Что такое биомедицинская инженерия? |
Инженерия — это область, которая сочетает в себе науку и математику для решения проблем и создания проектов, приносящих пользу обществу. Биомедицинская инженерия является частью этой области, и она сосредоточена конкретно на здоровье человека. Если у вас есть сильные математические и научные способности и интерес к созданию новых медицинских устройств и процессов, вы можете преуспеть в качестве инженера-биомедика. Узнайте все о биомедицинской инженерии в этом руководстве.
Что такое биомедицинская инженерия?
Биомедицинская инженерия — это использование инженерных теорий и формул для улучшения здравоохранения. Он применяет такие принципы, как физика, химия, математика, механика, компьютер и химическая инженерия, к медицине и биологии. Те же самые идеи и шаги, которые используются при проектировании и создании машины, используются при создании медицинских устройств, диагностических инструментов, систем мониторинга и программного обеспечения.
Примеры медицинских инструментов и технологий, появившихся в результате биомедицинской инженерии, включают:
Технологии диагностической визуализации, такие как рентген, ультразвук и магнитно-резонансная томография.
Имплантаты, такие как кардиостимуляторы, стенты, инсулиновые помпы и искусственные органы
Протезы конечностей и другие искусственные части тела, такие как бедра и зубные протезы.
Амбулаторные устройства, такие как ходунки и носилки
Лабораторные диагностические системы
Системы мониторинга показателей жизнедеятельности и биохимии крови
Хирургические методы, такие как лазерная и роботизированная хирургия
Лучевая терапия
Физиотерапевтические и реабилитационные приборы и оборудование
Терапевтические устройства, такие как аппараты для стимуляции нервов и оборудование для диализа.
Компьютерное программное обеспечение для запуска медицинского оборудования
Компьютерное моделирование для тестирования новых лекарств
Примеры инновационных концепций биомедицинской инженерии включают инженерию стволовых клеток и тканей, а также трехмерную биопечать для создания искусственных органов для трансплантации.
В отличие от других инженерных областей, инженеры-биомеханики должны иметь глубокое понимание как инженерных, так и биологических принципов. Они объединяют свои знания в области химической, механической и электротехнической инженерии с химией и биологией человека для улучшения здравоохранения.
Чем занимаются биомедицинские инженеры?
Инженеры-биомедики помогают создавать медицинские устройства, инструменты и технологии. Они используют свои знания для разработки оборудования и процедур, необходимых для решения проблем в сфере здравоохранения. Они часто тесно сотрудничают с медицинскими работниками, исследователями и другими инженерами на протяжении всего процесса проектирования. Инженеры-биомедики могут работать в самых разных условиях с разными должностными обязанностями и целями, в том числе:
Больницы, где они помогают приобретать, контролировать и обслуживать медицинские машины и устройства.
Университеты, где исследуют, разрабатывают и тестируют новые инструменты и оборудование.
Государственные органы, где проводят проверку эффективности медицинских изделий и разрабатывают для них правила безопасности.
Научно-исследовательские учреждения, где работают в лаборатории для изучения и тестирования оборудования.
Фармацевтические компании, где разрабатывают новые терапевтические средства и способы доставки лекарств.
Компании по производству медицинского оборудования, где разрабатывают различные машины и инструменты, используемые в здравоохранении.
Технологические компании, где они помогают разрабатывать программное обеспечение, необходимое для работы медицинского оборудования и оказания помощи пациентам и персоналу больниц.
В должностные обязанности инженера-биомедика обычно входит:
Проектирование широкого спектра медицинского оборудования и устройств, включая искусственные органы, диагностические машины и программное обеспечение для компьютерного моделирования.
Обучение медицинских работников правильному использованию оборудования и устройств
Установка, техническое обслуживание и ремонт действующего медицинского оборудования
Проверка безопасности и эффективности медицинского оборудования
Изучение биологических систем человека для поиска решений существующих проблем
Написание отчетов и публикация результатов исследований
Представление исследований компаниям и медицинскому персоналу, а также на профессиональных конференциях
Из-за сложности этой области инженеры-биомедики часто предпочитают специализироваться в одной области. Примеры специальностей биомедицинской инженерии включают:
Биоинструментация: использование компьютерных наук и электроники для разработки медицинских устройств, диагностического оборудования и методов лечения.
Медицинская визуализация: разработка новых методов визуализации и совершенствование существующих, таких как рентген, ультразвук и МРТ, а также их датчики и программное обеспечение.
Реабилитационная инженерия: разработка инструментов, оборудования и технологий, необходимых для улучшения качества жизни людей, выздоравливающих после травм или живущих с ограниченными возможностями.
Биоинформатика: разработка программного обеспечения для анализа биологических данных и последующей интерпретации результатов.
Биоматериалы: создание тканей, клеток, искусственных органов или частей тела и других материалов, которые врачи имплантируют в тела пациентов.
Обработка биосигналов: разработка вариантов диагностики и лечения на основе сигналов организма, таких как частота сердечных сокращений или мозговые волны.
Тканевая, клеточная и генная инженерия: создание способов лечения или профилактики заболеваний на микроскопическом и клеточном уровне.
Нервные системы: изучение мозга и нервной системы, чтобы найти способы вернуть утраченные чувства или способности.
Робототехника: разработка роботизированных систем, помогающих хирургам в обучении и проведении операций, а также во многих других целях.
Клиническая инженерия: работа с персоналом больницы для приобретения, обслуживания и контроля за новейшим медицинским оборудованием и программным обеспечением.
Микро- и нанотехнологии: разработка крошечных устройств размером с человеческий волос для размещения в медицинских устройствах или использования во время процедур.
Системная физиология: использование компьютерного моделирования для лучшего понимания живых организмов и функций их организма.
Этот широкий спектр специальностей позволяет инженерам-биомедикам сосредоточиться на своих сильных сторонах и областях интересов.
Как стать биомедицинским инженером
Инженеры-биомедики обычно имеют степень бакалавра в области биомедицинской инженерии или в аналогичной области. Многие также имеют степень магистра или доктора наук. Выполните следующие шаги, чтобы стать инженером-биомедиком:
Иметь сильные научные и математические знания. Учащиеся, заинтересованные в том, чтобы стать инженерами-биомедиками, могут посещать углубленные курсы математики и естественных наук в старшей школе, включая биологию, физику, химию, алгебру, геометрию и исчисление. Они также могут посещать занятия по информатике или программированию.
Получите степень бакалавра. Инженеры-биомедики должны иметь степень бакалавра наук в области биомедицинской инженерии или степень традиционного инженера. Программы биомедицинской инженерии обычно включают курсы и лабораторные работы как по общим инженерным, так и по биологическим наукам, а также по таким предметам, как статистика и исчисление.
Пройдите стажировку. Во время обучения в колледже или после его окончания многие инженеры-биомедики начинают получать практический опыт, выполняя стажировки в клиниках, больницах или фармацевтических компаниях.
Получите степень магистра. Степень магистра наук в области биомедицинской инженерии может предоставить профессионалам больше возможностей для трудоустройства и потенциального заработка. Эти программы для выпускников часто включают более углубленные и специализированные курсы по количественному анализу, математическому моделированию, молекулярной и клеточной биологии, биоматериалам, тканевой инженерии и многому другому. В настоящее время некоторые студенты могут выбрать специализацию в определенной области, такой как биомолекулярная инженерия, биоинструментация или медицинская оптика.
Получить докторскую степень. Лица, заинтересованные в изучении состояния здоровья или преподавании, также могут получить докторскую степень в области биомедицинской инженерии. Эта степень обычно включает курсы повышения квалификации по физиологии, системам органов и биофизической химии.
После завершения своего образования инженеры-биомедики могут претендовать на работу в клиниках, лабораториях, разработчиках медицинского оборудования и производителях фармацевтической продукции. Те, у кого есть ученая степень, могут претендовать на работу в качестве ученых-исследователей, разработчиков или инженеров медицинского оборудования.
Подробнее: Как стать биомедицинским инженером