Ingegneria biomedica
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L' Ingegneria biomedica è una branca dell' ingegneria che utilizza le metodologie e le tecnologie proprie dell’ingegneria al fine di comprendere, formalizzare e risolvere problematiche di interesse medico-biologico, mediante una stretta collaborazione degli specialisti dei vari settori coinvolti.
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[modifica] L'ingegnere biomedico
Per poter svolgere il proprio lavoro l'ingegnere biomedico deve, non soltanto conoscere i metodi e gli strumenti dell'ingegneria classica, ma anche le problematiche nei campi della medicina e della biologia.
L'ingegnere biomedico deve infatti fornire la propria collaborazione a partire dalla fase di studio del problema medico-biologico, in modo da poter avere una visione globale completa e non presentata a posteriori da medici o biologi.
Per questo motivo la preparazione dell'ingegnere biomedico deve necessariamente comprendere conoscenze di anatomia, biologia, fisiologia, patologia; oltre ovviamente alle conoscenze ingegneristiche di base come matematica, fisica, meccanica, chimica, energetica, elettronica, informatica e gestionale.
[modifica] Settori di applicazione
L'ingegnere biomedico lavora in differenti settori dell'ingegneria, dallo sviluppo, alla progettazione, alla organizzazione.
[modifica] Sviluppo
L'ingegnere biomedico sviluppa:
- metodi di analisi per sistemi biologici molto complessi, per poterli semplificare utilizzando modelli artificiali
- metodi di analisi e acquisizione di segnali che provengono dai sistemi biologici, per poterli codificare con una strumentazione adatta.
- si occupa anche della sicurezza relativa ai dispositivi medici e quindi dovrebbe conoscere le normative vigenti
[modifica] Progettazione
L'ingegnere biomedico progetta:
- appararecchiature elettromedicali per la diagnosi, la terapia e la riabilitazione
- organi artificiali e protesi
- sistemi informativi dedicati alla sanità e alla telemedicina
[modifica] Organizzazione
L'ingegnere biomedico organizza:
- l'uso e la manutenzione della strumentazione biomedica
- l'organizzazione dei reparti e delle aziende ospedaliere
[modifica] Ambiti di lavoro
[modifica] Strumentazione biomedica
L'ambito della strumentazione biomedica si occupa della progettazione, sviluppo, realizzazione e test di dispositivi meccanici e/o elettronici da applicare in ambito clinico, o altrimenti come ausilio all'attività di ricerca nelle scienze biologiche e fisiologiche.
La strumentazione biomedica può essere suddivisa in vari settori a seconda della modalità di classificazione scelta, ossia in base allo scopo clinico, al campo di applicazione, alla zona dell'organismo interessata, al tipo di analisi effettuata o alla fonte di energia utilizzata. In riferimento alla prima modalità citata, l'ambito clinico, la strumentazione può essere
- diagnostica
- terapeutica
- riabilitativa
Sebbene non esista una distinzione netta fra i tre campi, è opportuno operare tale suddivisione per un'analisi più sistematica dell'argomento e perché si tratta di una distinzione centrata sulla figura del paziente e sulle sue esigenze.
[modifica] Strumentazione diagnostica
Nella seguente categoria sono incluse per lo più le apparecchiature utilizzate in medicina nucleare e radiologia che sfruttano tecniche di imaging a scopo diagnostico.
Tra gli esempi più rappresentativi ricordiamo la radiografia a raggi X, la tomografia computerizzata (TC), l'imaging a risonanza magnetica (MRI), la tomografia ad emissione di positroni (PET), la tomografia computerizzata ad emissione di singolo fotone (SPECT), gli ultrasuoni ecc...
[modifica] Strumentazione terapeutica
In questa sezione si includono tutti quei dispositivi, elettrici o meccanici, di supporto all'attività terapeutica del paziente o che costituiscono l'intervento principale della terapia stessa.
Alcuni esempi sono il pacemaker, le valvole cardiache artificiali, i cardioversori e defibrillatori, il dializzatore, il cuore artificiale, la macchina cuore polmone per circolazione extracorporea, i neurostimolatori, gli apparecchi acustici e molti altri ancora: darne un elenco esaustivo sarebbe proibitivo e privo di senso, dal momento che di continuo nuovi apparecchi vengono impiegati in specifiche terapie, o gli stessi apparecchi esistenti modificati vengono impiegati per nuove terapie.
Si tratta di dispositivi molto delicati da tenere sotto costante controllo in quanto, a differenza della categoria precedente, spesso si ha a che fare con energie molto superiori a quelle utilizzate in campo diagnostico e che entrano in diretto contatto col paziente, interagendo direttamente con esso o modificandone alcuni parametri fisiologici e/o fisici. In fase di progettazione si deve pertanto prevedere una possibile diagnostica il meno possibile invasiva delle condizioni dell'apparecchio, per poterne programmare con sufficiente anticipo e rischi minimi la sostituzione o la riparazione.
[modifica] Strumentazione riabilitativa
L'ultima sezione qui presentata comprende quella della strumentazione utilizzata a fini riabilitativi: sebbene questa sezione abbia molto in comune con la precedente, anzi spesso i due campi vengono considerati simili, è bene distinguere tali dispositivi in quanto si tratta spesso di macchine che tentano di modificare un parametro fisiologico, fisico o meccanico del paziente al fine di farne recuperare il normale e autonomo funzionamento. Si tratta quindi per lo più di soluzioni temporanee che non mirano semplicemente a fornire un supporto terapeutico, ma hanno uno scopo più ambizioso. Bisogna comunque sottolineare che spesso questi dispositivi, come nel caso delle protesi, pur cercando di integrarsi pienamente nei processi metabolici e meccanici, possono talora rimanere in modo permanente nel corpo dell'ospite, o possono altre volte essere riassorbiti dall'organismo.
Alcuni esempi sono le protesi, gli organi artificiali, le macchine pneumatiche per il recupero post-traumatico, e altri ancora.
[modifica] Informatica biomedica
Il campo dell'informatica biomedica abbraccia diversi aspetti.
Il primo campo di applicazione è quello della gestione informatizzata dei dati sanitari (cartella clinica elettronica), con particolare attenzione alle problematiche di tipo legale insite nella manipolazione di dati sensibili.
Inoltre l'informatica biomedica affronta il problema della trasmissione ed indicizzazione delle immagini ottenute da dispositivi digitali di acquisizione (TAC, MRI, ecc). Il problema riguarda sia la trasmissione di immagini per applicazioni di telemedicina sia l'immagazzinamento dei dati in appositi server digitali (PACS). Di fondamentale importanza in questo campo è l'uso del protocollo DICOM per la codifica delle immagini mediche digitali.
Infine, l'informatica biomedica affronta il problema dell'elaborazione delle immagini, spaziando dalle problematiche di visualizzazione tridimensionale a quelle di analisi quantitativa per l'estrazione automatica o semi-automatica di indici diagnostici. Di grande interesse è il campo della fusione di immagini, in cui immagini provenienti da diverse modalità di acquisizione vengono combinate per fornire al medico le informazioni in modo integrato.
[modifica] Biomeccanica
L'ambito della biomeccanica è a sua volta un settore applicativo e di ricerca molto vasto, che richiede competenze specifiche,oltre che di meccanica e fisica, anche di chimica, biochimica, istologia, biologia molecolare e fisiologia. Sotto questa categoria si può racchiudere anche il campo dell'ingegneria tissutale, che presenta molti punti di contatto con la biomeccanica, anche se richiede conoscenze specifiche di trattamento dei tessuti e di chimica delle superfici.
[modifica] Esempi applicativi
Campi d'intervento tipici dell'ingegnere biomedico sono pertanto: la realizzazione di strumenti di diagnosi clinica ad esempio TAC (tomografia assiale computerizzata) e macchine radiografiche, protesi articolari (protesi d'anca, ginocchio, ecc) e funzionali (valvole cardiache, ecc), realizzazione di sistemi software di supporto alla decisione e all'organizzazione in ambito clinico, ecc. Negli ultimi anni si è diffusa anche in Italia la figura dell'Ingegnere clinico, che si occupa della gestione del parco apparecchiature dell'ospedale interessato sia dal punto di vista manutentivo (gestione degli interventi tecnici, contratti di manutenzione con ditte riparatrici, esecuzione tramite personale tecnico competente delle verifiche di sicurezza, manutenzioni ordinarie ed interventi di manutenzione correttiva sulle apparecchiature), che economico (segnalazione di fuori uso attrezzature biomediche, consulenza sugli acquisti, gestione di gare pubbliche per rinnovo parco macchine ....).
[modifica] Voci correlate
[modifica] Collegamenti esterni
- Associazione Italiana di Bioingegneria - Rivolta ai professionisti operanti in sanità ed in particolare ai laureati in Ingegneria Biomedica, Bioingegneria o Ingegneria Medica.
- Associazione Italiana Ingegneri Clinici - sito ufficiale
- Ingegneria-clinica.it Sito rivolto agli ingegneri clinici
- Medicale.info Sito rivolto alla ricerca in campo biomedicale
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