مهندسی پزشکی

مهندسی پزشکی

مهندسی زیست پزشکی زیرمجموعه ای از مهندسی زیستی است که از بسیاری از اصول مشابه استفاده می کند، اما بیشتر بر کاربردهای پزشکی پیشرفت های مهندسی مختلف تمرکز دارد. برخی از کاربردهای مهندسی زیست پزشکی عبارتند از:

بیومتریال - طراحی مواد جدید برای کاشت در بدن انسان و تجزیه و تحلیل تأثیر آنها بر بدن.

مهندسی سلولی – طراحی سلول‌های جدید با استفاده از DNA نوترکیب و توسعه روش‌هایی که به سلول‌های طبیعی اجازه می‌دهد به مواد زیستی کاشته‌شده مصنوعی بچسبند.

مهندسی بافت - طراحی بافت‌های جدید از بلوک‌های ساختمانی بیولوژیکی پایه برای تشکیل بافت‌های جدید

اندام های مصنوعی - کاربرد مهندسی بافت برای کل اندام ها

تصویربرداری پزشکی - تصویربرداری از بافت ها با استفاده از اسکن CAT، MRI، سونوگرافی، اشعه ایکس یا سایر فناوری ها

اپتیک پزشکی و لیزر - کاربرد لیزر در تشخیص و درمان پزشکی

مهندسی توانبخشی - طراحی دستگاه ها و سیستم های مورد استفاده برای کمک به معلولان

رابط انسان و ماشین - کنترل ربات‌های جراحی و سیستم‌های تشخیصی و درمانی از راه دور با استفاده از ردیابی چشم، تشخیص صدا و کنترل‌های ماهیچه‌ای و امواج مغزی

عوامل انسانی و ارگونومی – طراحی سیستم هایی برای بهبود عملکرد انسان در طیف وسیعی از کاربردها

تصویربرداری زیست پزشکی و اپتیک

تصویربرداری زیست پزشکی

تصویربرداری زیست پزشکی پیشرفته

تصویربرداری زیست پزشکی و پردازش تصویر

بیوسیگنال ها و تصویربرداری زیست پزشکی

تصویربرداری و تشخیص زیست پزشکی

تصویربرداری و سیگنال های زیست پزشکی

طیف سنجی و تصویربرداری زیست پزشکی

تصویربرداری عصبی

تصویربرداری پرتویی

سیستم های تصویربرداری رادیوگرافی

سیستم های تصویربرداری انتشار

تصویربرداری پزشکی

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

انسفالوگرافی مغناطیسی

ادغام تصویر

هوش مصنوعی در آینده در فیزیک پزشکی

هوش مصنوعی (AI) در دهه گذشته رشد فوق العاده ای داشته است و صنعت پزشکی را مختل می کند. در پزشکی، این در تصویربرداری پزشکی و سایر رشته های پزشکی دیجیتالی به کار رفته است، اما در زمینه های سنتی تر مانند فیزیک پزشکی، پذیرش هوش مصنوعی هنوز در مراحل اولیه است. اگرچه پیش‌بینی می‌شود هوش مصنوعی در برخی وظایف بهتر از انسان باشد، با رشد سریع هوش مصنوعی، نگرانی‌های فزاینده‌ای برای استفاده از آن وجود دارد. تمرکز این مقاله بر روی چشم انداز فعلی و کاربردهای بالقوه هوش مصنوعی در آینده در فیزیک پزشکی و رادیوتراپی است. موضوعات مربوط به هوش مصنوعی برای کسب تصویر، تقسیم‌بندی تصویر، ارائه درمان، تضمین کیفیت و پیش‌بینی نتیجه و همچنین تعامل بین انسان و هوش مصنوعی بررسی خواهد شد. این بینشی را در مورد چگونگی رویکرد و استفاده از فناوری برای افزایش کیفیت عملکرد بالینی ارائه می دهد.

کلمات کلیدی: هوش مصنوعی، فیزیک پزشکی، رادیوتراپی، اکتساب تصویر، تقسیم بندی تصویر، برنامه ریزی درمانی، ارائه درمان، تضمین کیفیت

تصویربرداری پزشکی

تصویربرداری پزشکی تکنیک و فرآیند تصویربرداری از داخل بدن برای تجزیه و تحلیل بالینی و مداخله پزشکی و همچنین نمایش بصری عملکرد برخی از اندام ها یا بافت ها (فیزیولوژی) است. تصویربرداری پزشکی به دنبال آشکارسازی ساختارهای داخلی پنهان شده توسط پوست و استخوان و همچنین تشخیص و درمان بیماری است. تصویربرداری پزشکی همچنین پایگاه داده ای از آناتومی و فیزیولوژی طبیعی ایجاد می کند تا امکان شناسایی ناهنجاری ها را فراهم کند. اگرچه تصویربرداری از اندام ها و بافت های برداشته شده را می توان به دلایل پزشکی انجام داد، چنین روش هایی معمولاً به جای تصویربرداری پزشکی بخشی از آسیب شناسی در نظر گرفته می شوند.

به عنوان یک رشته و در گسترده ترین معنای آن، بخشی از تصویربرداری بیولوژیکی است و شامل رادیولوژی است که از فناوری های تصویربرداری رادیوگرافی اشعه ایکس، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، سونوگرافی، آندوسکوپی، الاستوگرافی، تصویربرداری لمسی، ترموگرافی، عکاسی پزشکی و هسته ای استفاده می کند. تکنیک‌های تصویربرداری عملکردی پزشکی مانند توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) و توموگرافی کامپیوتری انتشار تک فوتون (SPECT).

روش‌های اندازه‌گیری و ضبط که اساساً برای تولید تصاویر طراحی نشده‌اند، مانند الکتروانسفالوگرافی (EEG)، مغناطیسی مغزی (MEG)، الکتروکاردیوگرافی (ECG) و سایر روش‌ها، نشان‌دهنده فناوری‌های دیگری هستند که داده‌های حساس به نمایش را به عنوان نمودار پارامتر در مقابل زمان یا نقشه‌ها تولید می‌کنند. که حاوی داده های مربوط به مکان های اندازه گیری است. در یک مقایسه محدود، این فناوری ها را می توان اشکال تصویربرداری پزشکی در رشته دیگری در نظر گرفت.

تا سال 2010، 5 میلیارد مطالعه تصویربرداری پزشکی در سراسر جهان انجام شده است.[1] قرار گرفتن در معرض تشعشع از تصویربرداری پزشکی در سال 2006 حدود 50٪ از کل قرار گرفتن در معرض پرتوهای یونیزان در ایالات متحده را تشکیل می داد.[2] تجهیزات تصویربرداری پزشکی با استفاده از فناوری صنعت نیمه هادی، از جمله تراشه های مدار مجتمع CMOS، دستگاه های نیمه هادی قدرت، حسگرهایی مانند حسگرهای تصویر (به ویژه سنسورهای CMOS) و حسگرهای زیستی، و پردازنده هایی مانند میکروکنترلرها، ریزپردازنده ها، پردازنده های سیگنال دیجیتال، پردازنده های رسانه و ... تولید می شوند. دستگاه های سیستم روی تراشه تا سال 2015، محموله های سالانه تراشه های تصویربرداری پزشکی بالغ بر 46 میلیون واحد و 1.1 میلیارد دلار بوده است.[3]

اغلب تصور می شود که تصویربرداری پزشکی مجموعه ای از تکنیک ها را تعیین می کند که به صورت غیرتهاجمی تصاویری از جنبه داخلی بدن تولید می کنند. در این مفهوم محدود، تصویربرداری پزشکی را می توان به عنوان راه حل مسائل معکوس ریاضی در نظر گرفت. این بدان معنی است که علت (خواص بافت زنده) از اثر (سیگنال مشاهده شده) استنتاج می شود. در مورد سونوگرافی پزشکی، پروب شامل امواج فشار اولتراسونیک و پژواک است که برای نشان دادن ساختار داخلی به داخل بافت می رود. در مورد رادیوگرافی پروجکشنال، کاوشگر از تابش اشعه ایکس استفاده می کند که با سرعت های مختلف توسط انواع مختلف بافت مانند استخوان، ماهیچه و چربی جذب می شود.

اصطلاح "غیر تهاجمی" برای اشاره به روشی استفاده می شود که در آن هیچ ابزاری به بدن بیمار وارد نمی شود، که در مورد اکثر تکنیک های تصویربرداری استفاده می شود.

فهرست

1 انواع

1.1 رادیوگرافی

1.2 تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

1.3 پزشکی هسته ای

1.4 سونوگرافی

1.5 الاستوگرافی

1.6 تصویربرداری فوتوآکوستیک

1.7 توموگرافی

1.8 اکوکاردیوگرافی

1.9 طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز عملکردی

1.10 تصویربرداری ذرات مغناطیسی

2 در بارداری

3 به حداکثر رساندن استفاده از روش تصویربرداری

4 ایجاد تصاویر سه بعدی

5 تصویربرداری غیر تشخیصی

6 آرشیو و ضبط

6.1 DICOM

6.2 فشرده سازی تصاویر پزشکی

6.3 تصویربرداری پزشکی 

7 استفاده در آزمایشات بالینی دارویی

8 محافظ

9 حفاظت از حریم خصوصی

10 صنعت

دکتری مهندسی زیست پزشکی

این رشته در هر دو زمینه کلاسیک و نوظهور مهندسی زیست پزشکی در حال پیشرفت است. این رشته یک مسیر تحقیقاتی اصلی متمایز را تشکیل داده است، از جمله مهندسی عصبی، تصویربرداری پزشکی، پزشکی میکرو نانو، و مهندسی بافت، دستگاه‌های پزشکی.

مهندسی اعصاب یک موضوع بین رشته ای از علوم اعصاب مدرن، الکترونیک و علم اطلاعات است. این سازمان متعهد به درک مکانیسم‌های عصبی پشت هوش بیولوژیکی، ارائه ایده‌های جدید برای نسل بعدی الگوریتم‌های هوش مصنوعی، و ارائه روش‌ها و بسترهای جدید برای تشخیص، درمان و توانبخشی بیماری‌های عصبی است.

پزشکی میکرو نانو و مهندسی بافت موضوعی میان رشته ای از علوم زندگی مدرن، پزشکی و فناوری میکرو نانو است. این شرکت متعهد به توسعه تراشه‌های زیستی برای ارائه یک پلت فرم جدید و روش جدید برای پیش‌بینی شخصی، پیشگیری و تشخیص بیماری‌های اصلی، و توسعه سیستم‌های کارآمد تحویل نانودارو، و ساخت بافت‌های مصنوعی بیومیمتیک و مواد بیولوژیکی با کارایی بالا است.

تصویربرداری پزشکی یک رشته میان رشته ای از علوم زندگی مدرن، پزشکی، الکترونیک و علوم کامپیوتر و همچنین یکی از مهم ترین روش های تشخیص بالینی است. متعهد به ارائه روش‌ها و شاخص‌های جدید برای تشخیص زودهنگام، غیرتهاجمی و پویا بیماری‌های عمده مانند تومورها، بیماری‌های قلبی عروقی و عروق مغزی است.

ابزار دقیق پزشکی موضوعی میان رشته ای از علوم زندگی مدرن، پزشکی، شیمی، ماشین آلات، الکترونیک و علوم کامپیوتر است. این سازمان متعهد به تحقیق و توسعه ابزارها و تجهیزات پزشکی نوآورانه است که نه تنها در خدمت تشخیص، درمان و توانبخشی بیماری‌های اصلی است، بلکه در خدمت تحقیقات پایه علوم زیستی است.

مهندسی زیست پزشکی

مهندسی پزشکی

مهندسی زیست پزشکی زیرمجموعه ای از مهندسی زیستی است که از بسیاری از اصول مشابه استفاده می کند، اما بیشتر بر کاربردهای پزشکی پیشرفت های مهندسی مختلف تمرکز دارد. برخی از کاربردهای مهندسی زیست پزشکی عبارتند از:

بیومتریال - طراحی مواد جدید برای کاشت در بدن انسان و تجزیه و تحلیل تأثیر آنها بر بدن.

مهندسی سلولی – طراحی سلول‌های جدید با استفاده از DNA نوترکیب و توسعه روش‌هایی که به سلول‌های طبیعی اجازه می‌دهد به مواد زیستی کاشته‌شده مصنوعی بچسبند.

مهندسی بافت – طراحی بافت‌های جدید از بلوک‌های ساختمانی بیولوژیکی پایه برای تشکیل بافت‌های جدید

اندام های مصنوعی - کاربرد مهندسی بافت در کل اندام ها

تصویربرداری پزشکی - تصویربرداری از بافت ها با استفاده از اسکن CAT، MRI، سونوگرافی، اشعه ایکس یا سایر فناوری ها

اپتیک پزشکی و لیزر - کاربرد لیزر در تشخیص و درمان پزشکی

مهندسی توانبخشی - طراحی دستگاه ها و سیستم های مورد استفاده برای کمک به معلولان

رابط انسان و ماشین - کنترل ربات‌های جراحی و سیستم‌های تشخیصی و درمانی از راه دور با استفاده از ردیابی چشم، تشخیص صدا و کنترل‌های ماهیچه‌ای و امواج مغزی

عوامل انسانی و ارگونومی – طراحی سیستم هایی برای بهبود عملکرد انسان در طیف وسیعی از کاربردها

آنژیوگرافی و رادیولوژی

رشد رادیولوژی

روندهای فعلی در رادیولوژی

هزینه و ارزش در رادیولوژی

بازار رادیولوژی

روندهای صنعت رادیولوژی

نقش تصویربرداری Annexin A5 در درمان سرطان

تشخیص سرطان سینه با غربالگری ماموگرافی

اسکن PET/CT برای سرطان

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی چند پارامتری (MP-MRI) در مدیریت سرطان پروستات

پیش آگهی سرطان

نقش CT، MRI، US و PET در تصویربرداری سرطان کبد

تصویربرداری پزشکی جراحی را کاهش می دهد

پیشرفت در تصویربرداری شکم

آنژیوگرافی توموگرافی کامپیوتری

درمان انکولوژی

درمان سرطان پروستات

درمان سرطان ریه

پیشرفت در تکنیک ها و کاربردهای MRI

ماموگرافی دیجیتال برای سرطان سینه

پیشرفت در ریه مداخله ای تشخیصی.

پیشرفت در تصویربرداری ماموگرافی

پیشرفت در تصویربرداری از سلول های گانگلیونی شبکیه

تصویربرداری OCT شبکیه

تصویربرداری تشدید مغناطیسی پیشرفته

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

تشدید مغناطیسی هسته ای

اصول تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

تکنیک های جدید تجزیه و تحلیل داده های MRI و اجرای آنها

اجرای تکنیک های آنالیز MRI ایجاد شده

ادغام نرم افزار تصویربرداری پزشکی منبع باز شخص ثالث با r

مدیریت داده ها، تجزیه و تحلیل و کاوی

تکنیک های خودکار برای کنترل کیفیت

تجسم داده های تصویربرداری پزشکی و/یا نتایج مدل سازی

اپتیک زیست پزشکی

1 بیوانفورماتیک

2 بیومکانیک

3 مواد بیولوژیکی

4 اپتیک زیست پزشکی

5 مهندسی بافت

6 مهندسی ژنتیک

7 مهندسی عصب

8 مهندسی داروسازی

9 تجهیزات پزشکی

9.1 تصویربرداری پزشکی

9.2 ایمپلنت

9.3 بیونیک

9.4 حسگرهای پزشکی

10 مهندسی بالینی

11 مهندسی توانبخشی

تصویربرداری پزشکی

موضوعات مرتبط

تصویربرداری از استخوان

تصویربرداری از مغز

آندوسکوپی

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

تصویربرداری مولکولی

رادیوگرافی

تصویربرداری از رادیونوکلئید

تصویربرداری سه بعدی

توموگرافی