Archiwum tagu: inżynier

Czym jest inżynieria biomedyczna  

Inżynieria biomedyczna zaliczana jest do nauk technicznych i inżynieryjnych, jednak zakres jej badań i zastosowań obejmuje również biologię i medycynę. Głównym celem badań inżynierii biomedycznej jest człowiek oraz poprawa jakości i skuteczności jego leczenia. Bez inżynierii biomedycznej bardzo trudno wyobrazić sobie funkcjonowanie współczesnej medycyny, ponieważ rozwiązania opracowane przez specjalistów z tej dziedziny nauki obejmują diagnostykę, wykonywanie badań lekarskich, projektowanie aparatury leczniczej i rehabilitacyjnej. Dzięki temu wiele chorób, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu oznaczały wyrok śmierci dla pacjenta, dzisiaj jest uleczalnych. Nowoczesne techniki medyczne mają też za zadanie zmniejszyć cierpienie pacjenta, skrócić czas rekonwalescencji i podnieść poziom życia osób przebywających w szpitalu albo przewlekle chorych i niepełnosprawnych.Obecnie rozwój medycyny jest bardzo ściśle połączony z rozwojem inżynierii biomedycznej – innymi słowy, to właśnie dzięki zaawansowanej technologii i inżynierii możliwe jest wdrożenie wielu skomplikowanych metod leczenia. Jedną z dyscyplin, którymi zajmuje się inżynieria biomedyczna, jest projektowanie i budowanie robotów, które mogłyby zastąpić człowieka podczas skomplikowanych operacji chirurgicznych. Inżynierowie pracują także nad konstrukcją systemów, za pomocą których będzie można prowadzić zabiegi chirurgiczne na odległość, co oznacza, że operacją będzie kierował lekarz przebywający poza salą operacyjną.Aby zostać inżynierem biomedycznym, konieczne jest ukończenie studiów o takiej specjalizacji. W Polsce większość uczelni technicznych oferuje studentom naukę na kierunkach związanych z inżynierią biomedyczną. Po uzyskaniu dyplomu można podjąć pracę w jednej z firm produkujących aparaturę medyczną albo w ośrodku badawczym zajmującym się opracowywaniem i wdrażaniem nowych technologii biomedycznych.

Jak działa EKG  

Sygnały bioelektryczne w organizmie człowieka mają za zadanie koordynować pracą poszczególnych narządów i układów. Podobnie jak w maszynach, tak i w ludzkim ciele zaburzenia w przesyle i odbiorze sygnałów elektrycznych powodują mniej lub bardziej groźne uszkodzenia. Jeśli więc „elektryka” ludzkiego organizmu działa niepoprawnie, można to zauważyć podczas specjalnych badań.Elektrokardiogram, czyli EKG, to nic innego, jak zapis elektrycznej aktywności serca. Pomiar impulsów elektrycznych odbywa się za pomocą elektrod, które doczepia się do kilku miejsc na ciele człowieka, tak aby zarejestrować bodźce elektryczne dochodzące do różnych części serca. Zdrowe serce pracuje według jednego schematu, który na zapisie EKG widoczny jest w postaci charakterystycznych załamków. Owe załamki muszą się pojawić w określonym miejscu, na konkretnej wysokości i w konkretnym odstępie czasu. Odchylenia od tej normy informują lekarza o tym, że serce pacjenta nie funkcjonuje dokładnie tak, jak powinno.Krzywa EKG może wskazać choroby przedsionków lub komór serca, arytmię, wrodzone wady serca albo uszkodzenia mięśnia sercowego wskutek przebytej wcześniej choroby albo zawału. Zapis elektrokardiogramu pokazuje również, jakie są rozmiary komór i przedsionków serca. Niestety, wadą EKG jest stosunkowo mała czułość aparatury, dlatego bardzo drobne wahania napięć mogą zostać niezarejestrowane przez sprzęt albo będą trudne do zidentyfikowania na papierowym zapisie.Do bardziej precyzyjnych pomiarów pracy serca stosuje się EKG Holtera. Tego typu badania polegają na tym, że pacjent jest monitorowany przez całą dobę bez przerwy, podczas wykonywania różnych czynności życiowych. Podczas badania pacjent nie leży w szpitalu, ale otrzymuje niewielki aparat wyposażony w elektrody, który musi ze sobą nosić przez kolejne 24 godziny.

Ultrasonografia  

Badanie ultrasonograficzne polega na tworzeniu obrazu narządów wewnętrznych przy pomocy fal ultradźwiękowych. Do wytwarzania fal stosuje się przetwornik pizoelektryczny, a natężenia emitowane przez aparaturę nie są szkodliwe dla zdrowia człowieka. W trakcie badania ultradźwięki trafiają w głąb ciała i odbijają się od przeszkód, jakie tam napotykają, czyli na przykład ciała obce, pęcherzyki powietrza, zwapnienia, uszkodzenia w tkankach albo granice między organami wewnętrznymi. Odbite fale trafiają z powrotem do przetwornika, a ponieważ różnią się między sobą długością, to sygnały echa, jakie otrzymuje aparatura USG, tworzą niejednolity obraz złożony z ciemniejszych i jaśniejszych punktów. Każdy zdrowy narząd wewnętrzny powinien dawać określony układ punktów, jeśli więc występują zmiany chorobowe, lekarz może je stwierdzić na podstawie nieprawidłowego obrazu, ponieważ twory patologiczne odbijają ultradźwięki inaczej niż zdrowe tkanki. Echostruktura badanych narządów może być przedstawiona w dowolnym przekroju. Badania USG są także powszechną praktyką podczas prowadzenia ciąży, bo pozwalają stwierdzić, czy płód rozwija się prawidłowo. Ponieważ fale ultradźwiękowe odbijają się w całości od tkanki kostnej i pęcherzyków powietrza, nie da się przy pomocy USG zbadać kości, mózgu oraz narządów, które leżą głębiej za przewodem pokarmowym i płucami.Nowsze aparatury do badań ultrasonograficznych działają w oparciu o efekt Dopplera. USG dopplerowskie wykorzystywane jest przede wszystkim w diagnostyce chorób układu krążenia i w wykrywaniu guzów nowotworowych – podczas badania fale odbijają się od poruszających się w naczyniach krwinek, a długość odbitych fal określa kierunek i przepływ krwi w naczyniach. W USG dopplerowskim stosowane jest czasami kolorowanie przepływu krwi, co pozwala na jeszcze dokładniejsze diagnozowanie.

Biosensory  

Biosensory są rodzajem czujników w urządzeniach pomiarowych, złożonych z części sztucznych i biologicznych. Składnik biologiczny odpowiada za odbieranie sygnałów, które są następnie przetwarzane przez część aparaturową. Biosensory wykorzystywane są najczęściej w medycynie i biotechnologii, gdzie wymagana jest ogromna precyzja, nawet na poziomie molekularnym. Bioczujniki budowane są w oparciu o receptory chemiczne, immunologiczne albo biokatalityczne. W najnowocześniejszych biosensorach część biologiczna ma wielkość liczoną w nanometrach – może to być na przykład pojedynczy enzym, mikroorganizm, organelle albo przeciwciała. Konkretny receptor rozpoznaje jeden rodzaj związku, niezależnie od tego, w jakim otoczeniu się on znajduje. Sygnał chemiczny zamienia się w formę energii, którą mierzy przetwornik – tranzystor, termistor, elektrody jonoselektywne, piezokryształ albo inny system optyczny. Uzyskana w przetworniku informacja może mieć postać sygnału elektrycznego, akustycznego albo optycznego. Warstwa detekcyjna musi być jeszcze idealnie połączona z częścią fizyczną aparatury pomiarowej, tak aby uzyskane przy pomiarach sygnały zostały odpowiednio odebrane i przetworzone. Sygnały biosensora mogą być analizowane w formie analogowej albo cyfrowej, najważniejsze jest to, aby wyniki dało się przedstawić za pomocą fizycznych parametrów.Jeden biosensor jest w stanie wykonać setki pomiarów, zatem mimo swojej skomplikowanej konstrukcji oferuje niskie koszty pojedynczych analiz pomiarowych. Biosensory znajdują się także w niektórych testach medycznych, które można wykonać samodzielnie w domu – bioczujniki wykorzystywane są na przykład w testach ciążowych. Prowadzone są także prace nad biosensorami, które byłyby w stanie rozpoznać wirusa grypy na podstawie wymazu z gardła chorej osoby.

http://wzorcowanie.biochemik.pl/wzorcowanie-termometrow-szklanych-elektronicznych/

Polecane

Kontakt

Copyright © www.easy-graft.pl. All Rights Reserved.