Biyomedikal mühendisleri; biyoloji, tıp, fizik, matematik, mühendislik ve iletişim uzmanlıklarını dünyayı daha sağlıklı bir yer yapmak için kullanır.

Transkript

1

2 Şu anda var olan ve gelecekte olması muhtemel bir probleme; ekonomik ve kolay (daha çok kullanıcı açısından) yeni bir ÇÖZÜM bulabilir miyim? 2

3 Biyomedikal mühendisleri; biyoloji, tıp, fizik, matematik, mühendislik ve iletişim uzmanlıklarını dünyayı daha sağlıklı bir yer yapmak için kullanır. Canlı sistemlerin çeşitliliği ve karmaşıklığı bu sistemlerin analizini yapmada, yeniliklere açık, bilgili ve hayal gücü yüksek doktorlar, bilim insanları ve mühendislerin işbirliğini gerektirir. Bu kişilerden oluşan takımlar normal vücut fonksiyonlarını gözlemlemeye, varsa eksiklerini gidermeye ve performansını artırmaya çalışırlar. Biyomedikal mühendisi idealde fen bilimleri, tıp ve matematik alanlarının kesişimin de eğitilir ve tıp ve biyolojide karşılaşılan teknik problemleri çözmeye çalışır.

4 Biyomedikal mühendisleri tıbbi cihaz endüstrisinde, akademik kurumlarda (üniversiteler ve araştırma enstitülerinde), hastanelerde ve devlet kurumlarında çalışırlar. Biyomedikal mühendisleri medikal enstrumantasyon (tıbbi cihazlar geliştirmek için) için elektrik devreleri veya bilgisayar yazılımı tasarlamakla uğraşabilirler. Bu cihazlar; röntgen (X-ışınlı görüntüleme sistemleri/cihazları), bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans gibi büyük görüntüleme sistemleri olabileceği gibi kalp pilleri (pacemakerlar), koklea (içkulak) implantları ve ilaçları damar içine kontrollü gönderen pompalar gibi tedavi amaçlı vücut içine yerleştirilen küçük cihazlar da olabilirler.

5 Biyomedikal mühendisleri kimyasal, fiziksel ve matematiksel modeller ile bilgisayar simülasyonu kullanarak yeni ilaç tedavi yöntemleri geliştirebilirler. Son zamanlardaki vücut fonksiyonlarının ve biyolojik sistemlerin çalışmasının anlaşılmasındaki önemli sayıda ilerleme hep biyomedikal mühendisleri tarafından gerçekleştirilmiştir. Biyomedikal mühendisleri beyin, kalp ve kas gibi organların ürettiği pek çok elektriksel sinyaller ile çalışırken matematiksel ve istatistiksel modeller kullanır. Bazı biyomedikal mühendisleri, vücutta fonksiyon kaybı olan yerlere (kol ve bacak uzuvları, dizler kalçalar, kalp kapakçıkları ve ağız içi implantlar gibi) yapay organlar geliştirir. Yapay vücut uzuvlarının geliştirilmesi, biyomedikal mühendislerinin biyolojik ortama uygun ve uzun ömürlü materyalleri geliştirmek için kimya ve fizik kullanmalarını gerektirir.

6

7 Biyomedikal mühendisleri aynı zamanda hastalar ve doktorlar arasındaki uzak mesafe haberleşmeyi mümkün kılan kablosuz teknolojiler de geliştirmeye çalışır. Rehabilitasyon amaçlı veya insan performansını artırıcı egzersiz ekipmanları, robotlar ve tedavi edici cihazlar tasarlamak da yine biyomedikal mühendislerinin ilgi/çalışma alanları arasındadır. Bazı biyomedikal mühendisleri ise hücresel ve moleküler seviyedeki problemlere eğilir, örneğin hücre içerisindeki hasarın giderilmesi için nanoteknoloji ile mikromakinalar geliştirirler ya da gen fonksiyonlarını değiştirmeye çalışırlar. Kimi biyomedikal mühendisleri de dokuların ve sıvıların hareketlerine fiziksel yasalar uygulayarak bilgisayar ortamında 3 boyutlu simülasyonlar (benzetimler) yaparlar. Sonuçta elde edilen modeller, vücuttaki dokular ve sistemlerin nasıl çalıştığının anlaşılmasında çok önemli rol oynar. Örneğin bir protez vücuda yerleştirilmeden önce bilgisayar ortamında vücut koşullardaki çalışmanın nasıl olacağı gözlemlenebilir (önceden kestirilebilir) ve potansiyel sıkıntılar/eksikler keşfedilip bazı düzeltmeler iyileştirilmeler yapılabilir.

8

9 Bazı biyomedikal mühendisleri, kariyerlerini daha da ileri bir noktaya götürerek biyomedikal problemleri hekimler, yöneticiler, fizik tedavi uzmanları, profesörler, araştırmacılar, öğretmenler veya teknik yazarlar olarak çözmeye çalışır. Bu saydığımız meslekler biyomedikal mühendisliği lisans derecesinin üzerine ek eğitim almayı gerektirebilir ancak bunların hepsi altyapı olarak biyomedikal mühendisliği eğitimi almış kişiler için uygun mesleklerdir. Bazı durumlarda elektrik, makine veya bilgisayar mühendisliği gibi diğer mühendislik dallarından mezun olanlar kendilerini biyomedikal mühendisliğiyle ilgili konularda çalışırken bulabilirler. Birkaç yıl sonra bu kişiler biyomedikal mühendisliğiyle çok fazla ilgilenmelerinden dolayı, biyomedikal mühendisi olarak düşünülebilirler.

10 Biyomedikal mühendisleri, canlı sistemlerle ilgili problemlerin çözümünde mühendislikle biyoloji ve tıbbı birleştirmek durumundadır. Bu yüzden biyomedikal mühendislerinin elektrik, makine ve kimya gibi mühendisliklerden daha sağlam bir temele sahip olmaları gerekmektedir. Çoğu biyomedikal mühendisliği ön lisans programları, örgencilerin genel mühendislik derslerini içeren bir müfredatı almalarını gerektirir. Bununla birlikte biyomedikal mühendislerinden, mühendislik becerileri ile tıbbi uygulamaları geliştirmek için karmaşık biyolojik sistemleri kavrayış tarzını birleştirmesi beklenmektedir. Tıpla mühendisliğin ortak zekası

11 Biyomedikal mühendisliği derecesi genellikle minimum 4 yıllık bir üniversite eğitimi almayı gerektirir. Daha sonra biyomedikal mühendisi, tıbbi cihaz veya eczacılıkla ilgili bir şirkette bulunan mühendislik pozisyonunda, bir hastanede klinik mühendisliği pozisyonunda veya bir biyomalzeme veya biyoteknoloji şirketindeki satış departmanında görev alabilir. Yüksek lisans veya doktora derecesi biyomedikal mühendislerine endüstride, akademik hayatta ve devlet kurumlarında çalışma fırsatının yanında araştırma-geliştirme faaliyetlerine de katılma imkanı sunmaktadır. Bazı biyomedikal mühendisleri işletme bölümünde yüksek lisans eğitimi alarak eğitimlerine devam etmeyi seçebilirler. Bu kişiler de ilerde bir işletmenin çalışmasında veya bir hastanenin sağlık teknolojilerinin yönetiminde görev alabilirler. Günümüzde ABD de bazı biyomedikal mühendisleri lisans derecesini tamamladıktan sonra tıp ve diş hekimliği fakültelerinde eğitime devam etmektedir. Hatta biyomedikal mühendislerinin bir kısmı biyomedikal buluşlarla ilgili patent hukuku konularında çalışmak için hukuk fakültelerine girmektedir.

12 Tasarım, çoğu biyomedikal mühendisliği aktivitesinde önemli bir role sahiptir. Biyomedikal mühendisleri tasarım yapabilmek için biyoloji, kimya, fizik, matematik, mühendislik ve hatta beşeri bilimlerde (dil, sosyoloji, felsefe gibi konularda) sağlam bir temele sahip olmalıdır. Biyomedikal mühendisliği müfredatı üniversiteden üniversiteye değişiklik göstermesine rağmen, çoğu program aşağıdaki derslerden oluşmaktadır: Biyoloji ve fizyoloji Kimya Matematik Genel fizik Elektronik devreler ve enstrümantasyon tasarımı İşaretler ve sistemler Biyomalzemeler Termodinamik ve transport/taşıma olayı Mühendislik tasarımı

13 Öğrenciler aynı zamanda biyomedikal mühendisliğindeki kendi uzmanlık alanlarıyla ilgili pek çok ileri fen ve mühendislik dersleri alırlar. Genel uzmanlık alanları şunlardır: Biyoelektronik Biyomekanik Biyomalzemeler Fizyolojik sistemler Biyolojik işaret isleme Rehabilitasyon mühendisliği Teletıp Sanal gerçeklik Robotik cerrahi Klinik mühendisliği Hücre ve doku mühendisliği Sinir sistemi mühendisliği Biyohesaplama Biyoinformatik

14 I. Yarıyıl II. Yarıyıl Kodu Dersin Adı T U K Kodu Dersin Adı T U K BMM 101 Biyomedikal Mühendisliğine Kimya II BMM 102 Giriş BMM 103 Kimya I BMM 104 Fizik II BMM 105 Fizik I BMM 106 Genel Matematik II BMM 107 Genel Matematik I BMM 108 Malzeme Bilgisi BMM 109 Bilgisayar Programlama I BMM 110 Tıbbi Biyoloji BMM 111 Temel Bilgi Teknolojisi Bilgisayar Programlama II BMM 112 Kullanımı Toplam Kredi 17 Toplam Kredi 19 BMTD 101 Türk Dili BMTD 102 Türk Dili BMAI 101 Atatürk İlk. İnk. Tar BMAI 102 Atatürk İlk. İnk. Tar BMYD101 Yabancı Dil I (İngilizce) BMYD102 Yabancı Dil II (İngilizce) BMBE 101 Beden Eğitimi (Seçmeli) BMBE 102 Beden Eğitimi (Seçmeli) BMGS 101 Güz. San. (Resim) (Seçmeli) BMGS 102 Güz. San. (Resim) (Seçmeli) BMGS 101 Güz. San. (Müzik) (Seçmeli) BMGS 102 Güz. San. (Müzik) (Seçmeli) 0 1 0

15 III. Yarıyıl IV. Yarıyıl Kodu Dersin Adı T U K Kodu Dersin Adı T U K BMM 201 Devre Teorisi BMM 202 Tıp ve Biyolojide Hesaplama ve Bilişim BMM 203 Elektronik BMM 204 Olasılık ve İstatistik İnsan Anatomisi ve Lojik Bilgisi BMM 205 Fizyolojisi BMM BMM 207 Mühendislik Matematiği I BMM 208 Mühendislik Matematiği II BMM 209 Devre Laboratuarı BMM 210 Mikroişlemciler BMM 211 Elektronik Laboratuarı BMM 212 Lojik Laboratuarı BMM 214 Mikroişlemciler Laboratuarı Toplam Kredi 14 Toplam Kredi 17 BMYD201 Yabancı Dilde Okuma ve Konuşma BMYD202 Mesleki Yabancı Dil I STAJ I

16 V. Yarıyıl VI. Yarıyıl Kodu Dersin Adı T U K Kodu Dersin Adı T U K BMM 301 Biyomedikal Sensörler ve Dönüştürücüler BMM 302 Biyoteknoloji ve Cihaz Tasarımı BMM 303 Signals and Systems BMM 304 Signals and Systems BMM 305 Biyomedikal Enstrümantasyon BMM 306 Biyotermodinamik BMM 307 Biyomekanik BMM 308 Tıbbi Görüntüleme Sistemleri BMM 309 Kardiyovasküler Fizyoloji BMM 310 Elektromanyetik Alanlar BMM 311 Radyasyon Fiziği BMM 312 Biyoenformatik BMM 313 Biyomedikal Enstrümantasyon Lab BMM 314 Materyaller ile Biyolojiksel Etkileşim Toplam Kredi 15 Toplam Kredi 15 BMYD301 Mesleki Yabancı Dil II BMYD302 İş Hayatı İçin Yab. Dil STAJ II

17 VII. Yarıyıl VIII. Yarıyıl Kodu Dersin Adı T U K Kodu Dersin Adı T U K BMM 401 Biyomedikal İşaret İşleme I BMM 402 Biyomedikal İşaret İşleme II Biyomedikal BMM 403 Mühendisliğinde Tıbbi Görüntü İşleme BMM 404 Simülasyon ve Modelleme BMM 405 Tıbbi Teknoloji Yönetimi BMM 406 Sağlık Hizmetlerinde Etik Kural ve Kanunları Biyomedikal Tasarımı ve Bitirme Projesi BMM 407 Uygulama BMM BMM 409 Teknik Seçmeli I BMM 410 Teknik Seçmeli I BMM 411 Teknik Seçmeli II BMM 412 Teknik Seçmeli II Toplam Kredi 14 Toplam Kredi 14 Teknik Seçmeli Dersler (VII. Yarıyıl) Genetik Doku Mühendisliğine Giriş Robotik Uzman Sistem Tasarımı Akışkanlar Dinamiği Control & Communication in the Nervous System Teknik Seçmeli Dersler (VIII. Yarıyıl) Hastanelerde Biyomedikal Mühendislik Uygulamaları Nanoteknoloji ve Nano malzemeler Biyomedikal Optik Databases in Medicine and Biology Sağlık Politikaları ve Planlaması Sterilizasyon ve Aseptik Kontrol Pattern Recognition

18 Başkent Üniversitesi Yeditepe Üniv. Yakındoğu Üniv. (Kıbrıs) Boğaziçi Ü. Biyomedikal Müh. Enstitüsü Namık Kemal Üniv. (Çorlu) Erciyes Üniversitesi

19

20 Tıp ve biyoloji ile ilgili verilerin toplanmasında ve analizinde bilgisayar araçlarının geliştirilmesi ve kullanılmasıdır. Biyoinformatik konusunda çalışmak; milyonlarca kayıt içeren gen dizilerinin veritabanlarını yönetmek ve araştırmak için ileri tekniklerin kullanımını gerektirmektedir.

21 Mekanik elemanların, sensörlerin ve elektronik devrelerin silikon bir çipin üzerinde bir araya getirilmesi ve bunların tıp ve biyolojide kullanılması Minik robot cerrahi operatörleri Vücudun ihtiyacına göre ilaç salımı gerçekleştirmek üzere minik cihazlar Uni of Cincinnati

22 Biyomalzemeler, canlı dokularla temasta bulunan cihaz veya implantların maddesel özelliklerini inceleyen bir alandır. Bu konudaki ilerlemelere örnek olarak: yapay eklem bağlantılarında genel enfeksiyonla mücadele eden kaplamaların geliştirilmesi, kontrollü ilaç verimine yardımcı malzemelerin geliştirilmesi, doku ve organların yeniden üretilmesinde yapı iskeletini oluşturacak malzemelerin seçimi

23 Biyolojik işaretlerden teşhis ve tedavi amaçlı yararlı bilgiler elde etmeyi içeren alandır. Örnek çalışma alanları : kardiyak işaretlerine bakarak bir kişinin hasta olup olmadığının ve ani kardiyak ölümüne duyarlı olup olmadığının belirlenmesi. arka plan gürültülerini elimine ederek konuşma tanıma sistemi geliştirme. beyin işaretlerinin özeliklerinin algılanarak bir bilgisayarın kontrol edilmesi.

24 Biyoteknoloji, canlı organizmaları (veya organizmaların parçalarını) yeniden yapmak veya geliştirmek için uğraşan, bitkiler ve hayvanlar üzerinde çalışan, özel kullanımlar için mikroorganizmalar geliştiren bir alandır. Biyoteknoloji temelde canlıların genetik kusurlarını gidermeye yardımcı olması için kullanılır. Yaşayan organizmalarda veya parçalarında değişiklikler yaparak bitki veya hayvanları geliştirmek Belirli görevler için mikroorganizmalar yetiştirmek amacıyla kullanılan bütün teknik ve araçlara denir. Yapay organlar Suni dokular Suni deri üretme aparatı (Londra İleri Doku Bilimleri)

25 Hasta bakımının desteklenmesi ve geliştirilmesi Bunun için kullanılan teknolojiye mühendislik ve idarecilik kabiliyetlerin aktarılması Hastane ve endüstride faaliyet gösterirler. Sorumlulukları: Hastanedeki cihazların randımanlı ve güvenli bir şekilde çalışması Cihazların hastane ve sağlık personelinin ihtiyaçlarına cevap verebilmesi Cihazların geliştirilmesi, satışı ve satış sonrası desteği ile uğraşırlar.

26 Biyolojideki mekanik uygulamalardır. Hareket, malzeme deformasyonu ve sıvı akısı konularını içerir. Çalışma alanlarına: Mekanik prensiplerinin biyoloji ve tıbba uygulanması Akışkanlar dinamiğinin kan dolaşımının anlaşılmasında kullanılması protez uzuvların tasarlanabilmesi için eklem mekanizmalarının anlaşılması örnek olarak gösterilebilir.

27 Bir organizmadaki tüm DNA genlerinin haritalanması, sıralanması ve analizini içeren yeni bir disiplindir. Normal ve/veya hasta kişilerin gen fonksiyonlarının tam olarak nasıl işlev gördüğünün anlaşılması, hastalıkların algılanmasında, teşhis ve tedavisinde ilerlemelere yol açabilir.

28 Röntgen (X-ışınlı görüntüleme sistemleri/cihazları), ultrason, manyetik rezonans görüntüleme ve bilgisayarlı tomografi insan vücudunun içerisini görmemize imkan tanıyan görüntüleme metotlarıdır. Bu alandaki çalışmalar: sağlığa zarar vermeyen ve düşük maliyetli görüntü elde etmeyi sağlayan sistemleri geliştirme, görüntü işleme algoritmaları geliştirme, görüntü/video sıkıştırma algoritmaları ve standartları geliştirme, çoklu ortam (multimedya) bilgisayar teknolojisindeki gelişmelerin biyomedikal mühendisliği konularına uygulanması olarak sayılabilir.

29 Biyotıpta bilgi teknolojisi çok geniş uygulama alanlarını ve teknolojileri kapsar. Bunlardan bazıları: medikal uygulamalarda sanal gerçekliğin kullanımı, kablosuz ve mobil teknoloji uygulamaları, teşhise yardımcı yapay zeka uygulamaları, internet üzerindeki sağlıkla ilgili konuların (örneğin hasta bilgilerinin/kayıtlarının) güvenliğinin sağlanması gibi konulardır.

30 Biyolojik işaretlerin ölçümünde kullanılan cihazların ve sistemlerin tasarımındaki donanım ve yazılımları inceleyen bir alandır. Bu alandaki çalışma konuları ilgilenilen biyolojik işareti algılayabilen sensörlerin geliştirilmesi, ileri çalışmalar için elde edilen işaretin kuvvetlendirilmesi ve filtrelenmesi, işareti bozucu girişim (interference) kaynakların engellenmesi, röntgen veya kalp görüntüleme sistemi gibi komple enstrumantasyon sistemlerinin meydana getirilmesi olarak sıralanabilir.

31 Mikroteknoloji, mikrometre boyutunda cihazlar geliştirmeyi ve kullanmayı inceler. Nanoteknoloji ise nanometre boyutunda cihazlarla uğraşır. Cerrahların işini kolaylaştırmak (sadece sağlıksız dokuları kesip çıkarmasına yardımcı olmak için) değişen doku özelliklerini algılayabilen mikroskobik güç sensörlerinin geliştirilmesi bu alanla ilgilidir.

32 beyin ve sinir sistemleri ile ilgili çalışmaların yürütüldüğü disiplinler arası bir alan: Felçli hastalardaki bazı kasların elektriksel uyarılması ile ayakta durabilmeye yardım edilmesi Motor korteksten üretilen sinyaller tarafından kontrol edilen robot kolları

33 Son zamanlardaki tıbbi teşhis ve tedavi tekniklerindeki gelişmeler, fizyolojik sistemlerin modellenmesinin bir sonucudur. Bu alandaki fizyolojik süreçlerin (eklem hareketleri, metabolizmanın kimyası gibi) modelleri, canlı organizmaların fonksiyonlarının daha iyi anlaşılmasını sağlamaktadır.

34 Röntgen (X-ray) cihazındaki radyoaktif maddeler, manyetik rezonans görüntülemedeki (MRI) manyetik alan ve vücuttaki organların yapısını görüntüleyen ultrason bu alanın çalışma sahasına girmektedir. Bu görüntüleme yöntemleri ile hastalıkların teşhis ve tedavisi yapılabildiği gibi doktorlar bu görüntüler eşliğinde cerrahi müdahalelerde bulunabilmektedirler.

35 Bilim ve teknoloji uygulamaları ile engelli kişilerin yaşam koşullarının iyileştirilmesi bu alanın amaçlarındandır. Bu alanın çalışma konuları : Normal yollarla iletişim kuramayan kişilere alternatif iletişim sistemleri tasarlama Tekerlekli sandalyeler için yeni malzemeler ve tasarımlar geliştirme Engelliler için protez bacak yapma

36 Bu alan, bir ameliyatın planlanması ve gerçekleştirilmesinde doktor grubuna yardımcı interaktif robotik ve görüntü işleme sistemlerinin kullanımını içerir. Bu tür yeni teknikler ameliyatın yan etkilerini azaltarak daha küçük yara izi, daha az travma ve daha hassas operasyon yapma imkanı sağlamaktadır. Aynı zamanda masraf da azalmaktadır.

37 Bazen telesağlık veya e-sağlık olarak da adlandırılmaktadır. Bu alan, uzak yerlerdeki hastaların değerlendirilmesi, teşhis ve tedavisinde tıbbi verilerinin elektronik ortamda başka bir yere transferini içerir. Genellikle bu alan, birbirleriyle haberleşebilen medikal cihazlar, ileri telekomünikasyon teknolojileri, video konferans sistemleri ve ağ bilgisayarlarından oluşmaktadır. Uzaktan ameliyat Teletıp aynı zamanda sağlıkla ilgili uzaktan öğrenme teknolojilerini de kapsamaktadır.

38 Terminolojiye aşina olmak. Disiplinlerarasi iletişim Problemi anlamak Biyolojik sistemlerin dinamik ve tahmin edilemez bir tabiatının olduğunu takdir etmek. Beraber çalıştığımız kimselerle açıkça meseleleri tartışabilmek. Birden fazla çözümü tespit etmek ve üzerinde uğraşmak. Hata yapabileceğimizi kabul etmek ama ümitsizliğe düşmemek.

39 Sınırlarımızın farkında olmak Beraber çalismaya (takım çalışmasına) açık olmak: Bütünün parçası olmaya alışmak. Soru sormaya - sade ve açık cevaplar vermeye alışmak Beraber çalıştığımız arkadaşlarımızın katkılarını takdir ve ifade etmek. İletişim (anahtar kelime)