Какво Е Биомедицински Инженеринг?

• Образователни изисквания
• Заплатата на биомедицинския инженер
• Какво е бъдещето на биомедицинското инженерство?
• Допълнителни ресурси

Биомедицинското инженерство или биоинженерингът е прилагането на инженерни принципи в областта на биологията и здравеопазването. Биоинженерите работят с лекари, терапевти и изследователи, за да разработят системи, оборудване и устройства за решаване на клинични проблеми.

Биомедицинските инженери са разработили редица подобряващи живота и животоспасяващи технологии. Те включват:

• Протези, като протези и заместители на изкуствени крайници.
• Хирургически устройства и системи, като роботизирана и лазерна хирургия.
• Системи за наблюдение на жизнените показатели и кръвната химия.
• Имплантирани устройства, като инсулинови помпи, пейсмейкъри и изкуствени органи.
• Методи за изобразяване, като ултразвук, рентгенови лъчи, лъчи от частици и магнитен резонанс.
• Диагностика, като лаборатория на чип и експертни системи.
• Терапевтично оборудване и устройства, като диализа на бъбреците и транскутанна електрическа стимулация на нервите (TENS).
• Лъчева терапия с помощта на частици лъчи и рентгенови лъчи.
• Устройства за физическа терапия, като оборудване за упражнения и носеща техника.

Практиката на биомедицинското инженерство има дълга история. Един от най-ранните примери е протезиран пръст от дърво и кожа, открит на египетска мумия на 3000 години. Преди това дори обикновени патерици и бастуни са били форма на инженерни помощни устройства и първият човек, който направи шина за счупена кост, може да се счита за ранен биомедицински инженер.

Биомедицинското инженерство се развива през годините в отговор на напредъка в науката и технологиите. През цялата история хората са създавали все по-ефективни устройства за диагностициране и лечение на заболявания и за облекчаване, рехабилитация или компенсиране на увреждания или наранявания. Един пример е развитието на слуховите апарати за смекчаване на загубата на слуха чрез усилване на звука. Ушната тръба, голямо устройство с форма на рог, което се държеше до ухото, беше единствената „жизнеспособна форма“ на слуховия апарат до средата на 20 век, според Музея за слухов апарат. Електрическите устройства са били разработени дотогава, но са били бавни, за да се обхване, се казва в музея на своя уебсайт.

Произведенията на Александър Греъм Бел и Томас Едисон за предаване и усилване на звука в края на 19 и началото на 20 век са приложени за направата на първите слухови апарати на плота. Те бяха последвани от първите преносими (или „багажни“) устройства, използващи вакуумни тръбни усилватели, захранвани от големи батерии. Първите носими слухови апарати обаче трябваше да очакват развитието на транзистора от Уилям Шокли и неговия екип от Bell Laboratories. Последващото развитие на микро-интегрални схеми и усъвършенствана технология на батерията доведоха до миниатюрни слухови апарати, които се побират изцяло в ушния канал.

Някои забележителни цифри в историята на биомедицинското инженерство и техните приноси включват:

• Forrest Bird (механична вентилация).
• Джон Чарнли (изкуствен заместител на тазобедрената става).
• Graeme Clarke (кохлеарен имплант).
• Вилем Айнтовен (електрокардиограф).
• Wilson Greatbatch (вътрешен сърдечен пейсмейкър).
• Чарлз Хуфнагел (изкуствена сърдечна клапа).
• Робърт Джарвик (изкуствено сърце).
• Вилем Йохан Колф (бъбречна диализа).
• Рене Ланенец (стетоскоп).
• Мишел Мировски (имплантируем кардиовертер дефибрилатор).
• Вилхелм Рентген (рентгенови лъчи).

Образователни изисквания

Биомедицинските инженери проектират и разработват медицински системи, оборудване и устройства. Според американското Бюро по трудова статистика (BLS), това изисква задълбочени познания за експлоатационните принципи на оборудването (електронно, механично, биологично и др.), Както и знания за приложението, за което то трябва да се използва. Например, за да проектира изкуствено сърце, един инженер трябва да притежава обширни познания по електротехника, машиностроене и динамика на флуидите, както и задълбочено разбиране на кардиологията и физиологията. Проектирането на лаборатория върху чип изисква познания по електроника, нанотехнологии, материали и биохимия. За да се проектират протезните заместителни крайници, е необходим експертен опит в машиностроенето и свойствата на материала, както и биомеханиката и физиологията.

Критичните умения, необходими на биомедицинския инженер, включват добре закръглено разбиране на няколко области на инженерството, както и специфичната област на приложение. Това може да включва изучаване на физиология, органична химия, биомеханика или компютърни науки. Непрекъснатото образование и обучение също са необходими, за да бъдат в крак с технологичния напредък и потенциалните нови приложения.

Заплатата на биомедицинския инженер

Повечето работни места в областта на биомедицинското инженерство изискват най-малко бакалавърска степен по биомедицинско инженерство, според BLS. Много работодатели също изискват държавна сертификация като професионален инженер. Често се изисква магистърска степен за повишаване на мениджмънта и е необходимо постоянно обучение и обучение, за да бъдете в крак с напредъка на технологиите, оборудването за тестване и мониторинг, компютърен хардуер и софтуер и правителствените разпоредби.

Според Salary.com, от юли 2014 г. диапазонът на заплатите на току-що завършил биомедицински инженер със степен бакалавър е от 35 213 до 64 371 долара. Обхватът за инженер от средно ниво с магистърска степен и пет до 10 години опит е от 51 404 до 84 098 долара; а обхватът за старши инженер с магистърска или докторска степен и повече от 15 години опит е от 82 490 до 112 063 долара. Много опитни инженери с напреднали степени се повишават на ръководни позиции, където могат да печелят още повече.

Какво е бъдещето на биомедицинското инженерство?

BLS проектира, че заетостта на биомедицински инженери ще нарасне с 27 процента от 2012 г. до 2022 г., много по-бързо от средната за всички професии. Търсенето ще бъде силно, защото застаряващото население вероятно ще се нуждае от повече медицински грижи и поради повишената обществена осведоменост за напредъка на биомедицинското инженерство и техните ползи, според BLS.

Джим Лукас е писател и редактор на свободна практика, специализиран в областта на физиката, астрономията и инженерството. Той е генерален мениджър на Лукас технологии.

Допълнителни ресурси

• Потърсете най-високо оценените университетски програми в областта на биомедицинското инженерство в FindTheBest.com.
• Биомедицинското инженерно общество (BMES) изброява много примери за области на фокусиране на биомедицинското инженерство.
• Изчерпателен списък на необходимите умения и способности за биоинженерите можете да намерите на MyMajors.com.