Биомедициналық инженерия туралы қазақша

Биомедициналық инженерия дегеніміз — мүмкіндіктер ашылатын адамзат алдында ретінде іргелі ғылым саласындағы, сондай-ақ басқа да көптеген салаларда өте үлкен және жиі тіпті революционны.
Осылайша, биомедициналық инженерия бола тұра, бірі магистральдық бағыттарын ғылыми-техникалық прогрестің белсенді түрде ықпал етеді, жеделдетуге көптеген мәселелерді шешу сияқты азық-түлік, ауылшаруашылық, энергетикалық, экологиялық.
Бірақ, әсіресе, үлкен мүмкіндіктер биомедициналық инженерия ашады алдында медицинамен және фармацевтикой, өйткені қолдану биомедициналық инженерия әкелуі мүмкін түбегейлі өзгерістерге медицина. Көптеген аурулар, қазіргі уақытта жоқ барабар емдеу және диагностика әдістерді (рак, жүрек-қан тамырлар, вирустық және паразитные инфекция, жүйке және психикалық бұзылулар) көмегімен гендік инженерия және биотехнология қол жетімді және диагностикалау, емдеу және.
Әсерінен биотехнология медицина айналуы мүмкін тәртібін айқын түсініп, болып жатқан ағзасында молекулалық және генетикалық процестерді.
1. Жалпы сипаттамасы бағыттары Биомедициналық инженерия
.1 кәсіби қызмет Саласы
Биомедициналық инженерия жатады, техника мен ғылыми білімдерді қамтитын, құралдарының жиынтығы, адамзат қызметінің әдістері мен тәсілдерін, ұйымдастыруға және жүргізуге бағытталған зерттеулер, медициналық және экологиялық техника мен технологияларды құру және қызмет көрсету құрал-саймандар құралдарын диагностикалау, емдеу, оңалту және аурулардың алдын алу, адамның биологиялық эксперимент және бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеуге шешу үшін практикалық және теориялық міндеттерді медициналық-биологиялық тәжірибе.
1.2 кәсіби қызмет Объектілері
Бітірушінің кәсіби қызметінің объектілері мазмұнына байланысты білім беру бағдарламасын дайындау (магистрлік мамандандыру) болып табылады аспаптар, жүйелер, кешендер, негізгі медициналық технологиялар, математикалық модельдер процестер мен объектілерді медициналық техниканы, алгоритмдер мен шешімдер типтік міндеттерді жататын кәсіби саласында, сондай-ақ, зерттеу әдістері, емдеу әсерлерді, ақпаратты өңдеу практикалық денсаулық сақтауда және әр түрлі салалардағы биомедициналық зерттеулер.
.3 Жалпылама міндеттері кәсіби қызметінің
Биомедициналық инженерия келесідей типтік міндеттері:

талдау, жүйелеу және қорыту, ғылыми-техникалық ақпарат бойынша зерттеулер;
библиографиялық іздеу пайдалана отырып, қазіргі заманғы ақпараттық технологиялар;
оңтайлы әдісін таңдау және зерттеу бағдарламалары, түрлендіру қолданыстағы және жаңа әдістемелерін әзірлеу, нақты зерттеу;
өлшеу немесе эксперименттік зерттеу сипаттамаларын және параметрлерін медициналық техниканы жаңғырту мақсатында немесе жаңа нұсқаларының техника және технологиялар;
математикалық модельдеу әзірленетін құрылымдарды, аспаптардың немесе технологиялық процестерді оңтайландыру мақсатында олардың параметрлерін;
пайдалану үлгі жасау және жаңа бағдарламалық өнімдерді бағдарланған міндеттерді шешу және медико-биологиялық профиль;
ұйымдастыру модельді және табиғи эксперименттерді құрылымын оңтайландыру және конструкциялары зерттелетін аспаптар мен құрылғылар;
талдау ғылыми және практикалық маңыздылығы жүргізілетін зерттеулер;
дайындау, зерттеулердің нәтижелерін жариялау үшін ғылыми баспа, сондай-ақ құрастыру, шолу, реферат, есеп және баяндама;
.4 Біліктілік талаптары кәсіби міндеттерді шешу үшін
тұжырымдайды және шешеді міндеттері барысында туындайтын ғылыми-зерттеу және педагогикалық қызметті талап ететін тереңдетілген кәсіби білім;
жинау, өңдеу, талдау және жүйелеу ғылыми-техникалық ақпарат бойынша зерттеулер;
зерттеуде арнайы әдебиетті және басқа ғылыми-техникалық ақпаратты, жетістіктері, отандық және шетелдік ғылым мен техниканың, өзінің кәсіби саласында;
таңдайды қажетті зерттеу әдістері, модифицирует бар және әзірлейді жаңа әдістер, нақты зерттеу;
экспериментальдық зерттеулер жүргізеді объектілерін медициналық техниканы мақсатында оларды жаңғырту немесе жаңа үлгілерді және технологияларды;
әзірлейді физикалық және математикалық модельдер процестер мен құбылыстардың жататын зерттелетін объект;
қатысады, жобалау, құру және жаңғырту объектілерін медициналық техника;
құрайды сипаттау жүргізілетін зерттеулер, өңдейді және алынған нәтижелерді талдайды, қорытындысын ұсынады атқарылған жұмыс туралы есептерді, шолулар, баяндамалар, рефераттар және мақалалар;
жасауға қатысады, патенттік және лицензиялық паспорттарын өнертабыстарға арналған өтінімдерді;
енгізуге қатысады әзірленген техникалық шешімдер мен жобаларды, техникалық көмек көрсету және жүзеге асыру кезінде авторлық қадағалау жасау, сынау және пайдалануға тапсыру жобаланатын бұйымдар мен объектілер, медициналық аспап жасау;

Биомедициналық инженерия (биоинженерия, ағыл. bioengineering) бағыттарының бірі — ғылым мен техниканың, изучающее және дамыта қолдану инженерлік принциптер мен концепциялар медицина және биология саласындағы жасау үшін жасанды органдарының өтеу үшін жеткіліксіз болған жағдайда, физиологиялық функцияларын (биомедициналық инженерия) құрылғанға дейін генетикалық түрлендірілген организмдердің, соның ішінде мәдени өсімдіктер мен ауыл шаруашылық жануарларды (генетикалық инженерия), сондай-ақ молекулярлық моделдеу және синтез химиялық қосылыстар алдын-ала берілген қасиеттерімен (белоктық инженерия, инженерлік энзимология)[1]. Инженерия, медицина саласындағы біріктіреді жобалау және проблемаларды шешу дағдыларын техниканың, сондай-ақ медициналық және биологиялық ғылымдар жылжыту үшін денсаулық сақтау емдеу, соның ішінде диагностика, мониторинг және терапия.

Биомедициналық инженерия жақында ғана пайда болды ретінде өзіндік зерттеу саласындағы, салыстырғанда басқа да көптеген инженерлік облыстарымен. Мұндай жылжыту жинақтайды жаңа өткелдерін жағдайлардан пәнаралық мамандықтар арасында орнатылған облыстардың, қазіргі уақытта қаралады облысы ретінде дербес. Бұл бағыт ғылым мен техника бағытталған қысқартуға арасындағы алшақтық инженерлік ғылымды (техникамен) мен медицина сапасын арттыру мақсатында медициналық көмек көрсету, соның ішінде диагностика, мониторинг және емдеу[2]. Сонымен қатар, медициналық емес аспектілері биомедициналық инженерия тығыз байланысып жатыр с биотехнологией.

Ең көрнекті биомедициналық техникалық әзірлемелер кіреді: әзірлеу, биологиялық үйлесімді протездерді, әр түрлі диагностикалық және емдік медициналық құрылғылар. Бастап клиникалық жабдықтарды, микро-қондырымдар, аппараттар визуализация сияқты магнитті-резонанстық томография ЭЭГ өсуі, регенеративтік мата, фармацевтикалық препараттар және терапиялық биопрепараттар.

Медициналық техника — бұл өте кең санат, мәні бойынша, қамтитын барлық азық-түлік, денсаулық сақтау, олардың көмегімен жетеді болжалды нәтижелер жиынтығында дәрілік заттармен (мысалы, фармацевтикалық препараттарға) немесе биологиялық (мысалы, вакциналар). Медициналық құрылғы үшін пайдаланылады диагностика, алдын алу немесе түрлі ауруларды емдеу.

Тізбесі, кейбір медициналық аспаптар мен құрылғылар: кардиостимуляторлар, дефибриллятор, инфузиялық сорғылар, ИВЛ, жасанды органдар, қондырымдар, протездер, түзетуші линзалар, көз протездері, жеке және тіс қондырымдар.

Арнайы медициналық аспаптарды қиын болар еді қол жеткізуге ықпал ету, дәрілік препараттардың адам ағзасына, сондай-ақ енгізу және дәрілік химиялық заттардың организм ішіне. Ал дәрілік заттар көмегімен медициналық құрылғылар да әсер ететіні әлдеқайда тиімдірек тірі организмге әр түрлі физикалық, механикалық немесе жылу әсерлер.

Стереолитография болып табылады практикалық мысал медициналық модельдеу және жасау үшін пайдаланылады жеке объектілер. Модельдеу үшін органдар мен адам ағзасының туындайтын инженерлік әдістері, сондай-ақ пайдаланылады қазіргі уақытта, саласындағы зерттеулер мен әзірлемелер, жаңа құрылғылар үшін инновациялық терапия,[5] емдеу [6] мониторингі пациенттің[7] мониторингінің кешенді күрделі аурулар.

Медициналық аспаптар реттеледі және жіктелген (АҚШ-та) мынадай:

I Класс — құрылғыны ұсынады ең төменгі зиян пациентке және оңай конструкциясы қарағанда құрылғылары сынып, II немесе III сыныпты. Құрылғылар осы санаттағы қамтиды: икемді бинттер, қарау саусақты қолғаптары мен аспаптар үшін оториноларингология, қол хирургиялық құрал-саймандар және басқа ұқсас құралдар жалпы пайдаланымдағы

Құрылғы Сынып II қолданылады арнайы басқару элементтері қосымша құрылғыларға сынып I. Арнайы басқару элементтерін қамтуы мүмкін арнайы таңбалауға қойылатын талаптарды міндетті стандарттар өнімділігін және бақылау. Құрылғылар бұл сынып оқушылары, әдетте қамтиды рентген аппараттары, тамақтану мүгедектер арбаларының, инфузиялық сорғылар және хирургиялық жайма.

Құрылғы сыныбының ІІІ, әдетте, талап етеді мақұлдау импорт және экспорт немесе ─ биржалық хабарлама, ғылыми шолу, қауіпсіздікке кепілдік беру үшін құрылғы және оның тиімділігі, қосымша жалпы басқару элементтеріне Сынып I. Мысалдары сынып қамтиды ортаңғы клапандар ауыстыру бедренных және тізе буындарының, қондырымдар әр түрлі, силикон гель, емшектегі имплантант, имплантированные стимуляторлары мишықтың , имплантталған импульстердің генераторлары және внутрикостные қондырымдар (ішіндегі сүйек).

БИОМЕДИЦИНАЛЫҚ ИНЖЕНЕРИЯ, әзірлеу және қолдану, техникалық құрылғыларды, медициналық және биологиялық зерттеу. Бұл бірлескен жұмыс технолог, биолог және дәрігер алуға бағытталған іргелі білім туралы жеке сипаттамалары және оның жұмыс істеуі биологиялық материалдар. Алған білімдерін пайдаланады, осы ғалымдар үшін құрып, құрылғылар, жасауға, операция және әзірлеу жаңа әдістемесін ықпал ететін денсаулығын жақсарту және өмір сапасын.

Оның жетістіктерін биомедициналық инженерия атанған арқасында мүмкін осындай ынтымақтастыққа, – диализ арналған аппараттар алмастыру ауру және жаман жұмыс істейтін бүйрек; протездер жамбас және тізе; материалдар мен технологиялар операциялар үшін жүрек пен қан тамырларының; — жасанды жүрек.

НЕГІЗГІ ЗЕРТТЕУЛЕР

Компьютерлік модельдеу биомеханике.

Рөлі компьютерлік модельдеу биомедициналық инженерия асыра бағалау қиын. Негізінде сандық деректерді зерттеу бағдарламашы жасайды моделін биологиялық процестер мен құрылымдар; тиісті мүмкін болжау мінез-құлық биологиялық құрылымын, жүйесін немесе ағзаның байланысты сыртқы әсерлердің, емдеу, аурудың даму немесе қартаю.

Компьютерлік модельдер қабілетті шамамен сипаттау механикке жұмыс әр түрлі дене бөліктеріне, мысалы, сан сүйегінің ұршық буын, немесе олар сипаттау үшін қандай ауыстыру басының берцовой сүйектері жасанды әсер етеді жұмыс істеуі сүйек тұтастай алғанда. Пайдалануға болады моделдеу және талдау үшін ықтимал өзгерістер конструкциясы протездің, сондай-ақ олармен байланысты тәуекелді науқас үшін. Алайда, ең бастысы, бұл компьютерлік модельдеу болдырмауға мүмкіндік береді эксперимент жүргізуге қатысады.

Биоматериалдар және биомеханика мата.

Айырмашылығы бойынша мамандарды модельдеу көптеген инженерлер-биомедики бар істі тікелей, биологиялық ұлпалармен – мышцами, связками, сухожилиями – тіпті жасушалық мембрана. Көбінесе олардың жұмыс өлшеумен жеке параметрлерін (мысалы, беріктігі, қаттылығы, қаттылығы) немесе функционалдық көрсеткіштер (электр белсенділікті, мөлшерде бөлінетін заттар, осмостық қысым жасушаларында және т. б.). Мұндай өлшеу маңызды үшін ғана емес, іргелі ғылым; олар негіз жасайды іс жүзінде маңызды әзірлемелердің бірі мысалдар, олардың қызмет етеді жасанды жүрек.

Биомеханика

зерттеуде негізінен механикалық қасиеттері, тірек-қозғалыс аппаратының қызметі бұзылған. Іргелі зерттеулер осы саладағы болды әзірлеу үшін негіз жасанды буындар, олар ауыстыру үшін қолданылады, буындардың, необратимо нәтижесінде зақымдалған ауыр артрит немесе артроздың. Бұл өнертабыс, облегчившее қайғы-қасірет мыңдаған адамдар, мүмкін, ең әсер қалдыратын сәулетті қол жеткізу биомедициналық инженерия.

Имплантация (эндопротездеу).

1937 үшін жарамды имплантациялау деп танылған үш типті металл материалдар – тот баспайтын болат маркасы 316-L, хром-кобальт-молибденовый қорытпасы (виталлий) және титан. Бұл материалдар жеткілікті бірлік пен ынтымақтастықтың белгісі, долговечны, төзімді коррозия және тудырады елеулі қабыну реакциялар ағзадағы.

Олардың пайда болуына байланысты тәжірибеге травматология тез кірді түрлі бекіткіштер (өзектер, пластинкалар, бұранда мен шеге) арналған бекіту сүйектерінің дұрыс қалыпта болғанша жоқ шығуына сүйек тіні. Көпшілігі осындай бекіткіштер әзірленіп, сол жылдары, қашан механика сүйек және жұмсақ тіндердің зерделенді әлсіз және қатыспағандар туралы мәліметтерді қандай жүктемелерге ұшырайды имплантат ағзадағы. Қазіргі бекіткіштер үшін срастания сыну едәуір тиімдірек; олардың ішінде пайда болатын кернеу және деформация есептелінеді? Арқасында қазіргі заманғы белгілейтін құрылғыларға егде адам сынған кішкентай мойынының жиі қайтадан жүре бастайды, іс жүзінде, бір аптадан кейін жарақат.

Қарамастан үлкен жетістік саласында эндопротездеу жамбас және тізе, қызмет мерзімі осы протездерді ограничивался шамамен 10 (максимум 20) жылдар. Бұл анықталды екі фактормен: төмендеуі бекітпе элементтерін протездің мен кемшіліктері метилметакрилатного сүйек цемент. Іздеу неғұрлым сенімді бекіту әдістерінің өз жемісін берді: пайда металл протездер ретінде кеуекті беті, сондай-ақ жамылғысы бар кальций фосфаты түрінде гидроксиапатита, имитирует беті сүйек. Арқасында кеуекті құрылымы сыртқы қабатының протездің сүйек врастает бетіне түсірді және тұрақтандырады, оның өмірінің соңына дейін науқас. Қақпақ металл протездің гидроксиапатитом имитирует қалыпты сүйек, бұл ықпал етеді физиологичному және долговечному байланысына протезін с сүйегі.

Биоэлектрическая инженерия.

Әр-түрлі мата, соның ішінде сүйек мата, генерируют электр серпін. Осындай пьезоэлектрлік эффект маңызды рөл атқарады, сүйек ересек адам. Сонымен қатар, ол әсер етеді жылдамдығы мен беріктігі срастания сүйек.

Биоэлектрические құбылыстар жиі пайдалануға тырысады үшін неғұрлым тиімді сынықтарын емдеу. Мысалы, жақын несрастающегося сынықтың имплантируют электродтар және босататын әлсіз электр тогы өтетін арқылы мата орнында имплантациялау. Мұндай тәсіл қол жеткізуге мүмкіндік береді дұрыс срастания тіпті жағдайларда, қарапайым емдеу тәсілдері әкелмейді табыс (қараңыз, сондай-ақ БИОЭЛЕКТРИЧЕСТВО).

ТАРИХИ ОЧЕРК

Рождение биомеханика.

1940-шы жылдары швед ортопедиялық К. Хирш алғашқы рет бастаған қолдану, арнайы құралдар мен датчиктер өлшеу үшін физикалық сипаттамалары тірек-қозғалыс аппаратының қызметі бұзылған адам. Жұмыс Хирша және оның оқушы негізіне биомеханика – бірі облыстардың биомедициналық инженерия.

Жүргізілген Хиршем эксперименттер болды үлкен маңызы бар. Атап айтқанда, бұл күштер бедренный буыны көлденең бағытта, шамамен бірдей қарамастан, көтереді ма адам аяғын үшін перевернуться төсекте немесе жүреді. Сондықтан бүгін қарт адамдарға сынған кішкентай мойынының орнатқаннан кейін бекіткіш сынықтың (гвоздя) шешілуі серуендеу. Ал жақында олар ұшырайды ұзақ төсек режимі, ол жиі приводил — пневмония, тромбозу және басқа да асқынуларға кісі өлімімен аяқталған.

Алынған Хиршем деректерді таңдауға мүмкіндік берді астам берік материалдар үшін-жасанды буын, әзірлеу элементтері неғұрлым берік протез, сондай-ақ арнайы шеге үшін бедренных бекіткіштер, мүмкіндік науқасқа тағы срастании сынуы жамбас мойнының толық сүйенетін ауру аяғын. Сонымен қатар, бұл деректер көмектеседі дәрігерге үйрету, науқасты қалай пайдалануға костылями немесе тростью.

Әзірлеу, қабылдау бөлмесінің қуысын протез.

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін ғалымдар тобы Калифорния қатар Хиршем искала жақсарту жолдары протездерін үшін солдат, бастан өткерген ампутацию аяқ. Көмегімен киноға түсіру және талдау қозғалыстар ғалымдар алдық болжау, қандай жүктемелер және қандай қысым тарапынан протездің сезіне алады культя. Дәл осы әдістері және көмектесті соңында әзірлеу жақсартылған конструкциясы қабылдау қуысы протеза, ол үнемі байланыста культей. Жаңа түрі протездің ыңғайлы және киіледі көп сағат бойы жұмыста, зиян келтірмей көже.

Протездер жамбас және тізе.

1963 ағылшын дәрігер Дж.Чарнли құрды толық протез жамбас-сан буыны мен мойынының чашеобразной қабылдау қуысына саласындағы жамбас және металл шармен және өзегі, ауыстыратын жоғарғы бөлігі-жамбас. Алайда бөліктері арасындағы үйкелісті протездің кедергі қалыпты жүрген. Чарнли анықтады, бұл мәселені шешу үшін екі шартты орындау керек: протездің элементтері болуы тиіс берік бекітілуі тиіс науқас сүйектердегі, үйкелісті арасындағы жұмыс бөліктерінде протездің тиіс өте аз. Ол жетістікке жетіп, қолданып, жаңа цементирующий материал – метилметакрилат, және әлі күнге дейін ретінде пайдаланылады стандартты сүйек цемент. Сәл кейінірек Ф. Ганстон сүйене отырып, жұмысты Чарнли, сконструировал протез коленного сустава. Қазіргі уақытта протездер жамбас және тізе бойынша қызмет етуде 10-15 жыл.

Аппараттары «типті жасанды жүрек» енді медициналық практикаға болғанымен, олар әлі толығымен деген осы жүрек. Үшін жасанды жүрегі болуы мүмкін пайдаланылған ретінде тұрақты жұмыс істейтін аппарат, ол болуы тиіс: 1) болуы тиіс шағын мөлшері; 2) қамтамасыз етуге жеткілікті шығарындысы қан; 3) реттеуге шығарындысы байланысты ағзаның қажеттіліктері; 4) оңай тазалануы стерильдеу; 5) жасалуға бірі берік материалдар; 6) прокачивать қан кенеттен дүмпулерінің болдырмау үшін бұзылу эритроциттердің (гемолиз). Әзірге павлодарда ғана құрылғылары ауыстыратын екі төменгі камералары жүрек қарыншаларын). Имплантациялау кезінде олардың қосылу екі жоғарғы камералар (предсердиями), алдын-ала алып тастау ауыстырылатын қарыншаларын.

Бірінші жасанды жүрек имплантациясын адамға жүргізген 1969. Д. Кули АҚШ-та. Аппараты жұмыс істеді, 64 ч, әлі табылмады адам жүрек алмастыру үшін. Ұзақ мерзімді имплантация жасанды жүрек алғаш рет орындалды 2 қараша 1982 хирургтары Медициналық орталығының Университет Юта, АҚШ. Қолданылған аппараты Джарвик-7, аталған осылай құрметіне оның өнертапқыштың Р. Джарвика. Бұл аппарат болды болаттан пішінді полиуретан, укрепленного арналған алюминий рамка, оның негізінде әрбір камера болды растягивающаяся резеңке мембранасы. Екі мембрананың соединялись сыртқы сорғымен екі шлангілермен, өтетін арқылы іш қуысына науқастың. Насос берсе сығылған ауа қысыммен, оның резеңке мембраналар выталкивали қан арқылы жасанды клапандар қан жүйесіне. Науқас жүргізілген имплантация, Барни Кларк, өмір сүрді 112 күн; бұл уақытта жасанды жүрек жасаса, 13 млн. соққы. Бәлкім, болашақта жасанды жүрек болады встраиваться насос, питающийся жылғы бекітілген белде батарея.

Биомедициналық инженерия жатады, техника мен ғылыми білімдерді қамтитын, жиынтығы мен тәсілдерін, құралдарын жасауға бағытталған адам қызметінің әдістері: ұйымдастыру және өткізуге қатысу, диагностикалық зерттеулер мен емдеу рәсімдерін қолдана отырып, аспаптық және аппараттық-бағдарламалық құралдарды, медициналық ұйымдардың және мекемелердің әр түрлі саладағы қызмет көрсету; үлгі медициналық жабдықтардың, аппараттардың, жүйелер мен кешендер, сондай-ақ техникалық құралдарды биологиялық зертхана; өңдеу, биомедициналық ақпарат, құру және пайдалануға медициналық деректер базасын пайдалану, қазіргі заманғы қолданбалы бағдарламалар пакетін, ақпараттық қолдау, диагностикалық және емдеу процестерін.
Білім беру бағдарламасы «бағыты бойынша Биомедициналық инженерия» екі деңгейін қарастырады дайындау — дайындау техника және технологиялар бакалавры (4 жыл) және «магистр» (6 жыл оқыту бағдарламасын қоса алғанда даярлау бакалавр).
Бакалаврдың кәсіби қызмет объектілері «бағыты бойынша Биомедициналық инженерия» болып табылады аспаптар, жүйелер, кешендер және негізгі медициналық технологиялар, сондай-ақ, зерттеу әдістері, емдеу әсерлерді, ақпаратты өңдеу практикалық денсаулық сақтауда және әр түрлі салалардағы биомедициналық зерттеулер.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.