سمینار معرفی رشته مهندسی پزشکی

موضوع سمینار: معرفي رشته مهندسي پزشكي

دانشكده مهندسي پزشكي 

سال 85

---

چكيده

در قرن بيستم نوآوري‌هاي تكنولوژي با چنان سرعتي در حال پيشرفت ‌است كه تقريباً در هر زمينه‌اي در زندگي انسان نفوذ كرده است. پيشرفت در مراقبت‌هاي پزشكي نيز بسيار چشم‌گير بوده است كه از جمله علل اصلي آن پيوند بين دو فضاي علمي مهندسي و پزشكي را مي‌توان برشمرد.اين تركيب موجب ايجاد رشته‌اي به نام مهندسي پزشكي گشته است. مهندسي پزشكي را به طور دقيق چنين تعريف كرده‌اند: بكارگيري علوم مهندسي (برق، مكانيك، شيمي و ...) براي درك، تغيير، كنترل و مشاهده عملكرد سيستم‌هاي زنده. در كل مهندسي پزشكي رشته‌اي است كه در آن در زمينه‌ي علوم مهندسي، زيستي و پزشكي تحقيق و فعاليت مي‌شود تا از طريق روش‌هاي تحليلي و تجربي مبتني بر علوم مهندسي سلامت جامعه انساني بهبود يابد.

در اين سمينار ابتدا به بررسي تاريخچه علم پزشكي و سپس مهندسي پزشكي پرداخته و در مورد گرايش‌هاي مختلف آن به تفصيل بحث مي‌كنيم. در آخر مرور كوتاهي بر آمادگي شغلي و زمينه‌هاي كاري آن خواهيم پرداخت.

مقدمه

در قرن بيستم نوآوري‌هاي تكنولوژي با چنان سرعتي در حال پيشرفت ‌است كه تقريباً در هر زمينه‌اي در زندگي انسان نفوذ كرده است. پيشرفت در مراقبت‌هاي پزشكي نيز بسيار چشم‌گير بوده است كه از جمله علل اصلي آن پيوند بين دو فضاي علمي مهندسي و پزشكي را مي‌توان برشمرد.

اين موضوع به خصوص در زمينه پزشكي و خدمات درماني مشاهده مي‌شود.گرچه هنر پزشكي سابقه طولاني دارد اما انقلاب خدمات درماني كه (بر پايه تكنولوژي مي‌باشد و) قادر به انجام محدوده وسيعي از تشخيص‌ها و درمان‌ها است تقريباً جديد مي باشد و موجب بوجود آمدن بيمارستان‌هاي بسيار مدرن به عنوان مراكز تكنولوژيكي ارايه دهنده خدمات درماني مي‌باشد.

از آنجايي كه تكنولوژي چنين اثر بزرگي بر خدمات درماني گذاشته است، متخصصين مهندسي در بسياري از جنبه‌هاي پزشكي درگير شده‌اند. در نتيجه مهندسي پزشكي به عنوان يك تلفيق كننده اين دو تخصص ديناميك ( مهندسي و پزشكي) به وجود آمده است و هدف اصلي آن مقابله با امراض و بيماري‌ها از طريق فراهم آوردن وسايلي (مانند بيوسنسور‌ها ، بيو‌مواد‌ها ، پردازش‌گر‌هاي تصوير و هوش‌مصنوعي) در جهت تحقيق ، تشخيص و درمان به وسيله متخصصان درماني مي‌باشد. بنابراين مهندسان پزشك اعضاي جديد جامعه پزشكي هستند كه به دنبال راه‌حل‌هاي جديد براي مسايل پيچيده‌اي كه جامعه مدرن امروزي با آن روبروست مي باشند.

در كشور ما هم وابستگي روزافزون به تكنولوژي مدرن درماني و پيچيده‌تر شدن انواع تجهيزات بيمارستاني و طبعاً راه‌اندازي و نگهداري از آن‌ها در مجموع باعث شده كه جامعه پزشكي و درماني ما شناخت بيشتري نسبت به رشته مهندسي پيدا كنند و نياز كشور به فارغ التحصيلان اين رشته به شدت افزايش يابد. از اين رو توسعه مهندسي پزشكي در گرايش‌هاي مختلف  آن (بيومتريال، بيومكانيك، بيوالكتريك)يك امر اجتناب ناپذير به نظر مي‌رسد.

در اين سمينار مروري بر نقش تكنولوژي در خدمات درماني در جامعه امروزي و همچنين نقش مهندسان پزشكي در حال حاضر خواهيم داشت.

1- تاريخچه علم پزشكي

1-1- سيستم درماني قديم

انسان‌هاي اوليه بيماري‌ها را ناشي از اعمال خدايان و ارواح مي دانستند.در نتيجه درمان آنها را كار پزشكان جادو‌گر مي‌دانستند.گرچه جادو يك جز جدانشدني از مراحل درماني بود اما هنر و عمل اين پزشكان جادوگر تنها محدود به متافيزيك نمي‌شد. اين افراد با استفاده از غريزه شخصي و تجارب گذشته دانش اوليه‌اي را بر پايه قوانين تجربي بنا مي‌كردند. براي مثال از همين طريق اعمالي مانند جا انداختن استخوان ها و استفاده از گياهان دارويي يا اعمال جراحي پيشرفت‌كرد. همان گونه كه انسان هاي اوليه ياد گرفتند كه بعضي گياهان قابل خوردن و كاشت هستند پزشكان اوليه هم طبيعت بعضي از بيماريها را مشاهده و درك كردند و آنها را به نسلهاي بعد خود انتقال دادند.

شواهد نشان مي‌دهد كه پزشكان اوليه علاوه بر درمان ساده ، به اعمالي از قبيل جراحي هم علاقه‌مند بودند. استخوانهاي جمجمه سوراخ‌شده كه در نواحي مختلف اروپا ، آسيا و آمريكاي جنوبي كشف شده‌اند شاهد اين مطلب مي‌باشد. اين سوراخ‌ها بر روي استخوان با وسايل محكمي براي دسترسي به مغز ايجاد شده‌بودند. به نظر مي‌رسد كه هدف عمده اين اعمال جراحي جادو و باورهاي ديني بوده‌است. احتمالاً بر اين باور بوده‌اند كه اين پروسه منجر به آزاد كردن افكار و گازهاي بد و شيطاني از مغز كه منشا دردهاي شديد سر( مانند ميگرن) و يا حملات مغزي كه منجر به از حال رفتن شخص (مانند صرع) مي‌شود ، بوده است. بعضي از اين بيماران پس از عمل زنده‌مي‌ماندند . شاهد اين مطلب لبه‌هاي صاف شده استخوان سر در محل سوراخ مي‌باشد كه نشان مي‌دهد استخوان پس از جراحي مجدداً رشد كرده ‌است. انسان‌هاي زنده مانده پس از عمل هم به جايگاه خاصي از تقدس دست مي‌يافتند به طوري كه فرضاً تكه هايي از استخوان جمجمه آنها به عنوان طلسم دور كننده حملات تشنجي به ‌كار مي رفت. اين شروعي براي تلفيق پزشكي در فرهنگ و جوامع بشري بوده‌است.

جالب است كه به سرنوشت بعضي از اين پزشكان موفق هم اشاره شود. براي مثال مصري‌ها ايمهوتپ[1] (معمار اولين هرم در BC 3000 ) را براي قرنها محترم مي‌شمردند البته نه براي اينكه او سازنده هرم بود بلكه به اين خاطر كه يك پزشك بود.

كلمه ايمهوتپ به اين معني است كه شخصي كه ورودش موجب آرامش مي‌شود.[2] دليل اين نامگذاري اين بود كه او به بيماران سر مي زد تا به آنها خواب راحت بدهد.

اين پزشك به قدري در كار خود مهارت داشت كه در فرهنگ مصر باستان به او لقب خداي شفا داده بودند. در افسانه‌هاي مصر باستان مانند اديان اوليه بين ارتباط سلامت بشر و متافيزيك تاكيد فراوان وجود داشته است. براي مثال به علامت افسانه‌اي Rx كه همچنان آراينده نسخه‌هاي دارويي است توجه كنيد. افسانه آن به چشم Horus برمي‌گردد. در افسانه آمده است كه Horus در كودكي بينايي خود را بر اثر حمله شيطان از دست داد. Isis‌ مادر Horus از مهمترين خداي سلامتي يعني Thoth كمك خواست و او هم توانست چشم و قدرت Horus را به او برگرداند. به همين جهت چشم Horus به عنوان سمبل شفا و محافظت خدا در نظر گرفته‌شده و سمبل آن Rx واضح‌ترين پيوستگي بين پزشكي جديد و قديم مي‌باشد.

تفكر و اعمال ايمهوتپ روي پاپيروس ضبط شده و در قبرهاي باستاني نگهداري مي‌شده‌است. در كتيبه‌اي كه توسط George Elbers‌ در سال 1873 بدست آمد صدها روش درماني براي عوارض مختلف از گزيدگي كروكوديل گرفته تا يبوست آورده‌شده است. در يك پاپيروس معروف ديگر مربوط به BC1700 كه توسط Edwin Smith‌ در 1862 كشف شد اغلب مسايل مربوط به جراحي آورده شده است. اين پاپيروس‌ها جز بهترين نوشته‌ها در تاريخ پزشكي محسوب مي‌شوند.

زمانيكه اثر مصر باستان گسترش يافت، ايمهوتپ توسط يونانيان مانند خداي سلامتي خودشان Aesculapius شناخته شد. بر طبق افسانه پدر Aesculapius آپولو است كه در يكي از ديدارهايش از زمين او را به وجود آورد. آپولو يك پدر بود و مانند بسياري از پدر و مادرهاي امروزي دوست داشت كه فرزندش پزشك شود. به همين دليل او از Chiron ، حيواني افسانه‌اي با بالاتنه انسان و پايين تنه اسب، خواست كه به فرزندش علم طب را تعليم دهد. به زودي Aesculapius به قدري در پزشكي متبحر شد كه از استاد خود پيشي گرفت و به قدري خوب بيماران را مداوا مي‌كرد كه كم كم موجب كاهش محبوبيت ساير خدايان شد و به همين دليل در پي شكايات فراوان Hades و Pluto و خداي زير زمين ، در نهايت Zeus  با يك صاعقه او را كشت. اين افسانه‌ها با وقايع تاريخي در هم آميخته شده اند و معلوم نيست كه آيا Aesculapius واقعا يك انسان مانند ايمهوتپ بوده‌است يا نه ولي يك مسئله واضح است و آن اينكه حتي از BC1000 پزشكي يك حرفه بسيار محترم بوده‌است. در يونان باستان معابدي براي انجام اعمال درماني وجود داشته‌اند و جز اولين بيمارستانها محسوب مي‌شوند. در اين بيمارستان ها بيماران پذيرفته شده و از نظر رواني با اعمالي نظير دعا و يا قرباني كردن براي درمان آماده ‌مي‌شدند. سپس اجازه مي‌يافتند تا از لذت خواب در معبد بهره‌مند شوند. در نيمه شب پزشكان به سراغ آنها مي‌آمدند و دستورات لازم از قبيل رژيم غذايي يا دارو را مي‌دادند و همه اعتقاد داشتند كه اين روشها مؤثر است. از طرف ديگر اگر بيماري بهبود نمي‌يافت اعتقاد بر اين بود كه ناشي از كم ايماني خود بيمار است و خدشه‌اي به مراحل درمان وارد نمي‌شد. اين تفكر همچنان در روشهاي درماني امروزي در غالب جملهhealthy mind, healthy body كاربرد دارد.

يكي از مشهورترين اين معابد درماني در جزيره Cos يعني محل تولد Hippocrates قرار دارد. او از جواني علم پزشكي را پيش پدر فرا گرفت. شهرت Hippocrates  به عنوان يك جمع‌آوري كننده روشها و تكنيك‌هاي درماني تا آن زمان نبود بلكه به خاطر ديد او به پزشكي به عنوان يك دانشمند بود تا يك كشيش. او به عنوان يك نوآور يك عنصر مهم را به پزشكي تزريق كرد: روح علمي آن را. كم كم مشاهدات تشخيصي و درمان‌هاي كلينيكي جاي خرافات را گرفت. به جاي سرزنش خدايان بابت بيماريها ، Hippocrates به مردم ياد داد كه بيماريها پروسه‌هاي طبيعي هستند و علايم آنها ناشي از واكنش بدن به بيماريهاست. او تاكيد داشت كه خود بدن روشهايي براي درمان بيماري‌ها دارد و وظيفه يك پزشك كمك به اين نيرو‌هاي دروني است. او در مورد هر بيمار كاملاً مطالعه كرده و يادداشت‌برداري مي‌كرد. نوشته‌هاي زيركانه او در مورد بيماريها حتي امروز هم براي پزشكان قابل استفاده است. شاگردان او به گوشه‌هاي مديترانه سفر كردند تا علم او و افكارشان را گسترش دهند. به هر صورت Hippocrates اولين كسي بود كه جادو و خرافات را شكست و پايه‌هاي علم پزشكي را علمي كرد و يك پزشك خوب را به عنوان دوست حرفه‌اي بيمار معرفي كرد.

زمانيكه امپراتوري روم در بيش از نيمي از دنيا گسترش يافت، وارث بسياري از فرهنگ‌هايي كه جذب كرده‌بود و از جمله دستاوردهاي پزشكي آنها شد. گرچه خود آنها پيشرفت كمي در اين زمينه داشتند، پس از آن به پيشرفت‌هاي زيادي در اين زمينه دست يافتند. براي مثال آنها يك سپاه پزشكي تعليم‌ ديده داشتند كه لژيون نظامي را همراهي مي‌كرد تا در مواقع جنگ و درگيري، كمكهاي اوليه را در مورد بيماران اعمال كنند. همچنين بيمارستان‌هايي را در نقاط مختلف امپراتوري داير كردند. آنها با تصفيه آب آشاميدني ، ضدعفوني كردن غذاها و جلوگيري از شيوع بيماري‌هاي واگيردار‌ (كنترل اپيدمي) هم زندگي مدني را ممكن كردند.

در ابتدا روميها به پزشكان يوناني و هنر آنها علاقه چنداني نشان ندادند. اما پس مدتي با ديدن خدمات آنها به آنها توجه كردند  و حتي قيصر روم(BC46 ) به خاطر خدمات آنها حق سكونت در شهرهاي رومي را به آنها اعطا كرد. حتي در زمانهاي قحطي كه خارجي‌ها از شهرها اخراج مي‌شدند، نه تنها اين پزشكان از شهر‌ها اخراج نمي‌شدند بلكه به آنها پيشنهاد مي‌شد كه در شهر بمانند. جالب است بدانيم كه Galen كه مشهورترين پزشك رومي است اصلاً يوناني بوده و امپراتور به‌خاطر درمان تب همايوني به او لقب پزشك نامدار روم را داد. او شخص بسيار مغروري بود و برعكس Hippocrates تنها موارد موفقيت خود را گزارش مي‌كرد ولي با تمام اين حرف‌ها پزشك بسيار متبحري بود. براي او تشخيص يك هنر شده بود و علاوه بر بيماران خود به درخواست‌هايي كه از مناطق دور دست فرستاده مي‌شد هم پاسخ مي‌داد. وي بسيار سخت‌كوش بود و بيش از 300 كتاب نوشت كه در آنها مشاهدات آناتوميكي خود را به علاوه موارد مشخص و داروهايي كه براي آنها تجويز كرده‌بود و همچنين لاف زدن ها و خودستايي‌هايش را ثبت كرده‌بود. با وجودي كه Galen در زمينه پزشكي  بسيار با نفوذ بود و بعدها توسط كليساي كاتوليك مورد تاييد قرار گرفت اما او در حقيقت از تحقيقات پزشكي منع شده بود ودر اين دوران ممنوعيت و عصر تاريك، كتاب‌ها و نوشته‌ها و مشاهدات او براي پزشكان و كشيشان بعد از او كتاب قانون و كتاب مقدس به حساب مي‌آمد.

آموزش هاي كليساي كاتوليك مبني بر اينكه تحقيق در مورد علل مرگ موجب قهر خداوند شده و نامطلوب است، روش‌هاي منطقي براي درمان بيماري‌ها را دخالت گناه‌آلود در كار خدا مي‌دانستند و در نتيجه استعمال دارو توسط پزشك و بيمار را ناشي از كمبود ايمان مي‌دانستند و در نتيجه علم اصولي پزشكي دچار كم‌توجهي شد. بنابراين براي تقريباً 1000 سال علم پزشكي به فراموشي سپرده‌شد و اين ماجرا تا عصر رنسانس يعني تقريباً S 1500 ادامه داشت. Hippocrates قبلاً گفته‌بود كه بيماريها تنبيهي از طرف خدا نيستند و يك پديده طبيعي هستند ولي زير سلطه كليسا و خداي جديد تصورات قديمي و خرافاتي ماوراء‌ طبيعي بودن بيماري‌ها مجدداً زنده شد و مجدداً روش‌هاي درمان بيماران به شكل قديم خود ( دعا و ...) بازگشت. البته اين دوران زياد هم سياه نبود. مثلاً در اين دوران با بيماران فقير و ثروتمند به يك شكل برخورد مي‌شد(!) و اين دوران زمينه ساز سيستم درماني مدرن شد. در زمان كنستانتين اول (اولين امپراتور روم كه از مسيحيت استقبال كرد) معابد درماني به شيوه قديم بسته شد و بيمارستان‌هايي در هر شهر داير گشت. با گسترش دين و آيين مسيحيت به خاور ميانه،‌ اين سيستم بيمارستاني هم انتقال يافت. البته لازم به ذكر است كه با وجود بيمارستان‌ها، پزشكان از بيماران خود فقط در خانه‌هايشان عيادت مي‌كردند و اين بيمارستان‌ها مربوط به مسافرين و انسان‌هاي بي‌پناه مي‌شد. گرچه بعضي از اين بيمارستان‌ها مجهز بوده و به خوبي اداره مي‌شدند و با بيماران رفتار انسان دوستانه‌اي داشتند ولي در اكثر آنها افرادي نگه‌داري مي‌شدند كه بيماري‌هاي عفوني داشتند و بايد از جامعه دور نگه‌داشته مي‌شدند و با آنها رفتار خوبي نمي‌شد و علاوه بر آن آمار مرگ و مير هم در بيمارستان‌ها بالا بود به همين جهت در اذهان عمومي بيمارستان‌ها جايگاه خوبي نداشتند.

---

منابع

1) Introduction to Biomedical Engineering ، Joseph D. Bronzino

2)  Standard Handbook of Biomedical Engineering and Design

3) پايان‌نامه كارشناسي، بررسي نظام آموزش مهندسي پزشكي در ايران و جهان، عبدالمهدي ساكيان

4) پايان نامه كارشناسي، بررسي وضعيت حوزه آكادميك مهندسي پزشكي و روند توسعه آن در دنيا ، فرزين دياني

5) مقدمه‌اي بر مهندسي پزشكي زيستي، دكتر سيامك نجاريان، مهندس هاله مستشفي

6) http://www.iranbmemag.com

7) http://www.magiran.com

8) http://www.isbme.org

9) http://www.engr.colostate.edu/bep/whatis/whatis.html

10) http://en.wikipedia.org/wiki/Biomedical_engineering

11) http://www.msoe.edu/eecs/be/whatisbe.shtml