Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
О журнале, издаваемом под названием «Биомедицинская инженерия», см. « Медицинская техника» .
Ультразвуковое изображение мочевого пузыря (форма черной бабочки) гиперпластической простаты . Пример совместной работы практической и медицинской науки .
Гемодиализ - это процесс очистки крови человека, почки которого не работают нормально.


Биомедицинская инженерия ( BME ) или медицинская инженерия - это применение инженерных принципов и концепций дизайна в медицине и биологии в медицинских целях (например, диагностических или терапевтических). BME также традиционно известен как «биоинженерия», но этот термин также стал относиться к биологической инженерии . Эта область направлена ​​на сокращение разрыва между инженерией и медициной , сочетая навыки проектирования и решения проблем инженерии с медико-биологическими науками для улучшения лечения, включая диагностику , мониторинг и терапию . [1] [2]В сферу компетенции биомедицинского инженера также входит управление текущим медицинским оборудованием в больницах с соблюдением соответствующих отраслевых стандартов. Это включает в себя рекомендации по оборудованию, закупку, текущее тестирование и профилактическое обслуживание, роль также известна как специалист по биомедицинскому оборудованию (BMET) или как клиническая инженерия .

Биомедицинская инженерия недавно превратилась в отдельное исследование по сравнению со многими другими областями инженерии. Такая эволюция является обычным явлением, когда новая область переходит от междисциплинарной специализации среди уже установленных областей к тому, чтобы рассматриваться как отдельная область. Большая часть работы в области биомедицинской инженерии состоит из исследований и разработок , охватывающих широкий спектр подполей (см. Ниже). Основные области применения биомедицинской инженерии включают разработку биосовместимых протезов , различных диагностических и терапевтических медицинских устройств , от клинического оборудования до микроимплантатов, обычного оборудования для визуализации, такого как МРТ и ЭКГ / ЭКГ,регенеративный рост тканей, фармацевтические препараты и терапевтические биологические препараты .

Биоинформатика [ править ]

Основная статья: Биоинформатика
Пример микроматрицы олигонуклеотидов с пятнами приблизительно 40 000 зондов с увеличенной вставкой для демонстрации деталей.

Биоинформатика - это междисциплинарная область, которая разрабатывает методы и программные инструменты для понимания биологических данных. Как междисциплинарная область науки, биоинформатика объединяет информатику, статистику, математику и инженерию для анализа и интерпретации биологических данных.

Биоинформатика считается как обобщающим термином для совокупности биологических исследований, использующих компьютерное программирование как часть своей методологии, так и ссылкой на конкретные «конвейеры» анализа, которые используются неоднократно, особенно в области геномики. Обычно биоинформатика используется для идентификации генов-кандидатов и нуклеотидов (SNP). Часто такая идентификация проводится с целью лучшего понимания генетической основы болезни, уникальных приспособлений, желаемых свойств (особенно у сельскохозяйственных видов) или различий между популяциями. Менее формально биоинформатика также пытается понять организационные принципы в последовательностях нуклеиновых кислот и белков.

Биомеханика [ править ]

Рибосомой является биологической машиной , которая использует динамики белков
Основная статья: Биомеханика

Биомеханика является изучением структуры и функции механических аспектов биологических систем, на любом уровень из целых организмов в органы , клетки и клеточные органеллы , [3] с использованием методов механики . [4]

Биоматериал [ править ]

Основная статья: Биоматериал

Биоматериала является любое вещество, поверхность или конструкция , которая взаимодействует с живыми системами. Биоматериалам как науке около пятидесяти лет. Изучение биоматериалов называется наукой о биоматериалах или инженерией биоматериалов . За свою историю компания пережила устойчивый и сильный рост, и многие компании инвестировали большие суммы денег в разработку новых продуктов. Наука о биоматериалах включает в себя элементы медицины, биологии, химии, тканевой инженерии и материаловедения.

Биомедицинская оптика [ править ]

Биомедицинская оптика относится к взаимодействию биологической ткани и света и к тому, как это можно использовать для зондирования, визуализации и лечения. [5]

Тканевая инженерия [ править ]

Основная статья: тканевая инженерия

Тканевая инженерия, как и генная инженерия (см. Ниже), является основным сегментом биотехнологии, который в значительной степени пересекается с BME.

Одна из целей тканевой инженерии - создание искусственных органов (из биологического материала) для пациентов, которым требуется трансплантация органов. Биомедицинские инженеры в настоящее время исследуют методы создания таких органов. С этой целью исследователи вырастили твердые челюстные кости [6] и трахеи [7] из стволовых клеток человека. Несколько искусственных мочевых пузырей были выращены в лабораториях и успешно трансплантированы людям. [8] Биоискусственные органы, в которых используются как синтетические, так и биологические компоненты, также являются предметной областью исследований, например, с помощью вспомогательных устройств для печени, которые используют клетки печени в конструкции искусственного биореактора. [9]

Микромассовые культуры клеток C3H-10T1 / 2 при различном давлении кислорода, окрашенные альциановым синим .

Генная инженерия [ править ]

Основная статья: Генная инженерия

Генная инженерия, технология рекомбинантной ДНК, генетическая модификация / манипуляция (ГМ) и сплайсинг генов - это термины, которые относятся к прямым манипуляциям с генами организма. В отличие от традиционной селекции, косвенного метода генетических манипуляций, генная инженерия использует современные инструменты, такие как молекулярное клонирование и трансформация, для прямого изменения структуры и характеристик генов-мишеней. Методы генной инженерии нашли успех во многих приложениях. Некоторые примеры включают улучшение технологии растениеводства ( не медицинское применение , но см. Разработку биологических систем).), производство синтетического человеческого инсулина с использованием модифицированных бактерий, производство эритропоэтина в клетках яичников хомячка и производство новых типов экспериментальных мышей, таких как онкомыши (мыши с раком) для исследований. [ необходима цитата ]

Нейронная инженерия [ править ]

Нейроинженерия (также известная как нейроинженерия) - это дисциплина, в которой используются инженерные методы для понимания, ремонта, замены или улучшения нейронных систем. Нейроинженеры обладают уникальной квалификацией для решения задач проектирования на стыке живой нервной ткани и неживых конструкций.

Фармацевтическая инженерия [ править ]

Фармацевтическая инженерия - это междисциплинарная наука, которая включает в себя разработку лекарств, доставку и нацеливание новых лекарств, фармацевтическую технологию, единичные операции химической инженерии и фармацевтический анализ. Его можно рассматривать как часть аптеки из-за того, что он ориентирован на использование технологий на химических агентах для обеспечения лучшего лекарственного лечения.

Медицинское оборудование [ править ]

Основные статьи: Медицинское оборудование , медицинское оборудование и медицинские технологии
Схема оксигенатора с силиконовой мембраной

Это чрезвычайно широкая категория, охватывающая по существу все продукты здравоохранения, которые не достигают желаемых результатов преимущественно химическими (например, фармацевтические препараты) или биологические (например, вакцины) средствами и не связаны с метаболизмом.

Медицинское изделие предназначено для использования:

  • диагноз болезни или других состояний
  • в лечении, смягчении, лечении или профилактике заболеваний.

Некоторые примеры включают кардиостимуляторы , инфузионные насосы , аппарат искусственного кровообращения , диализные аппараты, искусственные органы , имплантаты , протезы конечностей , корректирующие линзы , кохлеарные имплантаты , глазное протезирование , лицевое протезирование , соматопротезирование и зубные имплантаты .

Схема усилителя для биомедицинских приборов, используемого для мониторинга биологических сигналов низкого напряжения, пример применения электронной техники в электрофизиологии в биомедицинской инженерии .

Стереолитография - это практический пример использования медицинского моделирования для создания физических объектов. Помимо моделирования органов и человеческого тела, новые инженерные методы в настоящее время также используются в исследованиях и разработке новых устройств для инновационных методов лечения [10] лечения, [11] наблюдения за пациентом [12] сложных заболеваний.

Медицинские устройства регулируются и классифицируются (в США) следующим образом (см. Также Регламент ):

  • Устройства класса I представляют минимальный потенциал вреда для пользователя и часто имеют более простую конструкцию, чем устройства класса II или III. К устройствам этой категории относятся средства для отжимания языка, покрывало, эластичные бинты, смотровые перчатки, ручные хирургические инструменты и другое подобное обычное оборудование.
  • Устройства класса II подлежат специальному контролю в дополнение к общим элементам управления устройств класса I. Специальные меры контроля могут включать особые требования к маркировке, обязательные стандарты эффективности и послепродажный надзор . Устройства этого класса обычно неинвазивны и включают рентгеновские аппараты, PACS, инвалидные коляски с электроприводом, инфузионные насосы и хирургические простыни.
  • Для устройств класса III обычно требуется предварительное одобрение (PMA) или предварительное уведомление (510k), научная проверка для обеспечения безопасности и эффективности устройства, в дополнение к общим мерам контроля класса I. Примеры включают замену сердечных клапанов , имплантаты тазобедренного и коленного суставов, наполненные силиконовым гелем грудные имплантаты, имплантированные стимуляторы мозжечка, имплантируемые генераторы импульсов кардиостимулятора и внутрикостные (внутрикостные) имплантаты.

Медицинская визуализация [ править ]

Основная статья: Медицинская визуализация

Медицинская / биомедицинская визуализация - это основной сегмент медицинских устройств . Эта область позволяет врачам прямо или косвенно «видеть» вещи, которые не видны на виду (например, из-за их размера и / или местоположения). Это может включать использование ультразвука, магнетизма, ультрафиолета, радиологии и других средств.

МРТ сканирования головы человека, пример биомедицинской инженерии применения электротехники для диагностической визуализации . Щелкните здесь, чтобы просмотреть анимированную последовательность фрагментов.

Технологии визуализации часто необходимы для медицинской диагностики и, как правило, представляют собой наиболее сложное оборудование, имеющееся в больнице, включая: рентгеноскопию , магнитно-резонансную томографию (МРТ), ядерную медицину , позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), сканирование ПЭТ-КТ , проекционную радиографию, такую ​​как Рентген и компьютерная томография , томография , ультразвук , оптическая микроскопия и электронная микроскопия .

Имплантаты [ править ]

Имплант - это разновидность медицинского устройства, предназначенного для замены отсутствующей биологической структуры (по сравнению с трансплантатом, который указывает на пересаженную биомедицинскую ткань). Поверхность имплантатов, контактирующих с телом, может быть изготовлена ​​из биомедицинского материала, такого как титан, силикон или апатит, в зависимости от того, что является наиболее функциональным. В некоторых случаях имплантаты содержат электронику, например, искусственные кардиостимуляторы и кохлеарные имплантаты. Некоторые имплантаты являются биоактивными, например устройства для подкожной доставки лекарств в форме имплантируемых таблеток или стентов с лекарственным покрытием .

Протезы : правая рука является примером протеза , а левая рука - примером миоэлектрического контроля .
Протезирование глаз , пример биомедицинской инженерии применения машиностроения и биосовместимых материалов в офтальмологии .

Бионика [ править ]

Дополнительная информация: Бионика § В медицине

Замена частей тела на искусственные части тела - одно из многих приложений бионики. Занимаясь сложным и тщательным изучением свойств и функций систем человеческого тела, бионика может применяться для решения некоторых инженерных задач. Тщательное изучение различных функций и процессов глаз, ушей и других органов проложило путь к усовершенствованным камерам, телевизорам, радиопередатчикам и приемникам и многим другим инструментам.

Биомедицинские датчики [ править ]

В последние годы все большее внимание уделяется биомедицинским датчикам, основанным на микроволновых технологиях. Различные датчики могут быть изготовлены для конкретных применений как в диагностике, так и в мониторинге заболеваний, например, микроволновые датчики могут использоваться в качестве дополнительного метода к рентгеновскому излучению для мониторинга травм нижних конечностей. [13] Датчик контролирует диэлектрические свойства и, таким образом, может замечать изменения в ткани (кости, мышцы, жир и т. Д.) Под кожей, поэтому при измерениях в разное время в процессе заживления реакция датчика будет меняться по мере заживления травмы.

Клиническая инженерия [ править ]

Основная статья: Клиническая инженерия

Клиническая инженерия - это отрасль биомедицинской инженерии, связанная с фактическим внедрением медицинского оборудования и технологий в больницах или других клинических учреждениях. Основные роли клинических инженеров включают обучение и контроль технических специалистов по биомедицинскому оборудованию (BMET)., выбор технологических продуктов / услуг и логистическое управление их внедрением, работа с государственными регулирующими органами при инспекциях / аудитах и ​​выполнение функций технологических консультантов для другого персонала больниц (например, врачей, администраторов, ИТ-специалистов и т. д.). Клинические инженеры также консультируют и сотрудничают с производителями медицинских устройств относительно перспективных улучшений конструкции на основе клинического опыта, а также следят за развитием современного состояния, чтобы соответствующим образом перенаправить модели закупок.

Их неотъемлемая ориентация на практическое внедрение технологий, как правило, побуждает их больше ориентироваться на постепенное-уровневая модернизация и реконфигурация, в отличие от революционных исследований и разработок или идей, которые будут внедрены в клиническую практику через много лет; тем не менее, предпринимаются все возрастающие усилия по расширению этого временного горизонта, в течение которого клинические инженеры могут влиять на траекторию биомедицинских инноваций. В своих различных ролях они образуют «мост» между основными проектировщиками и конечными пользователями, объединяя перспективы близости к месту использования, а также обучаясь разработке продуктов и процессов. Отделы клинической инженерии иногда нанимают не только биомедицинских инженеров, но и промышленных / системных инженеров, чтобы помочь в проведении исследования / оптимизации операций, человеческого фактора, анализа затрат и т. Д. Также см. Раздел «Техника безопасности».для обсуждения процедур, используемых для проектирования безопасных систем. Отдел клинической инженерии состоит из менеджера, руководителя, инженера и техника. Один инженер на восемьдесят коек в больнице - это соотношение. Клинические инженеры также уполномочены проводить аудит фармацевтических и связанных с ними магазинов для отслеживания отзывов FDA инвазивных товаров.

Реабилитационная инженерия [ править ]

Основная статья: Реабилитационная инженерия

Реабилитационная инженерия - это систематическое применение инженерных наук для проектирования, разработки, адаптации, тестирования, оценки, применения и распространения технологических решений проблем, с которыми сталкиваются люди с ограниченными возможностями. Функциональные области, решаемые с помощью реабилитационной инженерии, могут включать мобильность, коммуникацию, слух, зрение и познание, а также деятельность, связанную с трудоустройством, независимой жизнью, образованием и интеграцией в сообщество. [1]

В то время как некоторые инженеры-реабилитологи имеют степень магистра в области реабилитационной инженерии, обычно по специальности биомедицинская инженерия, большинство инженеров-реабилитологов имеют степень бакалавра или магистра в области биомедицинской инженерии, машиностроения или электротехники. Португальский университет предоставляет степень бакалавра и магистра в области реабилитационной инженерии и доступности. [6] [8] Чтобы стать инженером-реабилитологом в Великобритании, можно пройти университетский курс бакалавриата с отличием, например, в Институте дизайна и технологий здравоохранения Университета Ковентри. [9]

Процесс реабилитации людей с ограниченными возможностями часто влечет за собой разработку вспомогательных устройств, таких как приспособления для ходьбы, предназначенных для содействия включению их пользователей в основное русло общества, торговли и отдыха.

Схематическое изображение нормальной кривой ЭКГ, показывающей синусовый ритм ; пример широко используемого клинического медицинского оборудования (работает с применением электронной техники в электрофизиологии и медицинской диагностике ).

Нормативные вопросы [ править ]

В последние десятилетия проблемы с нормативным регулированием постоянно увеличивались в связи с многочисленными инцидентами, вызванными использованием устройств для пациентов. Например, с 2008 по 2011 год в США было отозвано 119 FDA медицинских устройств, классифицированных как класс I. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) отзыв класса I связан с «ситуацией, в которой есть разумные основания. вероятность того, что использование или воздействие продукта вызовет серьезные неблагоприятные последствия для здоровья или смерть " [14]

Независимо от законодательства конкретной страны, основные регулирующие цели во всем мире совпадают. [15] Например, в правилах, касающихся медицинских устройств, продукт должен быть: 1) безопасным и 2) эффективным и 3) подходящим для всех производимых устройств.

Продукт является безопасным, если пациенты, пользователи и третьи лица не подвергаются неприемлемому риску физических опасностей (смерть, травмы и т. Д.) При использовании по назначению. На устройствах должны быть предусмотрены защитные меры для снижения остаточных рисков до приемлемого уровня по сравнению с пользой, получаемой от их использования.

Продукт эффективен, если он работает, как указано производителем, при использовании по назначению. Эффективность достигается за счет клинической оценки, соответствия стандартам производительности или демонстрации существенной эквивалентности уже продаваемому на рынке устройству.

Предыдущие характеристики должны быть обеспечены для всех изготовленных изделий медицинского изделия. Это требует наличия системы качества для всех соответствующих субъектов и процессов, которые могут влиять на безопасность и эффективность на протяжении всего жизненного цикла медицинского изделия.

Сфера разработки медицинских устройств является одной из наиболее строго регулируемых областей инженерии, и практикующие биомедицинские инженеры должны регулярно консультироваться и сотрудничать с юристами регулирующего законодательства и другими экспертами. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) является основным регулирующим органом здравоохранения в Соединенных Штатах, обладающим юрисдикцией в отношении медицинских устройств, лекарств, биопрепаратов и комбинированных продуктов. Первостепенными целями, определяющими политические решения FDA, являются безопасность и эффективность медицинских продуктов, которые должны быть гарантированы с помощью действующей системы качества, как указано в нормах 21 CFR 829.. Кроме того, поскольку биомедицинские инженеры часто разрабатывают устройства и технологии для «потребительского» использования, такие как устройства физиотерапии (которые также являются «медицинскими» устройствами), они также могут регулироваться в некоторых отношениях Комиссией по безопасности потребительских товаров . Наибольшими препятствиями обычно являются «разрешение» 510K (обычно для устройств класса 2) или предпродажное «одобрение» (обычно для лекарств и устройств класса 3).

В европейском контексте эффективность безопасности и качество гарантируются посредством «оценки соответствия», которая определяется как «метод, с помощью которого производитель демонстрирует, что его устройство соответствует требованиям Европейской директивы по медицинскому оборудованию.". Директива определяет различные процедуры в зависимости от класса устройства, начиная от простой декларации соответствия (приложение VII) для устройств класса I до проверки ЕС (приложение IV), обеспечения качества производства (приложение V), обеспечения качества продукции (приложение VI) и Полная гарантия качества (Приложение II). Директива по медицинскому оборудованию определяет подробные процедуры сертификации. В общем, эти процедуры включают тесты и проверки, которые должны содержаться в конкретных поставках, таких как файл управления рисками, технический файл и поставки системы качества.Файл управления рисками - это первый результат, который определяет следующие этапы проектирования и производства.Этап управления рисками должен управлять продуктом таким образом, чтобы риски, связанные с продуктом, были снижены до приемлемого уровня с точки зрения пользы, ожидаемой для пациентов от использования устройства. Втехнический файл содержит всю документацию и записи, подтверждающие сертификацию медицинского изделия. Технический файл FDA имеет аналогичное содержание, хотя и имеет другую структуру. Результаты системы качества обычно включают процедуры, обеспечивающие качество на протяжении всего жизненного цикла продукта. Тот же стандарт (ISO EN 13485) обычно применяется для систем менеджмента качества в США и во всем мире.

Имплантаты, такие как искусственные тазобедренные суставы, обычно широко регулируются из-за инвазивной природы таких устройств.

В Европейском Союзе есть сертифицирующие организации, называемые « Нотифицированные органы », аккредитованные европейскими государствами-членами. Нотифицированные органы должны гарантировать эффективность процесса сертификации для всех медицинских изделий, за исключением изделий класса I, если декларации о соответствии, произведенной производителем, достаточно для маркетинга. После того, как продукт прошел все этапы, требуемые Директивой по медицинскому оборудованию, устройство имеет право иметь маркировку CE , указывающую, что устройство считается безопасным и эффективным при использовании по назначению, и, следовательно, его можно продавать в на территории Европейского Союза.

Различные механизмы регулирования иногда приводят к тому, что определенные технологии сначала разрабатываются либо в США, либо в Европе, в зависимости от более благоприятной формы регулирования. В то время как нации часто стремятся к существенной гармонии для облегчения межнационального распределения, философские разногласия относительно оптимальной степени регулирования могут быть препятствием; более строгие правила кажутся привлекательными на интуитивном уровне, но критики осуждают компромиссные затраты с точки зрения замедления доступа к жизненно важным разработкам.

RoHS II [ править ]

Директива 2011/65 / EU, более известная как RoHS 2, представляет собой переработку законодательства, первоначально введенного в 2002 году. Первоначальное законодательство ЕС «Ограничения некоторых опасных веществ в электрических и электронных устройствах» (Директива RoHS 2002/95 / EC) было заменено и заменен документом 2011/65 / EU, опубликованным в июле 2011 года и широко известным как RoHS 2. RoHS направлен на ограничение количества опасных веществ, находящихся в обращении в электронных продуктах, в частности токсинов и тяжелых металлов, которые впоследствии выбрасываются в окружающую среду при переработке таких устройств. .

Сфера действия RoHS 2 расширена за счет включения ранее исключенных продуктов, таких как медицинские устройства и промышленное оборудование. Кроме того, производители теперь обязаны предоставлять оценки рисков соответствия и отчеты об испытаниях или объяснять, почему они отсутствуют. Впервые не только производители, но и импортеры и дистрибьюторы разделяют ответственность за обеспечение того, чтобы электрическое и электронное оборудование, подпадающее под действие RoHS, соответствовало ограничениям на содержание опасных веществ и имело маркировку CE на своей продукции.

IEC 60601 [ править ]

Новый международный стандарт IEC 60601 для электромедицинских устройств для домашнего здравоохранения определяет требования к устройствам, используемым в домашнем здравоохранении. IEC 60601-1-11 (2010) теперь должен быть включен в разработку и проверку широкого спектра медицинских устройств для домашнего использования и в местах оказания медицинской помощи наряду с другими применимыми стандартами серии IEC 60601 3rd edition.

Обязательная дата внедрения европейской версии стандарта EN - 1 июня 2013 г. FDA США требует использовать стандарт 30 июня 2013 г., а Министерство здравоохранения Канады недавно продлило требуемый срок с июня 2012 г. до апреля 2013 г. Североамериканские агентства будут требовать эти стандарты только для подачи новых устройств, в то время как ЕС будет применять более строгий подход, требуя, чтобы все соответствующие устройства, размещаемые на рынке, учитывали стандарт домашнего здравоохранения.

AS / NZS 3551: 2012 [ править ]

AS / ANS 3551: 2012 - это стандарты Австралии и Новой Зеландии для управления медицинскими устройствами. Стандарт определяет процедуры, необходимые для обслуживания широкого спектра медицинских активов в клинических условиях (например, в больнице). [16] Стандарты основаны на стандартах IEC 606101.

Стандарт охватывает широкий спектр элементов управления медицинским оборудованием, включая закупки, приемочные испытания, техническое обслуживание (испытания на электробезопасность и профилактическое обслуживание) и вывод из эксплуатации.

Обучение и сертификация [ править ]

Образование [ править ]

Биомедицинским инженерам требуются значительные знания как в области инженерии, так и в биологии, и, как правило, они имеют степень бакалавра (B.Sc., BS, B.Eng. Или BSE) или магистра (MS, M.Sc., MSE или M.Eng.) Или докторская степень в BME (биомедицинская инженерия) или другой инженерной отрасли со значительным потенциалом пересечения BME. По мере роста интереса к BME во многих инженерных колледжах теперь есть факультеты или программы биомедицинской инженерии, которые предлагают различные уровни от бакалавриата (бакалавриат, бакалавриат, бакалавриат или бакалавриат) до докторского уровня. Биомедицинская инженерия только недавно стала самостоятельной дисциплиной, а не междисциплинарной гибридной специализацией других дисциплин; и программы BME на всех уровнях становятся все более распространенными, в том числеБакалавр наук в области биомедицинской инженерии , которая на самом деле включает в себя столько биологическое содержание науки , что многие студенты используют его в качестве « предварительно-мед » главный в подготовке к медицинской школе . Ожидается, что количество инженеров-биомедиков будет расти как причина, так и следствие улучшений в медицинских технологиях. [17]

В США растущее количество программ бакалавриата также признается ABET в качестве аккредитованных программ биоинженерии / биомедицинской инженерии. В настоящее время ABET аккредитовано более 65 программ. [18] [19]

В Канаде и Австралии распространены аккредитованные программы магистратуры в области биомедицинской инженерии. [ необходима цитата ] Например, Университет Макмастера предлагает степень магистра наук, докторскую степень / докторскую степень и докторскую степень в области биомедицинской инженерии. [20] Первая канадская программа бакалавриата BME была предложена в Университете Райерсона в виде четырехлетнего бакалавриата. программа. [21] [22] Политехнический институт в Монреале также предлагает степень бакалавра в области биомедицинской инженерии [23], как и Университет Флиндерса. [24]

Как и в случае со многими степенями, репутация и рейтинг программы могут повлиять на желательность обладателя степени либо для работы, либо для поступления в аспирантуру. Репутация многих программ бакалавриата также связана с выпускными или исследовательскими программами вуза, которые имеют некоторые ощутимые факторы для рейтинга, такие как финансирование и объем исследований, публикации и цитирование. Что касается BME, в частности, рейтинг университетской больницы и медицинского вуза также может быть важным фактором воспринимаемого престижа его отделения / программы BME.

Высшее образование - особенно важный аспект в BME. Хотя многие инженерные области (например, машиностроение или электротехника) не нуждаются в обучении на уровне высшего образования для получения работы начального уровня в своей области, большинство должностей BME предпочитают или даже требуют их. [25] Поскольку большинство профессий, связанных с BME, связаны с научными исследованиями, например, в области фармацевтики и медицинского оборудования.Для повышения квалификации дипломное образование является почти обязательным (поскольку степень бакалавра обычно не предполагает достаточной исследовательской подготовки и опыта). Это может быть степень магистра или доктора; а по отдельным специальностям - кандидат технических наук. заметно чаще, чем в других, его почти никогда не бывает (за исключением академических кругов). Фактически, предполагаемая потребность в каком-либо свидетельстве об окончании высшего образования настолько сильна, что некоторые программы бакалавриата BME будут активно отговаривать студентов от обучения в BME без выраженного намерения также получить степень магистра или впоследствии подать заявление в медицинский институт.

Программы аспирантуры в BME, как и в других научных областях, очень разнообразны, и отдельные программы могут подчеркивать определенные аспекты в этой области. Они также могут включать обширные совместные усилия с программами в других областях (например, Медицинская школа Университета или другие инженерные подразделения), опять же из-за междисциплинарного характера BME. MS и Ph.D. программы обычно требуют, чтобы соискатели имели степень бакалавра в области BME, или другой инженерной дисциплины (плюс определенные курсовые работы по наукам о жизни) или наук о жизни (плюс определенные инженерные курсы).

Образование в BME также сильно различается по всему миру. Благодаря своему обширному биотехнологическому сектору, многочисленным крупным университетам и относительно небольшому количеству внутренних барьеров, США значительно продвинулись в развитии возможностей образования и профессиональной подготовки по БМО. Европа, которая также имеет большой сектор биотехнологий и впечатляющую систему образования, столкнулась с проблемами при создании единых стандартов, поскольку европейское сообщество пытается устранить некоторые из национальных юрисдикционных барьеров, которые все еще существуют. В последнее время возникли такие инициативы, как BIOMEDEA, для разработки связанных с BME образовательных и профессиональных стандартов. [26] Другие страны, такие как Австралия, признают и предпринимают меры для исправления недостатков в своем образовании BME. [27] Кроме того, поскольку стремление к высоким технологиям обычно является признаком развитых стран, некоторые регионы мира склонны к более медленному развитию в сфере образования, в том числе в BME.

Лицензирование / сертификация [ править ]

См. Также: Профессиональный инженер

Как и в случае с другими изученными профессиями, в каждом штате есть определенные (довольно похожие) требования для получения лицензии зарегистрированного профессионального инженера.(PE), но в США в промышленности такая лицензия не требуется, чтобы работать инженером в большинстве ситуаций (из-за исключения, известного как промышленное исключение, которое эффективно применяется к подавляющему большинству американских инженеров. ). Американская модель, как правило, заключалась в том, чтобы требовать лицензирования только практикующих инженеров, предлагающих инженерные услуги, которые влияют на общественное благосостояние, безопасность, охрану жизни, здоровья или собственности, в то время как инженеры, работающие в частном секторе, не предлагали напрямую инженерные услуги специалистам. государственные или другие предприятия, образование и правительство не нуждаются в лицензии. Это, в частности, не так во многих других странах, где лицензия так же юридически необходима для инженерной практики, как и для юриспруденции или медицины.

Биомедицинская инженерия регулируется в некоторых странах, например в Австралии, но регистрация обычно только рекомендуется, но не требуется. [28]

В Великобритании инженеры-механики, работающие в области медицинской инженерии, биоинженерии или биомедицинской инженерии, могут получить статус дипломированного инженера через Институт инженеров-механиков . Учреждение также управляет отделом инженерии в медицине и здравоохранении. [29] В Институте физики и инженерии в медицине (IPEM) есть комиссия для аккредитации курсов магистратуры в области биомедицинской инженерии. Статус дипломированной инженерии также можно получить через IPEM.

В Основах инженерного экзамена- первый (и более общий) из двух лицензионных экзаменов для большинства юрисдикций США - теперь охватывает биологию (хотя технически не BME). Для второго экзамена, который называется «Принципы и практики, часть 2» или «Профессиональный инженерный экзамен», кандидаты могут выбрать содержание конкретной инженерной дисциплины для тестирования; в настоящее время у BME нет возможности для этого, а это означает, что любые биомедицинские инженеры, ищущие лицензию, должны подготовиться к сдаче этого экзамена в другой категории (что не влияет на фактическую лицензию, поскольку большинство юрисдикций в любом случае не признают дисциплины). Тем не менее, Общество биомедицинской инженерии (BMES) с 2009 года изучает возможность реализации специальной версии этого экзамена для BME, чтобы облегчить биомедицинским инженерам получение лицензий.

Помимо государственной регистрации, некоторые профессиональные / промышленные организации частного сектора также предлагают сертификаты различной степени значимости. Одним из таких примеров является сертификация Certified Clinical Engineer (CCE) для инженеров-клиницистов.

Карьерные перспективы [ править ]

В 2012 году в США работало около 19 400 биомедицинских инженеров, и прогнозировалось, что с 2012 по 2022 эта область вырастет на 27% (намного быстрее, чем в среднем). [30] В биомедицинской инженерии самый высокий процент инженеров-женщин по сравнению с другими обычными специалистами. инженерные специальности.

Известные фигуры [ править ]

  • Эрл Баккен - изобрел первый транзисторный кардиостимулятор, соучредитель Medtronic .
  • Форрест Берд (умерший) - летчик и пионер в изобретении механических вентиляторов
  • YC Fung (умершая) - почетный профессор в Университете Калифорнии, Сан - Диего , по мнению многого, являются основатель современной биомеханики [31]
  • Лесли Геддес (умерший) - почетный профессор Университета Пердью , инженер-электрик, изобретатель и преподаватель более 2000 биомедицинских инженеров, получил Национальную медаль технологий в 2006 году от президента Джорджа Буша [32] за его более чем 50-летний вклад в породили инновации, начиная от лечения ожогов и заканчивая миниатюрными дефибрилляторами, восстановлением связок и крошечными тонометрами для недоношенных детей, а также новым методом сердечно-легочной реанимации (СЛР).
  • Виллем Йохан Колфф (умерший) - пионер гемодиализа, а также в области искусственных органов
  • Роберт Лангер - институт профессор в MIT , имеет самую большую лабораторию BME в мире, пионер в области доставки лекарств и тканевой инженерии [33]
  • Джон Маклауд (умерший) - один из соавторов открытия инсулина в Университете Кейс Вестерн Резерв .
  • Альфред Э. Манн - физик, предприниматель и филантроп. Пионер в области биомедицинской инженерии. [34]
  • Дж. Томас Мортимер - заслуженный профессор биомедицинской инженерии Университета Кейс Вестерн Резерв. Пионер в области функциональной электростимуляции (FES) [35]
  • Роберт М. Нерем - почетный профессор Технологического института Джорджии . Пионер в области регенерации тканей и биомеханики, автор более 300 опубликованных работ. Его работы были процитированы более 20 000 раз.
  • П. Хантер Пекхэм - Доннелл, профессор биомедицинской инженерии и ортопедии в Университете Кейс Вестерн Резерв. Пионер в области функциональной электрической стимуляции (FES) [36]
  • Николас А. Peppas - Председательствует профессор инженерии , Университет Техаса в Остине , пионер доставки лекарственных средств , биоматериалов , гидрогели и нанобиотехнологии .
  • Роберт Плонси - почетный профессор Университета Дьюка , пионер электрофизиологии [37]
  • Отто Шмитт (умерший) - биофизик, внесший значительный вклад в BME, работающий с биомиметиками
  • Ашер Шапиро (умерший) - профессор института Массачусетского технологического института, внес вклад в развитие области BME, медицинских устройств (например, внутриаортальных баллонов)
  • Гордана Вуньяк-Новакович - профессор Колумбийского университета , пионер в области тканевой инженерии и проектирования биореакторов
  • Джон Г. Вебстер - почетный профессор Университета Висконсин-Мэдисон , пионер в области инструментальных усилителей для записи электрофизиологических сигналов.
  • Фред Вайбелл , соавтор журнала Biomedical Instrumentation and Measurements
  • У. А. Уитакер (умерший) - провайдер Фонда Уитакера , который поддерживал исследования и образование в области BME, предоставляя более 700 миллионов долларов различным университетам, помогая создать 30 программ BME и помогая финансировать строительство 13 зданий [38]

См. Также [ править ]

  • Биомедицина  - раздел медицинской науки, применяющий биологические и физиологические принципы в клинической практике.
  • Кардиофизика
  • Вычислительная анатомия
  • Медицинская физика
  • Физиома
  • Работа в биомедицинской инженерии
  • Программа биомедицинской инженерии и приборостроения (BEIP)

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Джон Денис Эндерле; Джозеф Д. Бронзино (2012). Введение в биомедицинскую инженерию . Академическая пресса. С. 16–. ISBN 978-0-12-374979-6.
  2. ^ Фахруллин, Равил; Львов, Юрий, ред. (2014). Инженерия клеточной поверхности . Кембридж: Королевское химическое общество. ISBN 978-1-78262-847-7.
  3. ^ Александр Р. Макнил (2005). «Механика движения животных». Текущая биология . 15 (16): R616 – R619. DOI : 10.1016 / j.cub.2005.08.016 . PMID 16111929 . S2CID 14032136 .  
  4. ^ Hatze, Герберт (1974). «Значение термина биомеханика». Журнал биомеханики . 7 (12): 189–190. DOI : 10.1016 / 0021-9290 (74) 90060-8 . PMID 4837555 . 
  5. ^ Введение в биомедицинскую оптику
  6. ^ a b «Кость челюсти, созданная из стволовых клеток» . BBC News . 10 октября 2009 . Проверено 11 октября 2009 года .
  7. ^ Walles T . Трахеобронхиальная биоинженерия: биотехнология, удовлетворяющая неудовлетворенные медицинские потребности. Adv Drug Deliv Rev.2011; 63 (4-5): 367–74.
  8. ^ a b «Врачи выращивают органы из собственных клеток пациентов» . CNN . 3 апреля 2006 г.
  9. ^ a b Начались испытания первого устройства искусственной печени с использованием человеческих клеток , Чикагский университет , 25 февраля 1999 г.
  10. ^ " " Nano ": новый враг рака Hede S, Huilgol N - J Can Res Ther" . Cancejournal.net .
  11. ^ Couvreur, Патрик; Вотье, Кристин (2006). «Нанотехнологии: разумный дизайн для лечения сложных заболеваний». Фармацевтические исследования . 23 (7): 1417–1450 (34). DOI : 10.1007 / s11095-006-0284-8 . PMID 16779701 . S2CID 1520698 .  
  12. ^ Кертис, Адам SG; Долби, Мэтью; Гадегаард, Николай (2006). «Передача сигналов клетки, возникающая из нанотопографии: последствия для наномедицинских устройств». Наномедицина . 1 (1): 67–72. DOI : 10.2217 / 17435889.1.1.67 . ISSN 1743-5889 . PMID 17716210 .  
  13. ^ Шах, Syaiful; Веландер, Джейкоб; Матур, Парул; Перес, Маурисио; Асан, Нур; Куруп, Дханеш; Blokhuis, Taco; Августин, Робин (21.02.2018). «Оценка глубины проникновения датчика резонатора с разделенным кольцом с использованием микроволнового отражения in vivo и ультразвуковых измерений для реабилитации после травм нижних конечностей» . Датчики . 18 (2): 636. DOI : 10,3390 / s18020636 . ISSN 1424-8220 . PMC 5855979 . PMID 29466312 .   
  14. ^ Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, отзывы о медицинских и излучающих излучение устройствах http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfres/res.cfm
  15. ^ «Правила медицинского оборудования: глобальный обзор и руководящие принципы» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). 2003 г.
  16. ^ AS / NZS 3551: 2012 Программы управления медицинским оборудованием . Стандарты Австралии. 2016-10-18. ISBN 978-1-74342-277-9. Проверено 18 октября 2016 .
  17. ↑ Бюро статистики труда США - Профиль для инженеров, архивный 19 февраля 2006 г., на Wayback Machine
  18. ^ «Аккредитованные программы биомедицинской инженерии» . Bmes.org. Архивировано из оригинала на 2011-09-28 . Проверено 24 сентября 2011 .
  19. ^ АВЕТ Список аккредитованных инженерных программы Архивированных 23 августа 2006, в Wayback Machine
  20. ^ «Варианты степени» . Школа биомедицинской инженерии Макмастера . www.eng.mcmaster.ca . Проверено 24 октября 2019 года .
  21. ^ "Биомедицинская инженерия - электротехника и компьютерный инженер. Райерсон" . Ee.ryerson.ca. 2011-08-04. Архивировано из оригинального 27 сентября 2011 года . Проверено 24 сентября 2011 .
  22. ^ "Студенты биомедицинской инженерии Ryerson изобретают управляемую мозгом протезную руку" . Журнал STUDY. 2011-04-01 . Проверено 24 сентября 2011 .
  23. ^ "Baccalauréat en Génie biomédical" . Политехнический Монреаль . Дата обращения 11 октября 2020 .
  24. ^ «Бакалавр инженерных наук (биомедицинские) (с отличием)» . Университет Флиндерса . Проверено 24 октября 2019 года .
  25. ^ "Перспективы работы для инженеров" . Бюро статистики труда США . Архивировано из оригинального 19 декабря 2011 года.
  26. ^ «БИОМЕДА» . Сентябрь 2005 Архивировано из оригинала 6 мая 2008 года.
  27. ↑ Литгоу, Би Джей (25 октября 2001 г.). «Учебная программа по биомедицинской инженерии: сравнение между США, Европой и Австралией» . Архивировано из оригинала на 1 мая 2008 года.
  28. ^ Национальный совет по регистрации инженеров - Области практики - Области NPER Архивировано 5 января 2008 г., на Wayback Machine
  29. ^ «Медицинская инженерия: Домашняя страница» . Институт инженеров-механиков . Архивировано из оригинала 2 мая 2007 года.
  30. ^ Бюро статистики труда Министерства труда США. Справочник по профессиональным перспективам, издание 2014–2015 гг.
  31. ^ Kassab, Гассан S. (2004). "YC" Bert "Fung: Отец современной биомеханики" (PDF) . Механика и химия биосистем . Tech Science Press. 1 (1): 5–22. DOI : 10.3970 / mcb.2004.001.005 . PMID 16783943 . Архивировано из оригинала (PDF) на 2 декабря 2007 года.  
  32. ^ "Лесли Геддес - 2006 Национальная медаль технологий" . YouTube. 2007-07-31 . Проверено 24 сентября 2011 .
  33. ↑ О'Нил, Кэтрин М. (20 июля 2006 г.). «Коллеги чествуют Лангера за 30 лет инноваций» . Офис новостей Массачусетского технологического института .
  34. ↑ Гальегос, Эмма (25 октября 2010 г.). "Фонд научных исследований Альфреда Э. Манна (AMF)" . Aemf.org . Проверено 24 сентября 2011 .
  35. ^ "Дж. Томас Мортимер" . CSE профессорско-преподавательский состав / профили сотрудников . engineering.case.edu.
  36. ^ "П. Хантер Пекхэм, доктор философии | Заслуженный профессор университета | Западный резервный университет Кейса" . Заслуженный профессор университета | Кейс Вестерн Резервный университет . Проверено 14 июня 2018 .
  37. ^ "Роберт Плонси, почетный профессор Pfizer-Pratt" . Факультет - Герцог БМЭ . Fds.duke.edu.
  38. ^ "Фонд Уитакера" . Whitaker.org . Проверено 24 сентября 2011 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Бронзино, Джозеф Д. (апрель 2006 г.). Справочник по биомедицинской инженерии (третье изд.). [CRC Press]. ISBN 978-0-8493-2124-5. Архивировано из оригинала на 2015-02-24 . Проверено 22 июня 2009 .
  • Виллафане, Карлос (июнь 2009 г.). Биомедицина: с точки зрения студента (первое издание). [Technsersfriend.com]. ISBN 978-1-61539-663-4.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с биомедицинской инженерией, на Викискладе?
  • Биомедицинская инженерия в Curlie