مهندسی پزشکی ار نگاهی دیگر

موضوع بحث من یک چیز جدید نیست . می خواهم مهندسی پزشکی را از دیدی نگاه کنیم که شاید فرموش کرده ایم و یا حتی ممکن است به آن مواجه نشده باشیم . شاید حتی پروژ ه شما باشه و یا اصلا ممکن است که توی عمرتون به اون برخورد نکنید .

می گن مهندسی پزشکی پل ارتباطی بین دنیای پزشکی یا به طور ساده تر” انسان ” با دنیای مهندسی و فرمول و تقریب هست . خب معلومه دیگه . همه یا اکثرا این رو می دونستیم .
پل ارتباطی چه خصوصیتی باید داشته باشه ؟ می دونیم که پل های عابر پیاده ، قادر هستند برای راحتی عبور از خیابان ، مردم را به دو طرف انتقال بدهند .  دلیل تاکید من بر روی دو طرف این هست ما معمولا با جنبه ی مهندسی سعی می کنیم به دنیای پزشکی ابزار های مختلف از تجهیزات گرفته تا دارو ها تا پروتز ها و… بدهیم . ولی در عبور از این خیابان (حل مشکلات انسان ها ) از طریق پل آیا می توانیم به اینور خیابان هم بیایمم یعنی از دنیای پزشکی کمک بیگیریم تا دنیای مهندسی استفاده بکند ؟
آیا این کار امکان دارد ؟ اصلا این کار یعنی چی ؟

من تا اونجایی که می تونم بگم این هستش که ما می توانیم از الگو های مختلفی که در بدن وجود دارد استفاده کنیم و از آنها در دنیای مهندسی اسفتاده کنیم . بدن یک سیستم هوشمند هستش . از همه جهت …از خونی که در رگ های ما می جوشد و از سیگنال هایی که از طریق نورون ها  ارسال می شود تا  مفاصلی که نیرو های مختلفی را تحمل می کند ….

 

ن بیوالکتریک هستم و در اینجا دوست دارم که برای شما چند مورد از این موضوعات را که بیشتر شاید در دنیای  مهندسی برق یا کامپیوتر می شود را معرفی کنم .
در مورد مثال هایی از  بیومتریال و بیو مکانیک هم بحث خواهم کرد ولی من تخصصی ندارم. اگر جایی اشتباه کردم، لطفا بفرمایید .

سیستم ایمنی ما بسیار جالب  و پیچیده کار می کند .  عوامل خارجی که وارد ما می شوند ، پیغام های از طریق ترشح مواد خاص از گلبول های سفید باعث عملیات خاصی می شود که می تواند آن عامل خارجی را از بین ببرد و یا از رسیدن آن به جا های دیگر بدن جلوگیری کند. بدن در این رابطه ” یاد می گیرد ” که چطور با خطرات این تیپی مقابله کند . من دقیقا از نحوه ی عملکرد بدن در این رابطه خبر ندارم . ولی می دونم که کا به کار برده می شود . فرض کنید شما شبکه ای کامپیوتر ها را داشته باشید . فرض کنید که سیستمی آلوده به ویروی شده و نمی خواهید که چنین مشکلی برای کامپیوتر های دیگر بوجود بیاید . آیا می توان کاری کرد که از طریق کامپیتر ویروسی شده اطلاعاتی در مورد ویروس فرستاد ؟ آیا این کار را خود سیستم می  تواند انجا دهد ؟
البته  این کار فقط یکی از قسمت های می تواند باشد ولی من به یاد ندارم و یا اینکه بلد نیستم .

احتمالا  اکثرا در مورد شبکه های عصبی  تا حالا اسمی را شنیدید . شبکه ی عصبی استفاده از الگوی  نورون های  سیستم عصبی بدن استفاده می کند و مثالی از یک قسمت آن می تواند این باشد  ه برای انتقال پتانسیل عمل در داخل نورون ها ، لازم هست تحریکاتی در قسمت پس سیناپسی انجا شود . معمولا اطلاعات تحریک و یا مهار از جا های مختلفی و بسته به دقدر هر مدام از این پیام ها ، تصمیم به انتقال پتانسیل عمل گرفته می شود .
می توان همین الگو را در جا های مختلف ( در علم های مختلف ) پیاده سازی کرد . فرض کنید که می خواهیم به یک کامپیوتر یاد بدهیم که در صورت وقوع این اتفاق ها ، یک کار به خصوص را انجا بدهد . می توانیم به هر کدام از این اتفاق ها ر هم وزنی بدهیم تا میزان تاثیر آن را بر تصمیم نیز بیشتر و یا کمتر کند .

 در محیط های اجتماعی ( از جمله محیط های کاری و دانشگاهی ) اگر اتفاقی بیفتد ، معمولا اجزای سیستم نیز با خبر می شوند و بر اساس آن اتفاق تصمیماتی را می گیرند . به طور مثال ، تصادفی در خیابانب رخ داده و از طریق رادیو ، این مطلب اعلام می شود . آیا راننده ها تصمیم نمی گیرند که مسیر خودشوان را برای رسیدن به  مقصد تغییر بدند ؟ البته این مثال ممکن بود انفرادی باشه ولی در کار های دسته جمعی هم ممکن است باشد . مثلا در بازی بسکتبال ، ممکن است یکی از هم تیمی ها جای گیر افتاده باشد … آیا آرایش تی به نحوی تغییر نمی کند تا بتواند آن هم تیمی را نجات دهد و پس از  نجات سریعا ب و به بهترین نحو گل بزند ؟
می توان از این الگو ها در ربات ها و ماشین ها نیز استفاده کرد به طوری که این ماشینها خود بفهمند که در شایط موجود چه تصیماتی ( هر چند محدود) برای خود بگیرند .

معمولا همه توی آناتومی یا فیزیولوژی با مسئله ی حس های پیکری برخورد می کنیم . این حس ها چطور پیش می آیند ؟ آیا می توان آنهار را به طور مصنوعی تحریک کرد؟میشه که ما توی یک محیط مجازی فوتبال بازی کنیم و موقع هد زدن واقعا احساس کنیم که توپ به سرمان خورده و یا در محیطی مجازی قرار گرفتیم که پر از درخت است و باغو صفا آیا می توان کاری کرد که نسیمی را در هوا حس کرد ؟ این کار بدون شناخت نحو ه ی حس کردن ممکن نیست .

در مورد بیومتریال  این مثال را می توان زد که می دانیم که خون  و مواد دیگر داخل بدن هوشمند هستند و نسبت به عوامل خارجی از خود واکنش نشان می دهند . آی می تواند ر محیط های صنعتی یا عمرانی ا مایعی را  استفاده نمود که در هنگام تحریک  خاصیت خود را تغییر دهد ؟
در مورد مفصل ها …در مفصل زانو به طور مثال یک روش بسیار جالب برای کاهش فشار های بالاتنه وجود دارد . آیا نمی توان از این الگو برای بالا بردن تحمل ازای ساختمان استفاده کرد ؟

من به این نتیجه رسیدم که به اندازهی پیچیدگی انسان ها مهندسی پزشکی هم پیچیده هست !

امیدوارم بتونید در هر رشته و هر گرایشی که هستید ، موفق باشید ….

خدا یار همهی شما

 

نویسنده : سیاوش سخاوی 

مدیریت بخش علمی انجمن های تخصصی مهندسی پزشکی ایران