SAĞLIK TEKNOLOJİSİNİN MİMARI: BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ

Biyomedikal Mühendisliği, yükselen yaşam standartlarının beraberinde getirdiği klinik ihtiyaçlara tıp ve biyolojinin, mühendislik ve temel fen bilimleri prensipleri ile çözüm arayan disiplinler arası ve çok hızlı gelişen bir mühendislik dalıdır. Bu alandaki temel amaç, tıp ve mühendisliğin kesiştiği noktada sağlık sektöründe çözülmeyi bekleyen pek çok problem için tanı, takip ve tedavi yöntemi, malzeme ve cihazları geliştirmektir. Bu bilim dalında, teknolojinin hızlı ilerlemesi nedeniyle sürekli bir değişim ve yeni bilim alanlarının oluşumu söz konusudur. Biyomedikal mühendisliğinin köklü uzmanlık alanlarından bazıları şunlardır: biyomedikal cihazlar, biyomalzeme, biyomekanik, hücre, doku ve genetik mühendisliği, klinik mühendisliği, tıbbi görüntüleme, ortopedik cerrahi, rehabilitasyon mühendisliği ve sistem fizyolojisi. Bu uzmanlık alanları birbirlerine bağlıdır ve genellikle, uygulamalı bir alanda çalışan bir biyomedikal mühendisi diğer alanlarda çalışan biyomedikal mühendislerinin toplandıkları bilgileri kullanır. Örneğin, yapay bir kalça tasarımına anatomi, kemik biyomekaniği, yürüme analizi ve biyomateryal uyumluluk çalışmaları büyük ölçüde yardımcı olmaktadır. Kalçaya uygulanan kuvvetler protezin tasarımda ve malzeme seçiminde göz önüne alınır. Benzer şekilde, felçli bir kası elektriksel olarak uyarıp kontrollü bir şekilde hareket etmesini sağlayacak sistemlerinin tasarımı insan kas-iskelet sisteminin davranış bilgisini kullanır. Bu cihazlarda kullanılan uygun malzemenin seçimi biyomalzeme mühendisinin ilgi alanı içindedir.

"Biyomedikal Mühendisi ihtiyacı büyüyor"
Sempozyum Onur Kurulu Üyesi Elektrik Mühendisi Orhan Örücü açılış konuşmasında, 23 üniversitede biyomedikal mühendisliği ve biyomedikal cihaz teknolojisi ile ilgili eğitim çalışmaları olduğunu kaydederek, "Biyomedikal Mühendisliği eğitimine 2006-2007 öğretim yılında 53 yeni kayıt yaptırılmış olup, okuyan öğrenci sayısı 319 kişi, geçen yıl mezun sayısı ise 46 kişidir. Yüksek lisans alanına yeni kayıt yaptıran 28, okuyan 77, mezun sayısı ise 6 kişidir. Doktora alanında ise yeni kayıt yaptıran 2 kişi, okuyan 13 kişi mezun 1 kişidir" dedi.
Sektörün parasal hacminin ülkemizde 4 milyar ABD doları mertebesinde yükseldiğine dikkat çeken Örücü, biyomedikal sistemlerin tasarım ve geliştirme faaliyetlerinin yanı sıra sistemlerin verimli kullanılmasında görev alacak teknik bilgi birikimine sahip elemanlara duyulan gereksinimin her geçen gün artmakta olduğunun da altını çizdi.
Sempozyumun davetli bildirileri, alanın dünyaca önemli isimleri Prof. Dr. Sergio Cerutti, Prof. Dr. Andrew F. Laine, Prof. Dr. Olaf Dossel, Prof. Dr. Dominique M. Durand ve Prof. Dr. Jose Principe tarafından sunuldu.

Biyomedikal Mühendislerinin Faaliyet Alanları

Biyomedikal mühendislerine özgü faaliyetler oldukça geniş bir yelpazeye yayılır ve bunlardan bazıları şunlardır:

Yapay organlar (işitme, kalp pili, yapay böbrek ve kalp, kan oksijenlendiricileri, sentetik kan damarları, eklemler, kollar ve bacaklar).
Otomatik hasta izleme (ameliyat sırasında ya da yoğun bakımda, uzaydaki astronotlarda veya derinlere dalan dalgıçlarda olduğu gibi sağlıklı kişilerden olağandışı ortamlarda).
Kan kimyası algılayıcıları (potasyum, sodyum, O2, CO2, ve pH).
Gelişmiş tedavi ve cerrahi cihazlar (göz ameliyatında kullanılan lazer sistemi, otomatikleştirilmiş insülin pompaları, vb.)
Uzman sistemler ve yapay zekânın klinik karar vermede uygulamaları (hastalıkların teşhisi için bilgisayar tabanlı sistemler).
Optimal klinik laboratuvarlar tasarımı (kan örneklerinin bilgisayarlı analizi, kardiyak kateterizasyon laboratuvarı, vb.).
Tıbbi görüntüleme sistemleri (ultrason, bilgisayar destekli tomografi, manyetik rezonans görüntüleme, pozitron emisyon tomografi, vb.).
Fizyolojik sistemlerin bilgisayar modellemesi (kan basıncı kontrolü, böbrek fonksiyonları, görsel ve işitsel sinir devreleri, vb.).
Biyomalzeme tasarımı (yapay implant malzemelerinin mekanik, ulaşım ve biyouyumluluk özellikleri).
Yaralanma biyomekaniği ve yara iyileşmesi (yürüme analizi, büyüme faktörleri, vb. uygulamalar).
Spor hekimliği (rehabilitasyon, dış destek aygıtları, vb.).

Ülkemizde, sağlık sektörüne hizmet sunan üretici ve tedarikçi firmaların yanı sıra Biyomedikal Mühendislerinin Sağlık Bakanlığı’na bağlı hastanelerin 200 yatak kapasiteli olanlarına ve özel hastanelerin ise 100 yatak ve üzeri kapasiteli olanlarında en az 1 Biyomedikal Mühendisi istihdam zorunluluğu getirilmiştir (27.07.2011 tarih ve 24472 sayılı Resmi Gazete; 22.03.2002 tarih ve 24708 sayılı Resmi Gazete).

Biyomedikal Mühendislerinin sağlık sektöründe çalışma olanakları göz önüne alındığında, diğer mühendislik alanlarında yeni mezun mühendislere göre daha kolay ve yüksek ücretli iş bulma fırsatlarına sahip olabilmektedir.

"Biyomedikal Mühendislerinin En Son Yaptığı Önemli Çalışmalar"

"Görüntüleme teknolojisi gelişiyor"

Milan Teknik Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Sergio Cerutti, mühendislik metotlarını tıpta ve biyolojide kullandıklarını ve tüm vücuttan görüntüleri inceleyerek kişisel tanıyı koyabildiklerini anlattı. Kalp krizi, hipertansiyon, enfarktüs tespiti, nedeni ve tanısını elde edilen görüntüler vasıtasıyla tespit edebildiklerine işaret eden Cerutti, kişisel tanı konulduktan sonra tedaviye başlandığını bildirdi.

Dört boyutlu ultrason

Colombia Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Andrew F. Laine de yaptığı son çalışma olan kalp kaslarındaki gerginliğin hesaplanması konusunda bilgi verdi. Dört boyutlu kalp ultrasonu çalışmalarının da test aşamasında olduğunu bildiren Laine, "Dört boyutlu ultrasonda daha doğru tanıyı bulmak için parametreler bulunuyor. Dört boyutlu ultrason görüntüsü ile kalp kaslarındaki gerilmeler de hesaplanabiliyor" dedi. Bir başka çalışmasının da böbreklerin hangi bölüme ne kadar kan gittiğinin tespiti olduğunu ifade eden Laine, bu metotla böbrekteki hastalığın tanısının kısa sürede konulabildiğini, tanı konmada gecikme nedeniyle kişilerin diyalize girmesinin önlenebileceğini söyledi.

Teknoloji kalp ritmini düzenliyor

Almanya`nın Kalsruhe Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği öğretim üyesi Prof. Dr. Olaf Dössel de insanlara mühendislik metodunu kullanarak yardım etmeye çalıştıklarını bildirdi.
Kalp ritm bozuklukları konusunda çalışmalar yaptıklarını anlatan Dössel, kalbin aşırı hızlı çarpmasının milyonlarca insanda sıkıntıya yol açtığını vurguladı. Özellikle kalbin sağ bölümündeki aşırı çarpmanın hastanın ölümüne dahi yol açabildiğine işaret eden Dössel, elde edilen bir bilgisayar metodu aracılığıyla hastalığın genel tanısının konulabildiğini belirtti. Dössel, buldukları yöntemle kalp ritmini düzenlediklerini sözlerine ekledi.

Sara hastalığının tedavisinde olumlu gelişme

ABD‘nin Ohio eyaletinde bulunan Case Western Reserve Üniversitesi Sinir Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Dominique M. Durand ise mühendislik teknikleri kullanılarak sara ve inme hastalığının tedavisinde olumlu gelişmeler elde edildiğini bildirdi. Durand, mühendislik teknolojisi kullanılarak sara ve inme hastalığının tedavisinde önemli aşamalar katedildiğini belirtti. Sara hastalığına neden olan beyindeki hücrelere elektrik verilerek tedavinin yapılabildiğini vurgulayan Durand, "Hareketliliği sağlamak için elektrotları beyne yerleştiriyoruz ve elektrik vererek beyindeki hücrelerin hareketliliğini sağlıyoruz. Bu sayede de sara hastası olan bir kişi normal yaşamına kavuşabiliyor" dedi.