الهندسة الطبية الحيوية (BME) هي تطبيق الأدوات الهندسية لحل المشكلات في علم الأحياء والطب. إنه نظام هندسي يمارسه محترفون تم تدريبهم في المقام الأول كمهندسين، ولكن مع التركيز المتخصص على التطبيقات الطبية والبيولوجية لمبادئ الهندسة الكلاسيكية. تطبق BMEs خبراتها متعددة التخصصات على مشاكل مثل تصميم أدوات وأجهزة طبية جديدة، وفهم وإصلاح الجسم البشري، وتطبيق مناهج متعددة التخصصات على المشاكل القديمة في مجالات الطب والبيولوجيا وخارجها. يمكن لمهندس الطب الحيوي أن يتوقع العمل ضمن مجموعة واسعة من الفرق متعددة التخصصات مع محترفين مثل الأطباء وعلماء الأحياء والباحثين والممرضات والمعالجين وعلماء الرياضيات والإداريين وغيرهم الكثير أثناء العمل في الصناعة ورواد الأعمال وفي مهنة الطب والأوساط الأكاديمية. .
لإعداد الطلاب لمثل هذه المهن، تركز درجة البكالوريوس في BME المكونة من 128 ساعة معتمدة ومدتها أربع سنوات على التصميم الهندسي؛ الوصول إلى التعاونيات/التدريب الداخلي في الشركات المصنعة للأجهزة الطبية المحلية أو الوطنية، والمستشفيات، أو المختبرات؛ تقديم المشورة المستمرة؛ المرونة في مجالات التخصص الهندسي. المشاركة في تقييم البرنامج وتحسينه؛ فرص الدراسة في الخارج؛ وخيار لإكمال درجة الماجستير لمدة عام واحد بعد برنامج البكالوريوس.
حجر الزاوية في برنامج BME هو منهج التصميم الفريد الذي يبلغ والمكون من سبعة فصول دراسية . يأخذ الطلاب دورة مشروع الإرشاد/التصميم في السنة الأولى وفي كل فصل دراسي خلال السنة الثانية وحتى السنوات الأخيرة. يقدم أحد أعضاء هيئة التدريس المشورة لفرق صغيرة من الطلاب، ويعمل كمستشار/استشاري/مرشد، لإرشادهم من خلال مشاريع التصميم الواقعية المطلوبة من العملاء في جميع أنحاء الجامعة ومهنة الطب والصناعة والمجتمع. يعمل هؤلاء العملاء كموارد للطلاب في مشروعهم، ويقومون بإجراء المناقشات، ويعرضون الطلاب على جوانب مختلفة من مجال BME. على مدار كل فصل دراسي، تقوم الفرق بتصميم وتصنيع وتقديم منتج يلبي احتياجات العميل في نهاية المطاف. يمنح هذا النهج الجديد الطلاب تعليمًا متوازنًا بشكل استثنائي من خلال دمج الخبرة في مجال الصناعة السريرية والطبية الحيوية، وبالتالي توسيع شبكتهم. بشكل عام، تسلط تجارب التصميم الضوء على الطبيعة المتعددة التخصصات لـ BME.
ضمن البرنامج، يختار طلاب BME دورة دراسية تركز على أحد التخصصات الأربعة التالية داخل المجال:
- الأجهزة الحيوية والأجهزة الطبية هو تطبيق الإلكترونيات ومبادئ القياس والتقنيات لتطوير الأجهزة المستخدمة في تشخيص وعلاج الأمراض. تشمل الأمثلة مخطط كهربية القلب، وواجهة الكمبيوتر والدماغ، والأقطاب الكهربائية القابلة للزرع، وأجهزة الاستشعار، واستئصال الورم، والأجهزة الطبية الأخرى. تتضمن الهندسة العصبية، وهي مجال فرعي، استخدام التكنولوجيا الهندسية لدراسة وظيفة الأنظمة العصبية وتطوير التكنولوجيا القابلة للزرع لتطبيقات الأطراف الاصطناعية وإعادة التأهيل.
- التصوير الطبي الحيوي والبصريات يتضمن تصميم وتحسين أنظمة التصوير التشريحي والخلوي والجزيئي غير الجراحي. بالإضافة إلى تقنيات التصوير الشائعة مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، والتصوير المقطعي المحوسب (CT)، والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، يتضمن التصوير الطبي الحيوي موضوعات مثل الضوئيات الحيوية، والبصريات، والتصوير متعدد الأوضاع، ويتوسع الآن ليخدم الوظائف الوظيفية. والأغراض العلاجية أيضًا. تنتج القدرات المتقدمة عندما يتم تطبيق أساسيات الهندسة والفيزياء وعلوم الكمبيوتر جنبًا إلى جنب مع خبرة المتعاونين السريريين.
- الميكانيكا الحيوية تطبق الميكانيكا الهندسية لفهم العمليات البيولوجية ولحل المشكلات الطبية على المستويات الجهازية والأعضاء والأنسجة والخلوية والجزيئية. ويشمل ذلك ميكانيكا الأنسجة الضامة (أوتار الأربطة والغضاريف والعظام) بالإضافة إلى أجهزة تقويم العظام (أجهزة تثبيت الكسور والأطراف الاصطناعية للمفاصل)، وإعادة تشكيل الأوعية الدموية (ارتفاع ضغط الدم الرئوي)، وميكانيكا العضلات مع الإصابة والشفاء، والتحكم الحركي البشري، والتكيف العصبي العضلي ( مع التقدم في السن والإصابات والمرض)، والموائع الدقيقة للتطبيقات الخلوية، والحركة الخلوية والالتصاق، وهندسة إعادة التأهيل (القياس الكمي والتكيف واستعادة الوظيفة لأولئك الذين فقدوا القدرات).
- هندسة المواد الحيوية والخلوية والأنسجة تتضمن توصيف واستخدام المواد الهيكلية المشتقة من مصادر صناعية أو طبيعية لتصميم منتجات طبية تتفاعل بأمان مع الأنسجة لأغراض علاجية أو تشخيصية مثل الأوعية الدموية الاصطناعية، وصمامات القلب، والمفاصل العظمية، ومركبات توصيل الدواء. يفهم مهندسو الأنسجة العلاقات الهيكلية والوظيفية في الأنسجة الطبيعية والمرضية لهندسة الأنسجة الحية و/أو البدائل البيولوجية لاستعادة أو الحفاظ على أو تحسينوظيفة. على المستوى الخلوي والجزيئي، يشمل هذا دراسة أو معالجة العمليات البيولوجية مثل تمايز الخلايا، وتكاثرها، ونموها، وهجرتها، وموت الخلايا المبرمج.
على الرغم من أنه يمكن تعريف التخصصات المختلفة داخل BME بشكل منفصل، إلا أن حل برنامج الطب الحيوي يتطلب فهمًا شاملاً للمجال. على سبيل المثال، يتطلب تصميم الورك الاصطناعي فهم القوى والميكانيكا الحيوية لحركة الإنسان بالإضافة إلى الخصائص الميكانيكية والمادية للجهاز التعويضي. يلعب اختيار المادة والتضاريس دورًا حاسمًا في تكامل الخلايا والأنسجة، مما يؤدي في النهاية إلى استقرار الغرسة على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى تقنيات للتصوير الطبي الحيوي لتوصيف شكل الورك المريض ونجاح الإجراء. وأخيرًا، يتم استخدام أجهزة بقيمة أثناء جراحة استبدال مفصل الورك.
يختار الطلاب مجال الهندسة الطبية الحيوية ليكون في خدمة الناس؛ لإثارة العمل مع الأنظمة الحية؛ وتطبيق التكنولوجيا المتقدمة على المشاكل المعقدة للرعاية الطبية. يمكن للطلاب في برنامج BME أن يتوقعوا تطوير مهاراتهم في التفكير الابتكاري، والتحليل النقدي للأخلاقيات، وإدارة المشاريع، والكتابة الفنية، كل ذلك في بيئة تشجع الإبداع والعمل الجماعي والفضول. مع العديد من نقاط التركيز المحتملة داخل التخصص، يتمتع طلاب BME بفرصة استكشاف وتنمية اهتماماتهم في موضوعات محددة أثناء تطبيق مفاهيم الهندسة على التطبيقات الطبية والمشاريع العملية والأبحاث المتطورة.
الطلاب الذين أكملوا درجة البكالوريوس بنجاح درجة في BME مع معدل تراكمي إجمالي 3.0 أو معدل تراكمي 3.25 لآخر 60 ساعة معتمدة من بكالوريوس العلوم. البرنامج مؤهل للتقدم لبرنامج الماجستير لمدة عام واحد. درجة.
الأهداف التعليمية لبرنامج الهندسة الطبية الحيوية
نحن ندرك أن خريجينا سيختارون استخدام المعرفة والمهارات التي اكتسبوها خلال سنوات دراستهم الجامعية لمتابعة مجموعة واسعة من الأهداف المهنية والحياة، ونحن نشجع هذا التنوع في المسارات. أيًا كان المسار الذي يختاره الخريجون، سواء كان وظيفة أو تعليمًا بعد التخرج أو خدمة تطوعية، سواء كان ذلك في الهندسة أو أي مجال آخر، فلدينا لخريجينا الأهداف التالية؛ أنهم سوف:
- يُظهر مهارات قوية في حل المشكلات، والقيادة، والعمل الجماعي، والتواصل؛
- يستخدمون هذه المهارات للمساهمة في مجتمعاتهم؛
- اتخاذ خيارات مهنية مدروسة ومستنيرة؛ و
- إظهار الالتزام المستمر والاهتمام بتعليمهم وتعليم الآخرين.