Biyomedikal Mühendisliği. Prof. Dr. Mehmet Emin Şengün ÖZSÖZ Gediz Üniversitesi, Biyomedikal Müh. Bölümü Başkanı

Biyomedikal Mühendisliği

Prof. Dr. Mehmet Emin Şengün ÖZSÖZ

Gediz Üniversitesi, Biyomedikal Müh. Bölümü Başkanı

• Biyomedikal mühendisliği

• Biyomedikal mühendisi, sağlık sektörü ile işbirliği içinde çalışarak, yaşam kalitesini iyileştirmek üzere cihaz, aygıt ve yazılım geliştirir.

Biyomedikal Mühendisliği Tanımı

Biyomedikal Mühendisliği Kapsamı

BİYOMALZEME BİYOROBOTİK

SİNYAL İŞLEME

YAPAY ORGANLAR

BİYOMEKANİK

KÖK HÜCRE

GÖRÜNTÜLEME NANOTIP

BİYOSENSÖRLER

İLAÇ SALIMI

BİYOMEDİKAL

MÜHENDİSLİĞİ

Modelleme ve Simülasyon

Kimya, fizik ve matematik modellerinin ve bilgisayar simülasyonlarının;

• Hastalıkların nedenlerinin araştırılmasında

• İlaçların tesirlerinin ölçülmesinde

• Yeni sistem ve yaklaşımların (ilaç ve terapilerin) denenmesinde kullanılması işiyle uğraşır.

Ölçüm Teknikleri

Fizyolojik sinyallerin tespiti, ölçülmesi ve izlenmesi

• Biyosensörler ve biyomedikal enstrümanların kullanımı

1903

2003

Kablosuz EKG

Biyosinyal Analizi

İşarer işleme tekniklerinin biyosinyallerde kullanılması

• Fonokardiyogram (PCG), EKG, karotid

atardamarından alınan sinyaller (CP) beraberce işlenerek kalpte anatomik bir problemin olup olmadığı teşhis edilebilmektedir.

• İşaret işleme

PCG

EKG

CP

Biomedical Signal Analysis Textbook, R. Rangayyan

Biyoinformatik

Tıp ve biyolojide veri

toplamak ve analiz etmek için bilgisayarla araçlar geliştirmek ve bunları kullanmak

• Gen dizinlerinin veritabanında araştırılması

• Hasta bilgilerinin

değerlendirilmesinde ve klinikte karar verme işinde analiz yapılması

Biyo BiyoMikroElektroMekanik Sistemler (BioMEMS)

Mekanik elemanların, sensörlerin ve elektronik devrelerin silikon bir çipin üzerinde bir araya getirilmesi ve bunların tıp ve biyolojide kullanılması

• Minik robot cerrahi operatörleri

• Vücudun ihtiyacına göre ilaç salımı gerçekleştirmek üzere minik cihazlar

Biyomalzeme

Yaşayan dokularla devamlı

etkileşim halinde olan implant ve cihazlarda kullanılacak maddelerin geliştirilmesi

• Diz ve omuz implantları

• Diş implantları

Yüzey modifikasyonu ile belirli

proteinlerin yüzeye bağlanmasının

yada bağlanmamasının sağlanması

Biyomekanik

• Mekanik prensiplerinin biyoloji ve tıbba

uygulanması

• Akışkanlar dinamiğinin kan dolaşımının anlaşılmasında kullanılması

• Yapay kalp tasarımında bu prensipler kullanılmıştır.

• Eklem mekaniği protezlerin

tasarımında kullanılıyor.

Klinik Mühendisliği

Yaşayan organizmalarda veya parçalarında değişiklikler

yaparak bitki veya hayvanları geliştirmek

• Yapay organlar

• Suni dokular

Suni deri üretme aparatı (Londra İleri Doku Bilimleri)

Klinik Uygulamalar

• Hasta bakımının desteklenmesi ve geliştirilmesi;

aktarılması

• Hastane ve endüstride faaliyet gösterirler

• Hastanedeki cihazların randımanlı ve güvenli bir şekilde çalışması

• Cihazların hastane ve sağlık personelinin ihtiyaçlarına cevap verebilmesi

• Cihazların geliştirilmesi, satışı ve satış sonrası desteği ile uğraşırlar.

Rehabilitasyon Mühendisliği

Engellilerin hayat kalitesini arttırmaya yönelik çalışmalar

• Alternatif iletişim cihazları,

• Bilgisayar kullanımlarının arttırılması,

• Tekerlekli sandalye tasarımı

Görüntü İşleme

• X-ışınları, ultrason, MR, CT ve diğer görüntüleme teknikleri

• Görüntü alma sistemlerinin geliştirilmesi

• Görüntü işleme algoritmalarının geliştirilmesi

• Multimedya bilgi-işlem sistemlerinin biyomedikal alanda kullanılması

Üç boyutlu görüntüleme

• Otomatik tespit algoritmaları

• Görüntü destekli ameliyat tekniklerinin geliştirilmesi

Diğer Araştırma Alanları

Teletıp

• Tıpla alakalı uzaktan öğrenme

• Eğitim ve hasta görülmesinde telekonferans yöntemleri

• Uzaktan ameliyat

Sinir hücrelerine dayalı sistemler ve mühendislik

• Felçli hastalardaki bazı kasların elektriksel uyarılması ile ayakta durabilmeye yardım edilmesi

• Motor korteksten üretilen sinyaller tarafından kontrol edilen robot kolları

Türkiye’de Biyomedikal Mühendisliği

Biyomedikal Mühendisliği eğitimi mezunlarının yıllara göre dağılımı

Biyomedikal Mühendislerinin İstihdamı ve İhtiyacı

• İleri teknoloji ürünü tıbbi cihazların satın alınması, kullanımı ve çalışır halde tutulması önemli bir sorundur. 

• Elektrik-elektronik, mekanik ve bilgisayar teknolojisinin tıbba

uygulanması sonucu tıbbi cihazlar daha karmaşık bir hal almıştır. 

 Bunların geliştirilmesi, üretimi, eğitimi başlı başına bir bilim dalı olmuştur.

Biyomedikal Mühendislerinin İstihdamı ve İhtiyacı

• Gereksiz ve zamansız alınan tıbbi cihazların hastanelerde ciddi maddi

yük getirmesinin yanı sıra, teknolojiyi kullanan hekimler ile bunları üreten teknik elemanlar arasında koordinasyonu sağlayacak, olayları hem hekim hem de mühendislik açısından değerlendirebilecek Biyomedikal Mühendislerine ...

• Ayrıca, biyomedikal malzeme, biyomedikal cihaz üretimi vb

konularda dışa bağımlılığın azalabilmesi için üretimi ülkemizde gerçekleştirebilecek bilimsel alt yapının oluşturulabilmesi adına Biyomedikal Mühendislerine ihtiyaç duyulmaktadır.

Biyomedikal Mühendislerinin İstihdamı ve İhtiyacı

2004 yılı verilerine göre, ülkemizdeki kamu ve özel

hastanelerinin toplamı 1190 adet ve toplam yatak kapasiteleri ise 171.620’dir.

Buna göre ;

• Sadece hastanelerde istihdam edilmesi gereken Biyomedikal Mühendisi sayısı 1750 civarındadır.

• 2013 yılı itibariyle sağlık kurumları sayısındaki hızlı artış dikkate alındığında, Biyomedikal Mühendisliğine olan ihtiyacın en az iki kat daha arttığı söylenebilir.

‘Beş Bin Biyomedikal Mühendisi Lazım’

Türkiye’nin, lensten implanta, ortopedik cihazlardan ameliyat malzemelerine kadar sağlıkta kullanılan her türlü biyomedikal üründe yüzde 80 dışa bağımlı olduğu bildirildi.

Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanı Prof. Dr.

Feramuz Özdemir, Türkiye’nin biyomedikal ürünlerde dışa bağımlı olduğuna dikkati çekerek, “Biyomedikal ürünler, mühendislik ile tıbbın izdivacının çocukları. Ne yazık ki, bu alanda Türkiye’den dış ülkelere ciddi bir para kaçağı söz konusu.” dedi. (Mediamagazin 2012)

2003-2023 Teknoloji Politikaları Strateji Belgesi

YAŞAM KALİTESİNİN YÜKSELTİLMESİ Sağlık ve Yaşam Bilimleri Alanında Yetkinleşme

1. İnsan sağlığını korumak ve tedavi amacıyla, ‘rekombinant DNA teknolojisi’ kullanarak yeni moleküller geliştirebilmek ve bu molekülleri temel alan aşı ve ilaçlar geliştirip üretebilmek.

2. İlaçların hedeflenen etkiyi hedeflenen noktada (örneğin, sadece hedef alınan kanserli hücrelerde) yaratabilmesi için, yeni, ‘kontrollü ilaç salım sistemleri’ ile ‘ilaç taşıyıcı sistemler’

geliştirebilmek.

3. Yeni moleküler simülasyon modelleri ve bilgisayar destekli ilaç tasarım [CADD] teknikleri kullanarak özgün bileşikler tasarlayabilmek; ve ‘kombinatoryal kimya’ ile ‘HTS [high throughput screening]’ teknikleri gibi yeni teknikler kullanarak, çok daha hızlı ve ucuza, ilaç adayları

belirleyerek yeni ilaçlar geliştirebilmek.

4. Hücre ve gen tedavisi yöntemleri ile dejeneratif hastalıkları tedavi becerisi kazanmak.

2003-2023 Teknoloji Politikaları Strateji Belgesi

5. Vücut parametrelerinin dolaştıkları damardan takibine ve mikro müdahalelerle arterioskleroz gibi patolojik durumların düzeltilmesine imkân sağlayan mikro cihazlar geliştirebilmek.

6. Çok işlevli yeni tıbbi görüntüleme cihaz ve sistemleri geliştirip üretebilmek.

7. Nükleik asit, protein ve antikor gibi moleküler biyolojik ve genetik sarf malzemelerini üreten ve tanı amaçlı kullanan cihazları geliştirip üretebilmek.

8. Düşünce kontrollü, öğrenen ve kendini uyarlayan yapay uzuv ve eklemler ve biyo-uyumlu yapay duyu organları (göz, kulak, burun) geliştirip üretebilmek.

10. Uzaktan sağlık hizmetleri verilebilmesine imkan sağlayacak, uzaktan hasta izleme cihaz ve sistemlerini geliştirip üretebilmek (bu kapsamda, kalp ve akciğer

fonksiyonlarını uzaktan ve gerçek zamanlı olarak izlemeye ve müdahale etmeye yarayan sistemlerin geliştirilmesi.

Kaynaklar

• 2023 Türkiye Vizyonu, Teknoloji Öngörü Panelleri Raporları ve Makina ve Malzeme Paneli ile Tekstil Paneli öncülüğünde yapılmış olan “2023 Dünyasında Türkiye” Çalıştayı sonuç

dokümanından alınmıştır.

• O. Koçak, O Eroğul, Z. Telatar, “Türkiye’de Biyomedikal Mühendisliği Eğitimi ve

İhtiyacı”,TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası Ankara Şubesi Haber Bülten, pp 4 – 5, sayı 2008/6, 2008.

• Sağlık Bakanlığı Tedavi Hizmetleri Genel Müdürlüğü Kamu ve Özel Hastane Verileri, 2004.

• A. Koçoğlu, O. Koçak, O.Eroğul, “Türkiye’de Biyomedikal Mühendisliğine Geçiş, Klinik Mühendisliği Uygulamaları ve Eğitim Sistemi Entegrasyonu” , BİYOMUT 2009 (14.

Biyomedikal Mühendisliği Ulusal Toplantısı), S. Bil. Kodu: 2A2,20 -24 Mayıs 2009, İzmir.

• http://dokuman.osym.gov.tr/pdfdokuman/2013/OSYS/Tablo4.pdf

• http://t.co/9EhEoYaZ6U Dünyada Biyomedikal Mühendisliği