دراسة الهندسة الطبية الحيوية وتخصصات الهندسة الطبية

الهندسة الطبية الحيوية Biomedical Engineering من الاختصاصات الحديثة جداً التي يتضاعف الطلب عليها في السنوات الأخيرة بشكل كبير، فقديماً كان الأطباء هم من يقومون بتصنيع الأدوات البسيطة في التشخيص مثل السماعة الطبية الذي تم اكتشافها من قبل الطبيب الفرنسي (رينيه لينك)، ولكن مع تقدم الطب والتكنولوجيا عبر الزمن ومع اكتشاف أمراض جديدة أصبحت متطلبات التشخيص والعلاج أكبر.
وتم إحداث اختصاص الهندسة الطبية الحيوية وهو اختصاص يمتد من أربع إلى خمس سنوات يجمع بين الهندسة والطب والتكنولوجيا، يعمل هذا الاختصاص على تطبيق المبادئ الهندسية في المجال الطبي والحيوي حيث يقدم حلول هندسية للمشكلات الطبية، ويدرس جسم الإنسان بطريقة هندسية ليتمكن في نهاية المطاف من تصنيع الأعضاء الصناعية، كما يهتم هذا المجال بصناعة الأجهزة الطبية المسؤولة عن التشخيص والعلاج مثل أجهزة التصوير الطبي، ومراقبة المرضى مثل أجهزة مراقبة نظم القلب، وتصنيع أجهزة الغسيل الكلوي التي تعمل على تنقية الدم بشكل تكنولوجي بعيداً عن جسم الإنسان، وأيضاً من الأمثلة الهامة على عمل هذا الاختصاص هو تصنيع جهاز القلب الاصطناعي الذي يتم تركيبه خلال عملية القلب المفتوح ليقوم بعمل القلب خلال العملية. [1،3]

تجمع مواد الدراسة في هذا الاختصاص بين مقررات الطب ومقررات الهندسة ليستطيع الطالب عند التخرج أن يفهم الأجهزة الطبية ويتعامل معها، وسوف نعدد بعض مواد اختصاص الهندسة الطبية الحيوية: [4]

• المبادئ الخاصة بالهندسة الطبية.
• علوم وظائف الأعضاء.
• كيمياء حيوية.
• كيمياء عضوية.
• التصميم الهندسي الحيوي.
• أنظمة التصوير الطبي.
• تصميم الأجهزة الطبية.
• الكترونيات طبية حيوية.
• الأعضاء الصناعية.
• هندسة الخلايا.
• التحكم والاتصال في الجهاز العصبي.
• المعالجة الطبية عن بعد.
• علم الوراثة.
• الأجهزة الطبية التعويضية.
• الهندسة الجزيئية الحيوية.
• معالجة الإشارة الرقمية.
• الهندسة المناعية.

أصبح المجال العملي للهندسة الطبية الحيوية أوسع نطاقاً وأكثر طلباً نتيجة الحاجة المتزايدة للتقنيات الطبية في تطوير نظم العلاج والتشخيص من قبل الأطباء والمؤسسات الصحية، ومن مجالات العمل بهذا الاختصاص: [2]

1. مراكز تطوير المواد الحيوية: يعمل المهندس الطبي الحيوي في هذا المجال على تطوير الأنسجة والتي إما أن تكون حية من جسم الإنسان أو مواد صناعية يتم تطويرها وتستخدم لإصلاح أو استبدال وظيفة مفقودة في الجسم أو للكشف عن مرض معين وتصويره.
2. شركات صناعة الأجهزة الطبية: يمكن للمهندس الطبي الحيوي أن يعمل في شركات تصنيع الأجهزة الطبية التي يمكن أن تشمل معدات المخابر والمستشفيات وأدوات التصوير الطبي.
3. مهندس إعادة تأهيل: يعمل مهندسي الطب الحيوي في مجال إعادة التأهيل ويتم فيه تطوير معدات ميكانيكية تساعد المرضى على استعادة القدرة على المشي مثلاً أو العمل على تطوير أنظمة طبية تساعد الأطراف على استعادة حركتها.
4. باحث في المستشفيات أو مراكز أبحاث الطب الحيوي: أحد مجالات عمل اختصاص الهندسة الطبية الحيوية هو العمل في مراكز البحث التي يتم فيها إجراء تجارب سريرية لإيجاد حلول للمشكلات الطبية، حيث يتم البحث عن المعلومات التي تساعد في تطوير التكنولوجيا الطبية الحيوية ومن ثم اختبار أمان هذه المنتجات على المرضى.
5. شركات تطوير التقنيات الطبية: أحد مجالات عمل الهندسة الطبية الحيوية أيضاً هو تطوير التقنيات الطبية ويتم في هذا المجال تطوير أجهزة التشخيص والمراقبة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وأجهزة التنفس وأجهزة التصوير الطبي بمختلف تقنياته.
6. خبراء في مراكز إنتاج وتصنيع الأطراف الصناعية: يمكن للمختص في الهندسة الطبية الحيوية أن يعمل في تصنيع الأطراف الصناعية والعمل على تطوير آلياتها.

كون اختصاص الهندسية الطبية الحيوية من الاختصاصات الحديثة فلا يوجد معرفة دقيقة لدى الطلاب بمجالات هذا التخصص وأنواعه، وهنا نذكر اختصاصات الهندسية الطبية الحيوية: [3]

1. المواد الحيوية: يتم في هذا الاختصاص دراسة تصميم وتطوير مواد زرع مناسبة للاستخدام داخل الجسم، ويجب أن تتوافر في هذه المواد عدة شروط مثلاً يجب أن تكون مواد الزرع آمنة وغير سامة ولا تحوي أي خصائص مسرطنة، كما يجب أن تكون خاملة كيميائياً أي لا تتفاعل مع أنسجة الجسم لأن هذه الأنسجة مكونة من عناصر كيميائية، بالإضافة إلى أنه يجب أن تكون سليمة من الناحية الهيكلية ومستقرة لتبقى داخل الجسم مدى الحياة.
2. الميكانيك الحيوية: في هذا الاختصاص يتم دراسة تصميم وتطوير المنتجات التي تساعد على تعزيز وظائف الحركة داخل الجسم مثل استبدال المفاصل بمفاصل اصطناعية.
3. الهندسة الخلوية والأنسجة الوراثية: هذا المجال من الاختصاصات الأكثر تعقيداً حيث يتم العمل فيه على المستوى المجهري لمحاولة التركيز على النشاط الخلوي وفهم تطور الأمراض والطفرات الوراثية من أجل محاولة إيقافها قبل فوات الأوان.
4. الهندسة السريرية: يعمل المهندسون في هذا الاختصاص مع الأطباء والممرضين في المستشفيات من أجل مساعدتهم في تشغيل التقنيات الطبية الحديثة.
5. الهندسة الحيوية للعظام: في هذا الاختصاص يعمل المهندسون على تصميم وتطوير المنتجات التي تتعامل مع المفاصل والعظام والأربطة والعضلات وتتكون هذه المنتجات من غرسات تساعد على الحركة، فقد تساعد الغرسات الأنسجة المحيطة بها على العمل أو تحل محل بعض العظام أو المفاصل أو الأربطة.

هل دراسة تخصص الهندسة الطبية الحيوية مناسب للبنات؟

• مهنة مناسبة إنسانياً: يعتبر اختصاص الهندسة الطبية الحيوية من الاختصاصات المناسبة للفتاة فهو من الأعمال الإنسانية التي تجعل الفتاة تتعاطف وتشعر بالفرح والتحفيز في كل مرة تكتشف فيها طريقة علاج جديدة يمكن أن تحدث تغيرات جذرية في حياة المريض.
• مهنة تؤمن مردود مادي مناسب: من الاختصاصات المناسبة للفتاة أيضاً لأنها تؤمن لها مردود مادي يناسبها خلال فترة عملها حيث أن الأجور في هذا المجال مرتفعة فضلاً عن المكافآت التي تحصل عليها في حال قامت الفتاة بإنجاز تقنيات حديثة.
• تختلف عن الطب بحدود التقييد: من الاختصاصات التي تناسب الفتاة اجتماعياً، كونها تتعلق بالطب إلى حد في طبيعة الدراسة والعمل، ولكنها تختلف عنه بالتقييد فالفتاة في هذه الحال ملتزمة بدوام معين وقادرة على تنظيم وقتها دون أن يُطلب منها التواجد لأوقات طويلة تفوق طاقتها ودون أن يطلب منها التواجد بشكل إسعافي في أوقات إجازتها.
• توسع مجالات العمل يترك للفتاة حرية الاختيار: يعتبر الاختصاص مناسب للفتاة كون مجالات العمل فيه مختلفة فهنا تكون حرية اختيار مكان العمل بيد الفتاة نفسها فتختار العمل الذي يتناسب مع حياتها الشخصية.

يقع على عاتق المتخصصين في مجال الهندسة الطبية الحيوية العديد من المسؤوليات التي تمكنهم من إنجاز المهام المطلوبة منهم بشكل دقيق ومن هذه المسؤوليات نذكر: [1]

• القيام بالاستبيانات والمؤتمرات الجماعية والمقابلات: يتوجب على المتخصصين في الهندسة الطبية الحيوية إجراء عدة مقابلات ومؤتمرات جماعية من أجل إجراء بحث لحل المشكلات السريرية وجمع المعلومات الضرورية من أجل تطوير تقنيات العمل كما يتوجب كتابة التقارير لتقديم أحدث التصاميم لجميع المهندسين في هذا الاختصاص.
• اختبار المعدات الطبية السريرية: يجب على المتخصصين في الهندسة الطبية الحيوية أن يقوموا باختبار المعدات السريرية بشكل دوري لمعرفة إن كان هنالك خلل وإصلاحه، كما يتوجب عليهم صيانة المعدات الطبية بشكل دوري.
• تدريب الطاقم الفني أو السريري: من المسؤوليات التي يقوم بها المهندس الطبي الحيوي أيضاً هو القيام بتدريب الطواقم الطبية من أطباء وممرضين على استخدام الأجهزة الطبية التي تم تصميمها والتعريف بالتقنيات الحديثة التي تم إدخالها على المعدات القديمة.
• التحقيق في الحوادث المتعلقة بالسلامة: في حال كان هنالك خلل ما في المعدات الطبية أو التشخيصية وأدى إلى حادث معين مع أحد المرضى يكون هنا دور المهندس الطبي الحيوي في اكتشاف أسباب الحادث ومحاولة إصلاح المشكلة.

الهندسة الطبية الحيوية اختصاص دقيق يتطلب مهارات معينة من أجل النجاح فيه، وسوف نذكر بعض هذه المهارات: [1]

• القدرة على دمج الهندسة والطب: من المهم أن يتعلم المختص في هذا المجال كيف تتم دراسة وظائف الأعضاء بطريقة طبية ودمجها مع المعرفة الهندسية لمحاولة تقليد عمل هذه الأعضاء بتصاميم هندسية تهدف إلى تطوير هذا الاختصاص.
• مهارة حل المشكلات واتخاذ القرار: يجب على المتخصصين في هذا المجال تطوير مهارة حل المشكلات فقد يتعرض المهندس خلال عمله لمشكلة تتوقف عليها أرواح المرضى، لذلك يجب أن يكون قادر حل المشكلة وقادر على اتخاذ القرار الصحيح في الوقت المناسب.
• مهارات التصميم والابتكار: من المهارات التي يتوجب إتقانها أيضاً مهارة التصميم والإبداع في ابتكار وتصنيع معدات جديدة تخدم الطواقم الطبية وتساهم في تطوير طرق العلاج.
• مهارات التفكير المنطقي والتفكير الناقد: يجب العمل على تطوير وإتقان مهارة التفكير الناقد بهدف الوصول لأحدث التقنيات في تصميم المعدات الطبية بعيداً عن الأخطاء.
• القدرة على التركيز والانتباه للتفاصيل: العمل في المجال الطبي بشكل عام يتطلب قدرة عالية على التركيز فمن المهم الانتباه لكل تفصيل في جميع مراحل العمل والتصنيع من أجل تلافي أي خطأ يمكن أن يؤثر بشكل سلبي على علاج المرضى فيما بعد.