طراحي بخش هاي الکترونيکي و کنترل اعضاء و اندام مصنوعي و ساخت وسايل توانبخشي

- طراحي بخش هاي الکترونيکي و کنترل اعضاء و اندام مصنوعي و ساخت وسايل توانبخشي
از بخش های مهم و تخصصی رشتة مهندسي پزشکي طراحي و ساخت اندام مصنوعي است. در اين راه علاوه بر تخصص‌های بيومکانيک جهت طراحي و ساخت بخش‌های مکانيکي اندام مصنوعي و بيومواد جهت سازگار ساختن آنها با ويژگي‌ها و حساسيت‌های اندام طبيعي که در مجاورت آنها قرار مي‌گيرند، در مواردي که اندام مصنوعي از نوع فعال هستند، نيازمند مدارات الکتريکي، الکترونيکي و ديجيتالي ميباشند. از اين نوع اندام مصنوعي برای مثال مي‌توان از دست و پاي مصنوعي فرمان‌پذير، حلزون مصنوعي گوش و چشم مصنوعي نام برد که همگي از فن‌آوري‌های بسيار پيشرفتة روز استفاده مي‌کنند. طراحي و ساخت اين گونه وسايل، يکي از جالب‌ترين و مهم‌ترين بخش‌هاي فني و پژوهشي مربوط به گرايش مهندسي بيوالکتريک است.
به عنوان مثال در طراحي بخش‌هاي کنترلي "دست سيبرنتيک" که از طرح‌هاي ملي اجرا شده در دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر است، که در واقع يکنوع دست مصنوعي قابل کنترل ارادي، جايگزين دست قطع شدة معلولين مي‌باشد، ابتدا از سخت‌افزارهاي دريافت و تقويت سيگنال‌هاي “emg” جهت ثبت علايم مذکور از عضلات سالم معلول استفاده مي‌شود و سپس حجم وسيعي از پردازش‌ها و طبقه‌بندي‌هاي هوشمند سيگنال‌هاي “emg” جهت آشکارسازي جهت ارادة فرد معلول و يافتن حرکت مورد نظر او به کار گرفته مي‌شوند. در ادامه، روش‌هاي پيشرفته و غير خطي کنترلي توسط سيستم‌های ميکروپروسسوري، جهت تحقق صحيح آن حرکت در شرايط بسيار متغير دست مثل بارگذاري متغير و زواياي مختلف اجزاي متصل آن که توليد سيستمي بسيار غير خطي مي‌کنند، پياده سازي مي‌شوند.
مشاهده مي گردد که بخش وسيعي از دانش فني سخت‌افزاري و نرم‌افزاري برای طراحي و ساخت اعضاي مصنوعي مختلف لازم هستند که باعث وسيع شدن دايرة عملکرد اين بخش ميگردند.
علاوه بر موارد مربوط به ساخت اعضاي مصنوعي، طراحي و ساخت وسايل و تجهيزات توانبخشي را نيز مي‌توان در اين دسته قرار داد. از اين ميان ميتوان به تجهيزاتي مثل سيستم “fes” يا تحريک الکتريکي عضلات افراد قطع نخاع جهت حرکت دادن مصنوعي آنها اشاره کرد، و يا تجهيزات الکتريکی و الکترونيکي توانبخشی که دايرة وسيعي از وسايل را شامل مي‌گردند و جهت بازيابي توانائي فيزيکي اعضاي صدمه ديده به کار مي‌روند.
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]ج - ثبت سيگنال هاي حياتي و طراحي سيستم هاي مانيتورينگ بيمارستاني
[/FONT]اين بخش مربوط به طراحي و ساخت وسايلي جهت ثبت داده‌ها و علائم حياتي از بيمار می شود. با توجه به توانايي‌ها و گسترش روزافزون فن‌آوري ديجيتال، اين سخت افزارها غالباً به كامپيوتر متصلند و لذا توليد مدارهاي واسط مناسب بوسيلة فن‌آوري روز يكي از زير مجموعه‌هاي مهم تحقيقاتي در اين مقوله محسوب مي‌شود.
با توجه به حجم بسيار بالاي استفاده از تجهيزات مانیتورینگ و ثبت داده در محيط‌هاي بيمارستاني، از جمله اتاق های عمل، آي‌سي يو، سي‌سي‌يو و آزمايشگاه‌هاي ثبت نوارهاي قلبي و مغزي، اهميت اقتصادي توليد چنين تجهيزاتي آشکار مي‌گردد و ارزش کار مهندسي و تحقيقاتي بر روي اين گونه وسايل را نشان مي‌دهد.
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]ح - طراحي و ساخت سيستم هاي درماني و آزمايشگاهي پزشکي[/FONT]
در اين بخش تجهيزات فراواني وجود دارد كه برخلاف موارد بيان شده كه در تشخيص كاربرد داشتند، در درمان بيماريها كاربرد دارند و با وجود نياز فراوان به آنها در نقاط مختلف كشور، تا كنون در كشور ساخته و به صورت عمده عرضه نشده‌اند. محققان و متخصصان بيوالكتريك قادرند به ساخت اينگونه تجهيزات و يا تا حدامكان توليد داخل نمودن آنها اقدام نمايند. مواردي از اين دست را مي‌توان به شرح زير ذكر كرد:
سنگ شكنهاي كليه
تجهيزات فيزيوتراپي و كايروپراكتيك
تجهيزات راديوتراپي
ليزرها
علاوه بر موارد فوق ، می توان به امکان فعالیت مهندسان بیوالکتریک در حوزه های گسترده ای نظیر:
• طراحی بانکهای اطلاعاتی پزشکی ،
• طراحی سیستم های مورد نیاز در مانیتورینگ و یا جراحی بیمار از راه دور،
• ایجاد شبکه های تبادل اطلاعاتی بین مراکز آموزشی-درمانی و بیمارستانهای کشور جهت کنترل بیماریهای مسری ، انتقال بیماران و ...

اشاره کرد که نیازمند همکاریهای بین بخشی گسترده ای در سطح کشور می باشد.
همچنین با توجه به نقش اساسی تجهیزات پزشکی در ارتقاء شاخصهای بهداشت عمومی ، و در نظر داشتن این مطلب که سالانه صدها میلیون دلار صرف خرید این تجهیزات برای بیمارستانهای کشور می شود، استفاده از مشاوره علمی و فنی مهندسان پزشکی در سفارش و خرید این تجهیزات، موجب کاهش هزینه های احتمالی ناشی از معیوب بودن دستگاه و یا ناکارآمدی آن می شود.
گفتنی است به علت عدم تعریف جایگاه مهندسان این رشته در نمودار سازمانی بیمارستانهای کشور ، متأسفانه هزینه های سنگینی به بخش درمان تحمیل می شود؛ به عنوان مثال ، دستگاهی به قیمت گزاف از شرکتهای واسطه ای که معمولا تخصص ویژه ای در حوزه مهندسی پزشکی ندارند، خریداری می شود، در بیمارستان به علت عدم آشنایی پرسنل با جزئیات فنی دستگاه و نگهداری آن و یا به هر دلیل دیگری، دستگاه دچار اشکال فنی می شود، حال یا به گورستان این تجهیزات در بیمارستانهای کشور منتقل می شود و یا با صرف هزینه های غیر واقعی که از سوی شرکت سازنده درخواست می شود اقدام به تعمیر دستگاه مورد نظر می شود. از این رو حضور مهندسان پزشکی به عنوان مسئول فنی و مهندسی در بیمارستانها ، و آموزش تکنسینها توسط ایشان جهت نگهداری و تعمیر تجهیزات، می تواند موجب صرفه جویی های اقتصادی و تضمین هر چه بیشتر سلامت بیماران شود.


سایت جامع مهندسی پزشکی
​