ما تتبعها درجات علمية متقدمة وتدريب متخصص.
18. **ما هي الاتجاهات المستقبلية في الهندسة الطبية الحيوية؟**
- تشمل الاتجاهات المستقبلية التقدم في التكنولوجيا الصحية القابلة للارتداء، والذكاء الاصطناعي في التشخيص، ومواصلة دمج تكنولوجيا النانو في الطب.
19. **كيف تتكامل الهندسة الطبية الحيوية مع المجالات الأخرى؟**
- يتكامل مع مجالات مثل الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر وعلوم المواد والبيولوجيا الجزيئية لإيجاد حلول شاملة للتحديات الطبية.
20. **ما هي الاعتبارات الأخلاقية المهمة في الهندسة الطبية الحيوية؟**
- تشمل الاعتبارات الأخلاقية سلامة المرضى، وخصوصية البيانات، والآثار المترتبة على الهندسة الوراثية، وضمان الوصول العادل إلى التقنيات الطبية.
خلاصة:
في الختام، الهندسة الطبية الحيوية هي مجال ديناميكي ومتعدد التخصصات يدمج المبادئ الهندسية مع العلوم الطبية لابتكار وتحسين حلول الرعاية الصحية. تلعب فروعها، بما في ذلك المعلوماتية الحيوية، والميكانيكا الحيوية، والمواد الحيوية، والتصوير الطبي، وهندسة الأنسجة، أدوارًا حاسمة في التشخيص والعلاج ورعاية المرضى. إن التطبيقات المتنوعة للهندسة الطبية الحيوية، بدءًا من الأطراف الصناعية المتقدمة إلى أدوات التشخيص المتطورة، تسلط الضوء على أهميتها في تحويل الطب الحديث وتحسين نوعية الحياة.
طالع أيضا:
8 تعاريف للبيوتكنولوجيا حسب الدول : تعرف عليها
10 أسس لتصنيف البيوتكنولوجيا : تعرف عليها
12 لونا للبيوتكنولوجيا : تعرف عليها
تعليقات
إرسال تعليق