تطورت الهندسة الطبية عبر مراحل رئيسية، بدأت من استخدام أدوات بدائية كـ العكازات، وشهدت قفزات كبيرة بظهور أجهزة مثل الـ ECG (تخطيط القلب) و الرئة الحديدية في القرن العيني، ثم الثورة في التصوير التشخيصي (الأشعة السينية، CT، MRI) في القرن العشرين، وصولاً إلى العصر الحديث الذي يركز على الذكاء الاصطناعي، الطباعة ثلاثية الأبعاد، الأنسجة الهندسية، والأعضاء على الرقائق، مما جعلها مجالاً حيوياً يدمج الهندسة والطب لتحسين الرعاية الصحية بشكل جذري.
المراحل الرئيسية لتطور الهندسة الطبية:
البدايات المبكرة (قبل القرن العشرين):
استخدامات بدائية لأدوات طبية بسيطة مثل الأطراف الصناعية وأدوات العناية بالأسنان.
اختراعات أساسية مثل مقياس الجهد البدائي (جلفاني)، اختبار تنظير قاع العين (هلمهولتز)، ومقياس ضغط الدم (باتش).
القرن العشرين - ثورة التشخيص والعلاج:
1895-1903: اكتشاف الأشعة السينية (رونتجن) والأشعة اليورانيوم (بيكريل)، مما أدى لظهور التصوير الطبي.
1903-1929: اختراع أجهزة قراءة الإشارات الحيوية مثل تخطيط كهربائية القلب (ECG) وتخطيط أمواج الدماغ (EEG).
1927-1940: ظهور تقنيات الإنقاذ مثل الرئة الحديدية، والـ قسطرة القلب، وجهاز القلب والرئة في العمليات.
1948-1970: تأسيس المجتمعات والمؤتمرات المتخصصة، وظهور المجهر الإلكتروني، وثورة في التصوير مع الأشعة المقطعية (CT) والرنين المغناطيسي (MRI).
أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين - التخصص والرقمنة:
إقرار القوانين المنظمة للأجهزة الطبية (1976)، مما رفع معايير السلامة والجودة.
تطور أجهزة التصوير مثل كاميرات أشعة جاما، والموجات فوق الصوتية، وتقنيات التنظير المتقدمة.
ظهور الأجهزة المساعدة كالأطراف الاصطناعية المتطورة، ومقومات النظم.
العصر الحديث - الذكاء الاصطناعي والتجديد:
التصنيع المضاف (الطباعة ثلاثية الأبعاد): لإنشاء الأنسجة والأعضاء الاصطناعية (الأعضاء على الرقائق).
الذكاء الاصطناعي (AI): لتحليل البيانات الطبية والمساعدة في التشخيص والتنبؤ.
الطب النانوي والتوصيل المستهدف للأدوية: تطوير أنظمة توصيل دقيقة للأدوية.
الأجهزة القابلة للارتداء (Wearables): لمراقبة المؤشرات الحيوية بشكل مستمر.
الميكاترونيات الحيوية (Bio-mechatronics): دمج المكونات الميكانيكية والكهربائية مع الأنظمة البيولوجية، مثل الأطراف الروبوتية.
هذا التطور المستمر مدفوع بدمج المبادئ البيولوجية مع الهندسة والتكنولوجيا، مما يفتح آفاقًا جديدة في تشخيص الأمراض وعلاجها وتحسين حياة المرضى.

#BIO (MRI)
الهندسة الطبية الحيوية::هي تخصص متعدد المجالات يجمع بين مبادئ الهندسة والعلوم الحياتية والطب، بهدف تصميم وتطوير تقنيات وحلول لتحسين الرعاية الصحية وتشخيص الأمراض وعلاجها.

يعتمد مبدأ عمل الرنين المغناطيسي (MRI)
على استخدام حقل مغناطيسي قوي وموجات راديو لإنتاج صور تفصيلية لأنسجة الجسم. يقوم المغناطيس بترتيب البروتونات (نوات الهيدروجين) في الجسم، ثم تقوم موجات الراديو بإثارة هذه البروتونات ودفعها للانحراف عن اتجاهها الأصلي، وعندما تعود هذه البروتونات إلى وضعها الأصلي، تصدر إشارات يمكن للجهاز قياسها وتفسيرها لإنشاء صور مقطعية دقيقة.
آلية العمل بالتفصيل
المغناطيس القوي: يقوم حقل مغناطيسي قوي بترتيب جميع بروتونات الهيدروجين الموجودة في أنسجة الجسم، والتي تشبه مغانط صغيرة تدور حول محورها.
موجات الراديو: تُرسل نبضات موجات راديو قصيرة نحو الجسم، والتي لها تردد معين، حيث تمتص البروتونات الطاقة وتتغير في اتجاهها لتصبح موازية للاتجاه الجديد أو في اتجاه معاكس للحقل المغناطيسي الأصلي.
انبعاث الإشارات: عندما تتوقف نبضات الراديو، تعود البروتونات تدريجياً إلى وضعها الأصلي. خلال عملية الاسترخاء هذه، تصدر البروتونات إشارات طاقة (صدى).
تكوين الصورة: تلتقط مستشعرات في جهاز الرنين المغناطيسي هذه الإشارات. يحلل الكمبيوتر الوقت الذي تستغرقه البروتونات للعودة إلى وضعها الأصلي، حيث يختلف هذا الوقت باختلاف نوع النسيج (مثل العضلات، الدهون، الماء). تستخدم هذه المعلومات لإنشاء صور مقطعية تفصيلية.
الاختلاف عن الأشعة السينية: الرنين المغناطيسي لا يستخدم الأشعة السينية، بل يعتمد على التفاعل بين المجالات المغناطيسية وذرات الهيدروجين في الجسم، مما يجعله آمنًا ولا يسبب ضرراً إشعاعياً.