تجهیزات پزشکی، فقط ابزارهایی برای درمان نیستند؛ آن‌ها پل ارتباطی میان دانش مهندسی و دنیای پزشکی هستند، جایی که فناوری در خدمت جان انسان‌ها قرار می‌گیرد. از دستگاه‌های ساده مثل فشارسنج تا سیستم‌های پیشرفته تصویربرداری یا تجهیزات اتاق عمل، همگی حاصل فرآیندی دقیق و چندمرحله‌ای هستند که با طراحی علمی آغاز شده و با ساخت و کنترل کیفیت دقیق به پایان می‌رسد.
اما واقعاً چه تخصصی پشت این فناوری‌ها قرار دارد؟ چه کسانی مسئول طراحی چنین ابزارهای حیاتی هستند؟ اگر به این موضوع علاقه دارید، قبل از ادامه مطالعه پیشنهاد می‌کنیم نگاهی به مقاله‌ی مهندسی پزشکی چیست؟ بیندازید تا با زیرساخت علمی این حوزه بیشتر آشنا شوید. در این مطلب نیز به سراغ فرآیند طراحی، ساخت و کنترل کیفیت تجهیزات پزشکی می‌رویم؛ مسیری پیچیده، اما حیاتی که سلامت میلیون‌ها نفر به آن وابسته است.
فهرست مطالب
تجهیزات پزشکی چیست و چه کاربردی دارد؟
تجهیزات پزشکی شامل انواع وسایلی می‌شود که پزشکان و پرستاران در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی برای مراقبت و بهبود وضعیت بیماران استفاده می‌کنند. این تجهیزات ممکن است به شکل دستی، نیمه‌اتوماتیک یا کاملاً اتوماتیک در دسترس باشند.
ابزارهای دستی در بسیاری از مراحل پزشکی، از معاینه‌های ساده گرفته تا جراحی‌های پیچیده، کاربرد دارند و نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. تجهیزات نیمه‌اتوماتیک، دستگاه‌هایی هستند که تحت کنترل مستقیم پزشک عمل می‌کنند و مطابق دستور او کار می‌کنند؛ مانند دستگاه‌های آزمایشگاهی که در تشخیص بیماری‌ها به کار می‌روند.
دستگاه‌های اتوماتیک نیز مانند ربات‌های جراح عمل می‌کنند و با استفاده از هوش مصنوعی، توانایی انجام وظایف پزشکی را به صورت مستقل دارند. طراحی، ساخت، عیب‌یابی و کنترل کیفیت تمام این تجهیزات پزشکی بر عهده مهندسین پزشکی است. آن‌ها باید علاوه بر دانش فنی، مهارت لازم در زمینه عیب‌یابی و نگهداری این دستگاه‌ها را نیز داشته باشند تا سلامت و ایمنی بیماران تضمین شود.
ساخت تجهیزات پزشکی: از طراحی تا تولید
ساخت تجهیزات پزشکی تحت چارچوب‌ها و ضوابط خاصی انجام می‌شود، چرا که این تجهیزات مستقیماً با بدن انسان در ارتباط‌اند و سلامت بیمار به آن‌ها وابسته است. از همین رو، اولین گام در فرآیند ساخت، شناسایی مواد زیست‌سازگار با بدن است که اهمیت بسیار بالایی دارد.
پس از انتخاب ماده مناسب، وارد مرحله ساخت می‌شویم که معمولاً شامل مراحل زیر است:
- نمونه‌سازی سه‌بعدی اولیه برای بررسی ایرادات ماده و طراحی
- استفاده از دستگاه‌های پیشرفته مانند الکتروریسی برای رسیدن به مرحله نهایی ساخت
- طراحی ابزارهای فلزی در نرم‌افزارهای کتیا یا سالیدورک
- تحلیل دقیق با نرم‌افزار آباکوس
- ارسال فایل طراحی به ماشین‌های CNC برای ساخت قطعه
- انجام عملیات ماشین‌کاری و اصلاح سطح جهت رسیدن به کیفیت نهایی
این تجهیزات باید قابلیت استریل شدن، خواص مکانیکی بالا و عاری از سمیت داشته باشند تا بتوانند در محیط‌های پزشکی با ایمنی کامل استفاده شوند.
با توجه به اهمیت این مراحل، یادگیری نرم‌افزارهای طراحی و شبیه‌سازی زیر برای مهندسین پزشکی ضرورت پیدا می‌کند.
- دوره آموزش سالیدورک Solidworks
- دوره آموزش آباکوس Abaqus ویژه مهندسی پزشکی
- دوره آموزش کتیا CATIA
- دوره آموزش تخصصی ایمپلنت‌ها و پروتز پزشکی
- دوره آموزش آشنایی با تجهیزات پزشکی
- دوره آموزش تحلیل کامل بیومکانیکی در مهندسی پزشکی
معرفی انواع تجهیزات پزشکی رایج در بیمارستان‌ها
در جدول زیر، چهار دستگاه مهم و پرکاربرد در حوزه مهندسی پزشکی معرفی شده‌اند. هر یک از این دستگاه‌ها وظیفه ثبت و تحلیل سیگنال‌های بیولوژیکی خاصی را بر عهده دارند که برای تشخیص و بررسی عملکرد اعضای حیاتی بدن انسان استفاده می‌شوند. توضیحات مربوط به تعریف هر دستگاه، کاربردهای آن و ویژگی‌های فنی هر کدام به صورت خلاصه و دقیق در جدول ارائه شده است تا به درک بهتر و آشنایی سریع‌تر با این تجهیزات کمک کند.
|
نام دستگاه |
تعریف و کاربرد |
مشخصات فنی و توضیحات |
|
الکتروکاردیوگراف (ECG) |
ثبت سیگنال‌های الکتریکی قلب؛ تشخیص عملکرد مناطق مختلف قلب |
قلب سیگنال‌های الکتریکی تولید می‌کند که به‌صورت بردار دو قطبی مدل می‌شود؛ بردار از نظر دامنه و جهت تغییر می‌کند و با تحریک بخش‌های مختلف قلب طول و جهت آن تغییر می‌کند. |
|
الکتروانسفالوگراف (EEG) |
اندازه‌گیری فعالیت الکتریکی مغز از طریق ثبت سیگنال‌ها روی سطح سر |
دامنه سیگنال 25 تا 100 میکروولت؛ فرکانس 1 تا 100 هرتز؛ باندهای فرکانسی: دلتا (0.5-4Hz)، تتا (4-8Hz)، آلفا (8-13Hz)، بتا (13-30Hz)، گاما (>30Hz). |
|
الکترومایوگراف (EMG) |
ثبت فعالیت الکتریکی عضلات که ناشی از انتقال سیگنال‌های عصبی است؛ نشان‌دهنده وضعیت فیزیولوژیکی عضله |
دامنه سیگنال از 100 میکروولت تا 90 میلی‌ولت؛ فرکانس 25 هرتز تا چند کیلوهرتز؛ الکترود سطحی دامنه کمتر، الکترود سوزنی دامنه بیشتر. کاربردها: ارزیابی فیزیوتراپی، تشخیص اختلالات عصبی و عضلانی. |
|
اندازه‌گیری میزان اشباع اکسیژن شریانی به صورت پیوسته و غیر تهاجمی با استفاده از جذب نور توسط هموگلوبین |
نور فرستاده شده به بافت (انگشت یا لاله گوش)؛ طول موج قرمز 600 نانومتر و مادون قرمز 910 نانومتر؛ هموگلوبین اکسیژن‌دار نور مادون قرمز را جذب و نور قرمز را عبور می‌دهد و بالعکس. |
تخت‌های جراحی: انواع مکانیکی و الکتریکی
تخت‌های اتاق عمل یا جراحی نقش بسیار حیاتی در فرآیندهای درمانی ایفا می‌کنند و باید فضای کاری مناسب، ایمن و قابل تنظیم را برای جراح و تیم درمان فراهم کنند. این تخت‌ها به‌طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- تخت‌های مکانیکی:
در این نوع تخت‌ها، تنظیم وضعیت بیمار به‌صورت دستی انجام می‌شود. ساز و کار کنترل کاملاً مکانیکی است و با استفاده از اهرم‌ها و دسته‌های فیزیکی، زاویه و ارتفاع بخش‌های مختلف تخت تنظیم می‌گردد. این مدل‌ها بیشتر در مراکز درمانی با تجهیزات ساده‌تر یا در شرایطی که نیاز به تنظیمات پیچیده نیست، مورد استفاده قرار می‌گیرند. - تخت‌های الکتریکی:
این مدل‌ها پیشرفته‌تر بوده و تنظیمات تخت با کمک الکتروموتورها انجام می‌شود. اغلب آن‌ها مجهز به ریموت کنترل هستند که امکان تغییر وضعیت بیمار را به‌صورت دقیق و بدون نیاز به تلاش فیزیکی فراهم می‌کند. تخت‌های الکتریکی با قابلیت برنامه‌ریزی و تنظیمات متنوع، در اتاق‌های جراحی تخصصی و پیشرفته کاربرد گسترده‌تری دارند.
جمع‌بندی
تجهیزات پزشکی، از ابزارهای ساده معاینه تا سیستم‌های پیشرفته جراحی، نقش اساسی در تشخیص، درمان و مراقبت از بیماران دارند. فرآیند طراحی، ساخت و کنترل کیفیت این تجهیزات نیازمند دانش دقیق، استانداردهای سخت‌گیرانه و تسلط بر نرم‌افزارهای مهندسی و ابزارهای پیشرفته تولید است.
مهندسین پزشکی با درک عمیق از ساختار بدن انسان و فناوری‌های نوین، پل ارتباطی میان علم مهندسی و علوم پزشکی را ایجاد می‌کنند. اگر شما هم علاقه‌مند به ورود به این حوزه حساس و پرکاربرد هستید، دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان می‌توانند فرصتی ارزشمند برای یادگیری مهارت‌های تخصصی و ورود حرفه‌ای به دنیای تجهیزات پزشکی فراهم کنند.
نویسنده: احسان زینلی کارشناس مهندسی پزشکی.
