معرفی نرم افزارهای مهندسی پزشکی (5 نرم افزار کاربردی)

یادگیری نرم افزارهای رشته‌ی تحصیلی شما، می‌تواند نقش مهمی در رشد و ایجاد مسیر شغلی شما ایفا کند. در ادامه 5 نرم افزار کاربردی متلب، آباکوس، اتوکد، پایتون و میمیکس در رشته‌ی مهندسی پزشکی معرفی گردیده است که آشنایی با آن‌ها می‌تواند نقطه عطفی برای شروع مسیر موفقیت شما باشد.  با مطالعه‌ی مقاله‌ی " بهترین گرایش مهندسی پزشکی" می‌توانید با گرایش‌های برتر در این زمینه آشنا شوید.

چرا نرم افزارهای مختص رشته ی مهندسی پزشکی را یاد بگیریم؟ 

شما با شناخت نرم افزارهای تخصصی رشته و گرایش خود و سپس فراگرفتن آن‌ها به صورت تخصصی می‌توانید یک مهارت اختصاصی برای خود داشته باشید و حتی از آن کسب درآمد نمایید. اهمیت این نرم‌افزارها در این رشته و نقش آن‌ها در پیشرفت فناوری‌های پزشکی و مهندسی از دیگر دلایل مهم بودن یادگیری این نرم افزارها خواهد بود. 

شما با بلافاصله با شروع نمودن به یادگیری این نرم افزارها با مزایای زیر رو‌به‌رو خواهید شد:

• افزایش مهارت‌های تخصصی
• بهبود فرصت‌های شغلی 
• تسهیل در انجام پروژه‌های تحقیقاتی
• توانایی حل مسئله
• دریافت حقوق بالا
• انجام پروژه‌های بزرگ
• کار از راه دور
• افزایش گزینه‌های شغلی
• امکان کار کردن به صورت بین المللی
• افزایش تعاملات حرفه‌ای و شبکه سازی

معرفی نرم افزارهای کاربردی در مهندسی پزشکی 

نرم افزار متلب، آزمایشگاه محاسبات

نرم افزار MATLAB (متلب) مخفف"matrix laboratory" (آزمایشگاه ماتریس) است. این یک زبان برنامه نویسی و پلتفرم سطح بالا است که به جای اعداد جداگانه با ماتریس‌ها و آرایه‌ها کار می‌کند. از متلب در پردازش سیگنال‌های زیستی، مدل‌سازی سیستم‌های بیولوژیکی و تحلیل داده‌های پزشکی استفاده می‌گردد. این نرم افزار به صورت اختصاصی ماژول‌هایی را برای پردازش سیگنال‌ها و تصاویر در اختیار کاربران قرار می‌دهد که کار را برای این پژوهشگران راحت نموده است.

از سری کاربردهای نرم افزار متلب در مهندسی پزشکی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• مدل‌سازی سیستم‌های فیزیولوژیکی و سیستم‌های کنترل
• تجزیه و تحلیل پارامترهای آماری و پزشکی
• پردازش سیگنال‌های حیاتی و پزشکی مانند EEG، ECG و EMG
• پردازش تصاویر پزشکی مانند سی تی اسکن 
• شبیه سازی سیستم‌های اسکلتی-عضلانی
• طبقه‌بندی و محاسبات حجیم
• برنامه نویسی اپلیکیشن‌های حیطه‌ی سلامت
• شبیه سازی در المان محدود 

نرم افزار آباکوس

ABAQUS یکی از قوی‌ترین نرم افزارهای حیطه‌ی مهندسی پزشکی به شمار می‌رود که بسیاری از طراحان و صنعتگران این عرصه نیز از آن به عنوان یک ابزار کلیدی یاد می‌کنند. این نرم ‌افزار معتبر برای تجزیه و تحلیل‌های مهندسی و انواع شبیه‌سازی در علوم مهندسی کاربرد دارد. این نرم ‌افزار به مهندسان پزشک کمک می‌نماید تا رفتار مواد و سازه‌های درمانی و فیزیولوژیکی را در شرایط مختلف بررسی کنند و نتایج حاصل از آن را به دقیق‌ترین شکل ممکن تجزیه و تحلیل نمایند. قابلیت‌های این نرم‌افزار در تحلیل المان محدود، شبیه‌سازی رفتار مواد و کاربردهای آن در طراحی تجهیزات پزشکی باعث گردیده است که پژوهشگران از رشته‌های دیگر مانند مکانیک نیز به انجام فناوری‌هایی در حیطه سلامت و درمان روی آورند. همچنین از مزایای استفاده از Abaqus می توان به دقت بالا، ماژول‌های متعدد و گرافیک بالای آن اشاره نمود.

اگر بخواهیم تعدادی از کاربردهای آباکوس در مهندسی پزشکی را برای شما مثال بزنیم می توان موارد زیر را بر شمرد:

• بررسی جریان خون در عروق و رگ‌های خونی
• شبیه سازی رفتار پروتزها و ایمپلنت‌های پزشکی
• تحلیل بیومکانیکی بافت‌های زیستی
• مدل ‌سازی انواع عمل جراحی ارتوپدی
• تحلیل عملکرد تجهیزات پزشکی-درمانی
• بهینه سازی پروتزهای پر استفاده مانند پروتز مفصل لگن و زانو

نرم افزار اتوکد 

یکی از ابزارهای ضروری و حیاتی برای مهندسین پزشکی نرم افزارهای طراحی به کمک رایانه (CAD) به شمار می‌رود. نرم افزار اتوکد با کاربری ساده و دوستانه محیطی را برای طراحی انواع قطعات و تجهیزات پزشکی، صنعتی و درمانی را در اختیار مهندسی زیست پزشکی قرار می‌دهد. بسیاری از نقشه‌های صنعتی با استفاده از ماژول‌های پرکاربرد این نرم افزار ترسیم می‌شوند. این نرم افزار که از تولیدات شرکت مشهور AutoDesk به شمار می‌رود از کاربردهای ویژه‌ای در حیطه‌ی مهندسی پزشکی برخوردار است:

• طراحی و مدل‌سازی تجهیزات پزشکی مانند ابزارهای جراحی 
• ایجاد طرح‌های دقیق و قابل اجرا برای پروتزها، ایمپلنت‌ها و تجهیزات تشخیصی 
• بررسی عملکرد دستگاه‌ها پیش از تولید از طریق مدل‌سازی سه بعدی

نرم افزار پایتون

پایتون (python) یک زبان برنامه نویسی قدرتمند و شی گرا برای تجزیه و تحلیل داده‌های پیچیده در مهندسی پزشکی به شمار می‌رود که هدف آن کشف الگوها و فناوری‌های جدید در سلامت و علم خواهد بود. برنامه نویسی پایتون از کتابخانه‌های متعدد مانند SciPy، NumPy، Pandas و Matplotlib استفاده می‌کند که درهای جدیدی را برای حل چالش‌های تحقیقات زیست پزشکی مدرن باز می‌کند.

در دنیای برنامه نویسی با پایتون نمیتوان کاربردهای آن را به چند دسته محدود کرد، پایتون با امکانات و کدهای متعددی که در اختیار برنامه‌نویسان قرار می‌دهد می‌تواند برای پیچیده‌ترین مسائل تشخیصی راه حل ارائه نماید که البته این مسئله به خلاقیت مهندسین در حین نوشتن کد نیز اشاره دارد. موارد زیر از جمله برنامه‌هایی هستند که پایتون می توان به آن‌هادست یافت:

• پیش بینی بیماری قلبی با استفاده از یادگیری ماشین
• تشخیص تومور مغز با بهره‌وری از یادگیری عمیق
•  تشخیص بیماری پارکینسون و آلزایمر
•  پیش‌بینی تشنج‌های صرع با سیگنال‌های EEG 
• تجزیه و تحلیل تشخیص آریتمی با استفاده از سیگنال‌های الکتروکاردیوگرام (ECG) 
•  پیش بینی سرطان سینه با تصاویر ماموگرافی 
•  تشخیص خودکار بیماری‌های ریه در تصاویر CT 
•  پیش بینی میزان بقا در بیماران سرطانی 
• تشخیص خودکار COVID-19 از با استفاده از اشعه ایکس تهیه شده از قفسه سینه 

نرم افزار میمیکس

میمیکس (MIMICS) از مخفف کلمه "Materialise Interactive Medical Image Control System" تشکیل شده است. این نرم‌افزار به صورت تخصصی برای مدل‌سازی تصاویر سه‌بعدی پزشکی و پردازش آن‌ها استفاده می‌گردد. مهندسین پزشک برای ایجاد مدل‌های سه‌بعدی از تصاویر پزشکی از نرم‌افزار میمیکس استفاده می‌کنند. این نرم افزار در بین چندین برنامه مدل‌سازی تصاویر پزشکی حال‌حاضر در بین 3 نرم افزار برتر در این حوزه قرار گرفته است. MIMICS به دغدغه‌های علاقه‌مندان در مدل‌سازی دقیق سه‌بعدی بافت‌های نرم، عروق، اعصاب و استخوان پاسخ دقیق می‌دهد. از جمله ویژگی‌های کلیدی میمیکس می‌توانیم موارد زیر را بیان کنیم:

• فرآیند آنالیز بخش‌بندی تصاویر پزشکی (Segmentation) 
• بخش سازی بر اساس بازه‌ی مقادیر Grayscale)، Thresholding) 
• پردازش روی ماسک (Region growing)
• تغییر در تعداد پیکسل‌های تصاویر (Morphology Operations)
• پر کردن حفره یا مشخص کردن نقاط در‌برگیرنده ماسک (Cavity Fill) 
• ایجاد ماسک برای ساخت مدل سه‌بعدی
• آماده‌سازی و مش‌بندی سطح و حجم هندسه مورد آنالیز (Surface and Volume Meshing)

کاربردهای نرم افزار های مهندسی پزشکی در هر گرایش

نرم افزارهای بسیاری در حیطه‌های مختلف گرایش‌های مهندسی پزشکی مانند بیومکانیک، بیوالکتریک و بیومتریال وجود دارند که برخی از آن‌ها را در جدول زیر بیان کرده‌ایم:

زمان درست شروع یادگیری نرم افزارهای مهندسی پزشکی

تا اینجا که با این نرم افزارهای مهم آشنا شدید باید به این نتیجه رسیده باشید که با یادگیری آن‌ها می‌توانید قدم مهمی در راستای اهدافتان بردارید. با شروع درست و به موقع نرم افزارهای مهندسی پزشکی در دوران دانشجویی و یا حتی پس از دوران فارغ التحصیلی می‌توانید تا حدی فیلد و حیطه‌ی کاری خود را مشخص نمایید و پس از بررسی میزان علاقه‌مندی خود از آن به عنوان حرفه‌ی خود به کسب درآمد از این طریق مشغول شوید.

ما به شما شرکت در دوره‌های مهندسی پزشکی را در گروه آموزشی پارس پژوهان را پیشنهاد می‌کنیم. سریع‌ترین و مطمئن‌ترین راه یادگیری شما در زمان کوتاه ثبت نام در این کلاس‌ها خواهد بود. تمامی نرم افزارهای پرطرفدار ذکر شده در بالا در گروه مهندسی پزشکی پارس پژوهان تدریس می‌گردند.

 از جمله دوره‌های آموزشی که می‌توانید در آن‌ها شرکت کنید می توان به دوره‌های پرمخاطب زیر اشاره کرد:

• دوره آموزش تحلیل کامل بیومکانیکی 
• دوره پردازش سیگنال‌های حیاتی در متلب 
• دوره سالیدورک مقدماتی
• دوره تعمیرات تجهیزات اتاق عمل
• دوره میمیکس
  
• دوره Arduino کاربردی در رباتیک
• دوره پروتئوس 

مهندسین می‌توانند در کلاس‌های حضوری و آنلاین این مجموعه شرکت نمایند و با تماس با شماره تلفن 021-88322992 از دوره‌های این مجموعه با خبر شوند.

سخن پایانی

یادگیری نرم افزارهای مختص به هر رشته می‌تواند تاثیر شگرفی بر آینده‌ی تحصیلی شما بگذارد و شما با قدم گذاشتن در مسیر درست آموزش و بهره‌گیری از منابع آموزشی معتبر می‌توانید مهارت خود را تقویت نموده و به درآمد برسید. همچنین شما با آموختن نرم افزارهای ذکر شده در مقاله قادر خواهید بود به پژوهش‌های علمی و پیشرفت‌های حرفه‌ای دست یابید.

نویسنده: صالحه علی پور, کارشناس ارشد مهندسی پزشکی