Biomedicīnas inženierija ir starpdisciplināra joma, kas apvieno bioloģiskās zinātnes ar inženierijas projektēšanu. Laukuma vispārīgais mērķis ir uzlabot veselības aprūpi, izstrādājot inženiertehniskos risinājumus dažādu medicīnisko stāvokļu novērtēšanai, diagnosticēšanai un ārstēšanai. Lauks aptver plašu pielietojumu klāstu, ieskaitot medicīnisko attēlveidošanu, protezēšanu, valkājamas tehnoloģijas un implantējamas zāļu piegādes sistēmas.
Galvenās izņemtās preces: biomedicīnas inženierija
- Biomedicīnas inženierija balstās uz daudzām jomām, ieskaitot bioloģiju, ķīmiju, fiziku, mašīnbūvi, elektrotehniku un materiālu zinātni.
- Biomedicīnas inženieri var strādāt slimnīcās, universitātēs, farmācijas uzņēmumos un privātos ražošanas uzņēmumos.
- Lauks ir daudzveidīgs, un pētniecības specialitātes ir dažādas - no lielām pilna ķermeņa attēlveidošanas iekārtām līdz injicējamiem nanorobotiem.
Ko dara biomedicīnas inženieri?
Kopumā biomedicīnas inženieri izmanto savas inženiertehniskās prasmes, lai uzlabotu veselības aprūpi un uzlabotu cilvēka dzīves kvalitāti. Mēs visi esam pazīstami ar dažiem produktiem, kurus izveidojuši biomedicīnas inženieri, piemēram, zobu implanti, dialīzes aparāti, protezējošās ekstremitātes, MRI ierīces un koriģējošās lēcas.
Faktiskie biomedicīnas inženieru veiktie darbi ir ļoti atšķirīgi. Daži galvenokārt strādā ar datoriem un informācijas tehnoloģijām, lai analizētu un izprastu sarežģītas bioloģiskās sistēmas. Kā viens piemērs ģenētiskajām analīzēm, kas tiek veiktas medicīnas laboratorijās, kā arī tādos uzņēmumos kā 23andMe, ir jāizstrādā robustas datorsistēmas numuru kraukšķēšanai.
Citi biomedicīnas inženieri strādā ar biomateriāliem - jomu, kas pārklājas materiālu inženierija. Biomateriāls ir jebkurš materiāls, kas mijiedarbojas ar bioloģisko sistēmu. Piemēram, gūžas implantam jābūt izgatavotam no stipra un izturīga materiāla, kas var izdzīvot cilvēka ķermenī. Visi implanti, adatas, stenti un šuves ir jāizgatavo no rūpīgi izstrādātiem materiāliem, kas var veikt tiem noteikto uzdevumu, neradot kaitīgu reakciju no cilvēka ķermeņa. Mākslīgie orgāni ir jauna pētījumu joma, kas lielā mērā ir atkarīga no biomateriālu ekspertiem.
Tāpat kā visās tehnoloģijās, arī biomedicīnas inženierijas sasniegumi bieži ir saistīti ar mazāku medicīnas ierīču izveidi. Bionanotehnoloģijas ir aizvien pieaugoša joma, jo inženieri un medicīnas speciālisti strādā pie jaunu metožu izstrādes zāļu piegādēm un gēnu terapijai, veselības diagnosticēšanai un ķermeņa atjaunošanai. Nanoroboti, kas ir asins šūnas izmērs, jau pastāv, un mēs varam sagaidīt ievērojamu progresu šajā jomā.
Biomedicīnas inženieri bieži strādā slimnīcās, universitātēs un uzņēmumos, kas izstrādā produktus veselības jomā.
Koledžas kursa darbs biomedicīnas inženierijā
Lai būtu biomedicīnas inženieris, jums būs nepieciešams vismaz bakalaura grāds. Tāpat kā visās inženierzinātņu jomās, jums būs arī pamatprogramma, kas ietver fiziku, vispārīgo ķīmiju un matemātiku, izmantojot daudzkārtīgu mainīgo aprēķinu un diferenciālvienādojumus. Atšķirībā no vairuma inženierzinātņu virzienu, kursa darbos liela uzmanība tiks pievērsta bioloģiskajām zinātnēm. Parasti kursos ietilpst:
- Molekulārā bioloģija
- Šķidruma mehānika
- Organiskā ķīmija
- Biomehānika
- Šūnu un audu inženierija
- Biosistēmas un shēmas
- Biomateriāli
- Kvalitatīvā fizioloģija
Biomehāniskās inženierijas starpdisciplinārais raksturs nozīmē, ka studentiem ir jāizceļas vairākos STEM lauki. Galvenais var būt laba izvēle studentiem ar plašu interesi par matemātiku un zinātnēm.
Studentiem, kuri vēlas padziļināties inženierzinātņu vadībā, būtu prātīgi papildināt pamatskolas izglītību ar vadības, rakstīšanas un komunikācijas prasmju un biznesa kursiem.
Biomedicīnas inženierija ir pieaugoša joma, kurai, domājams, turpina paplašināties, jo palielinās populāciju skaits un vecums. Šī iemesla dēļ arvien vairāk skolu ir pievienojušas biomedicīnas inženieriju savam STEM piedāvājumam. Labākajās biomedicīnas inženierzinātņu skolās parasti ir lielas programmas ar talantīgu mācībspēku, labi aprīkotas pētniecības telpas un pieeja rajona slimnīcām un medicīnas iestādēm.
- Hercoga universitāte: Hercoga BME nodaļa atrodas tikai nelielas pastaigas attālumā no augsti vērtētās Hercoga Universitātes slimnīcas un skolas Medicīna, tāpēc ir bijis viegli izveidot jēgpilnu sadarbību starp inženierzinātnēm un veselību zinātnes. Programmu atbalsta 34 ilgtermiņa mācībspēki un absolventi, apmēram 100 bakalaura grāda studenti gadā. Hercogā atrodas 10 centri un institūti, kas saistīti ar biomedicīnas inženieriju.
- Georgia Tech: Georgia Tech ir viena no populārākajām valsts universitātēm, un tai ir tendence augstu novērtēt visas inženierzinātnes. Biomedicīnas inženierija nav izņēmums. Universitātes atrašanās vieta Atlantā ir patiesa priekšrocība, un BME programmai ir cieša pētniecības un izglītības partnerība ar kaimiņvalstīm Emory universitāte. Programma akcentē uz problēmu balstītu mācīšanos, projektēšanu un neatkarīgu izpēti, tāpēc studenti absolvē programmu ar lielu praktisko pieredzi.
- Džona Hopkinsa universitāte: Džons Hopkinss parasti nav labāko labāko inženierzinātņu programmu saraksts, bet biomedicīnas inženierija ir skaidrs izņēmums. JHU bieži ierindojas BME pirmajā vietā valstī. Universitāte jau sen ir bioloģisko un veselības zinātņu līdere no bakalaura līdz doktora līmenim. Pētniecības iespējas ir daudz ar 11 saistītiem centriem un institūtiem, un universitāte lepojas ar jauno BME Dizaina studija - atvērta stāva plāna darbvieta, kurā studenti var satikties, veikt idejas un izveidot biomedicīnas prototipus ierīces.
- Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts: MIT katru gadu absolvē apmēram 50 biomedicīnas inženierus un vēl 50 no tās BME absolventu programmām. Institūtam jau sen ir labi finansēta programma, lai atbalstītu un veicinātu bakalaura darbu, un bakalaura programmas var strādāt kopā ar doktorantiem, mācībspēkiem un medicīnas speciālistiem skolas 10 saistītajos pētījumos centri.
- Stenfordas universitāte: Trīs Stenfordas GSE programmas pīlāri - "Mērīt, modelēt, padarīt" - izceļ skolas uzsvaru uz radīšanu. Programma kopīgi dzīvo Inženierzinātņu skolā un Medicīnas skolā, kas noved pie netraucētas sadarbības starp inženierzinātnēm un dzīvības zinātnēm. Sākot no funkcionālās genomikas kompleksa līdz biodizaina sadarbības laboratorijai līdz transgēnam dzīvniekam Stenfordas uzņēmumam ir iespējas un resursi plaša spektra biomedicīnas inženierijas atbalstam izpēte.
- Kalifornijas universitāte Sandjego: Viena no divām šajā sarakstā iekļautajām publiskajām universitātēm, UCSD katru gadu piešķir apmēram 100 bakalaura grādu biomedicīnas inženierijā. Programma tika dibināta 1994. gadā, taču, pateicoties pārdomātai sadarbībai starp Inženierzinātņu un medicīnas skolām, tā ātri vien ir kļuvusi par pārākumu. UCSD ir izstrādāts fokusa jomām, kurās tas patiešām izceļas: vēzis, sirds un asinsvadu slimības, vielmaiņas traucējumi un neirodeģeneratīvas slimības.
Vidējās algas biomedicīnas inženieriem
Inženierzinātņu nozarēs parasti ir algas, kas ir daudz augstākas nekā vidējais rādītājs visās darba vietās, un biomedicīnas inženierija atbilst šai tendencei. Saskaņā ar Vietne PayScale.com, vidējais gada atalgojums par biomedicīnas inženieriju ir 66 000 USD darbinieka karjeras sākumā un 110 300 USD līdz karjeras vidum. Šie skaitļi ir nedaudz zemāki par elektrotehniku un kosmosa inženierija, bet mazliet augstāk par mehāniskā inženierija un materiālu inženierija. Darba statistikas birojs paziņo, ka vidējā darba samaksa biomedicīnas inženieriem 2017. gadā bija USD 88 040 un ka šajā nozarē strādā nedaudz vairāk par 21 000 cilvēku.