BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİMİ

BİY OMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ

EĞİTİMİ (DÜNÜ, BUGÜNÜ VE YARINI)

BİY OMEDİKAL mühendisliği ve hedeflerini açıklayalım. Dün yada 30 yıl kadar bir geçmişi olan biyomedikal mühendisliği, mühendislik ve fen bilimleri ih tisas dalları ile, tıp ve biyoloji bilimle rinin birleşiminden meydana gelen disiplinlerarası bir meslektir.

Biyomedikal mühendislerinin hede fleri:

1. Hastanelerde doktorlarla beraber çalışarak hastaların durumunun teş his ve tedavisinde kullanılan cihaz ve metodların en etkin olarak uygulan masını sağlamak,

2. Hastanelerde tıbbi cihazların nor mal standart ölçüde ve sürede çalış masını temin etmek,

3. Yüksek teknolojinin getirdiği im kanları kullanarak, yeni cihaz ve tıbbi uygulamalara ait araştırmalarda dok torlara ve tıbbi cihaz endüstrisine katkıda bulunmaktır.

Son yirmi yılda, yüksek teknolojinin getirdiği yeni teşhis ve tedavi cihaz larının hastanelerde kullanımı eks ponensial bir hızla artmış bulunuyor. Bugün, birçok hastanede klasik tıp cihazları arasına girmiş olan elektro nik, elektromekanik ve bilgisayarlı ci hazlar on sene evvel yok idi.

Bunlar arasında, otomatik üç kanallı EKG, değerlendirici EKG, yoğun ba kımda kullanılan monitörler, kalp akciğer makinaları, otomatik defibri latörler, televizyonlu röngten cihazla rı, dijital anjiyografi, renkli ultrason teşhis cihazları, kompüterli ve videolu nükleer tıp cihazları, oto analizörler, fiber optik TV ve videolu endeskop, lazer cihazları, bilgisayarlı tomografi (CAT), Nükleer Manyetik Rezonans (NMR), Positron Emisyon Tomografi (PET), gibi yüksek teknoloji kullanan cihazlar yer almaktadır. Bunlara yapay organlardan kalp kapakçıkları, yapay kalp, kalp pili, eklem, kalça protezleri ve böbrek diyalizörleri eklenebilir.

Necmi Tanyolaç(*)

(*)Prof. Dr., Boğaziçi Üniversitesi, Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü.

Bugün yüksek teknoloji tıp cihazları nın, alış fiyatı iki milyon ile iki milyar lira arasındadır. Bunların yıllık koru yucu bakım, ayar ve tamir ücreti de alış fiyatlarının % 5 ila %10'u arasın dadır.

Yüksek teknolojinin getirdiği tıp ci hazları olan 200 yataklı modern bir

"Doktorların hem Amerika'da Biyomedikal Mühen doktorluk yapmak disliği Eğitimi:

ve hem de yüksek teknoloji kullanan cihazların özelliklerini, çalışma prensiplerini, piyasada bulunan çeşitli tiplerini, yakında hangi tiplerin çıkacağını, normal fiyatlarının ne olduğunu, cihazların kullanım ve

ilk biyomedikal mühen disliği eğitimi, Amerika Birleşik Devletleri'nde 1961 yalında NASA (National Aero nautical and Space Administra tion)'da astronotların aya gidiş ve ge lişte sağlık durumları ile ilgili olarak, mühendislerle doktorların müşterek çalışmaları ve araştırmaları neticesi elde edilen bilgi ve tecrübelerin de ğerlendirilmesi ile başlamıştır. Ameri ka'da 121 üniversite biyomedikal mü hendisliği (BME) eğitimi vermektedir.

bakım problemlerini 1981 yılında yüksek lisans BME eği

öğrenmelerini

timi veren üniversite adedi 90 ve öğrenci adedi 4200 olmuştur. Biyo

bekleyemeyiz."

hastanenin yıllık bütçesi 100.000.000 dolar civarındadır. Böyle bir hastane de mevcut tıbbi cihazların değeri 20.000.000 ile 40.000.000 dolar ara sındadır. Cihaz yatırımı yüksek olan, yeni hastanelerde tıbbi etkinlik ve maliyet bakımından hastane başhe kimi ve servis şeflerinin en önemli görevi, bu cihazların durmaksızın doğru olarak çalışmasını sağlamak tır.

Bu da, cihaz alımında, kullanıcıların eğitiminde cihazların koruyucu bakı mı, ayar ve tamirinde yeni yöntemleri gerektirmektedir.

Eskiden doktorlar genellikle röntgen cihazı, EKG ve benzer cihazları se çerken bu cihazları kullanan meslek taşlarının ve kendilerinin tecrübeleri yeterli olabiliyordu. Doktorların hem doktorluk yapmak ve hem de yüksek teknoloji kullanan cihazların özellikle rini, çalışma prensiplerini, piyasada bulunan çeşitli tiplerini, yakında hangi tiplerin çıkacağını, normal fiyatlarının ne olduğunu, cihazların kullanım ve bakım problemlerini öğrenmelerini bekleyemeyiz. Yeni cihazlarla bera ber, hızla gelişen teşhis ve tedavi metodlarını sürekli eğitimle (conti nous education) öğrenme durumun da olan doktorlarımızın iki yıl özel bir eğitimle yüksek teknoloji öğrenmele rini düşünemeyiz.

Bu problemin çözümü, 1960 yılında Amerika'da Sağlık Bakanlığı'nın iste ği ve yardımı ile üniversitelerde baş latılan biyomedikal mühendisliği eği timi ile olmuştur.

medikal mühendisliği eğitimi, genelli kle elektrik mühendisliği eğitiminde özel bir yüksek lisans kolu olarak başlamıştır.

Avrupa'da Biyomedikal Mühendis liği Eğitimi:

Evvela ingiltere'de klinik mühendisliği olarak 3 üniversitede başlamıştır. Son 8 yılda Fransa, Almanya, Ho llanda ve italya üniversitelerinde bi yomedikal mühendisliği eğitimi baş lamıştır. Bu gecikmenin başlıca nedeni, bu ülkelerde doktorların, ge nellikle ülkelerinde imal edilen tıbbi cihazları kullanmaları ve imalatçıların hastanelere etkin ve çabuk hizmet verebilmeleridir. Ancak, son yıllarda Ortak Pazar'ın getirdiği kolaylıklar ve hızla gelişen teknoloji nedeni ile Batı Avrupa'da, Amerika Birleşik Devletleri

ve Japonya'nın imal ettiği tıbbi cihaz ların kullanımı çok artmıştır. Bu durum, Avrupada'ki üniversiteleri bi yomedikal mühendisliği eğitimine teşvik etmiştir.

Önümüzdeki yıllarda, Avrupa'da ve gelişmekte olan ülkelerde biyomedi kal mühendisliğine olan ihtiyacı kar şılamak için üniversitelerde yeni pro gramların ilavesi beklenmektedir.

Türkiye'de Biyomedikal Mühendis liği Hizmeti:

istanbul'da istanbul Üni versitesi Tıp Fakültesi'nin 1980 yılında Boğaziçi Üniversitesi'nden biyomedikal mü hendislik hizmeti istemesi ve Boğaziçi Üniversitesi Mühendislik Fakülte si'nde 1979 yılında kurulan Biyome dikal Mühendisliği Araştırma Enstitü sü ve Elektrik Mühendisliği Bölümü ile yaptığı anlaşma ile başlamıştır. An kara'da ise 1981 yılında Yüksek ihti sas Hastanesi Başhekimi Dr. Kemal Beyazıt'ın Ortadoğu Teknik Üniversi tesi Elektrik Mühendisliği Bölümü'yle yaptığı bir hizmet anlaşması ile baş lamıştır.

Bu çalışmaları koordine etmek ve teşvik etmek üzere TÜBİTAK Tıp Araştırma Grubu, 1981 yılında DPT, SSYB, Boğaziçi Üniversitesi, istanbul Teknik Üniversitesi, Ortadoğu Teknik Üniversitesi, TÜBİTAK Marmara Enstitüsü, Sanayi Bakanlığı, MKE Genel Müdürlüğü ve ASELSAN tem silcileri ile bir toplantı yaptı. Komisyon 1981 yılında hazırladığı raporla Mar mara Bölgesi'nde Boğaziçi Üniversi tesi'nin ve Ankara bölgesinde ODTÜ'nün görev almasını önerdi.

Türkiye'de Biyomedikal Mühendis liği Eğitimi:

a) Boğaziçi Üniversitesi: Boğaziçi Üniversitesi'nde biyomedikal mühen disliği eğitimi, Mühendislik Fakültesi Elektrik Bölümü'nde 1977 yılında yüksek lisans öğrencilerine verilen "Biyolojik Kontrol Sistem Analizi" dersi ile başlamış ve Üniversite Se natosu'nun 19 Ocak 1978 tarihli ka rarı ile 1979 senesinde Elektrik Mü hendisliği Bölümü'nde biyomedikal mühendisliği yüksek lisans programı 6 öğretim üyesi ile başlamıştır.

Boğaziçi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Bölümü'nde başla yan biyomedikal mühendisliği yüksek

360 390 E L E K T R İ K MÜHENDİSLİĞİ

lisans programı, 2547 sayılı YÖK Ka nunu ve 41. sayılı Üniversiteler Teş kilat Kanunu ile 20.7.1982de kurulan Boğaziçi Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü'ne devredil miştir. Bu enstitü 1984 yılında Sağlık Bakanlığı'na ve istanbul'daki hasta nelerine biyomedikal mühendisliği hizmetlerini vermeye başlamıştır.

Enstitü 1982 yılında Birleşmiş Mille tlerin (UNDP) ve UNESCO'nun yar dımı ile beş yılda yurtdışına 12 öğre tim üyesini ihtisas ve etüd için yollamış, yurtdışından 12 öğretim üyesi ve uzman getirmiş, ayrıca Sa ğlık Bakanlığı üst kademe idarecile rinden dördüne ve tıp fakültelerinden iki öğretim üyesine ABD'deki hasta nelerde biyomedikal mühendisliği teşkilatlarını inceleme imkanı sağla mıştır.

1982 yılında bir tam zamanlı ve üç kısmi zamanlı öğretim üyesi olan Enstitü'nün bugün 13 öğretim üyesi ve 46 yüksek lisans öğrencisi vardır. Her yıl ortalama 30 mezun verebilen bir eğitim ve araştırma programı var dır. Ayrıca, eğitim, araştırma ve mü şavirlik hizmetleri için kullanılan dört laboratuvar, tıp cihazı kullananlara, araştırıcılara ve imalatçılara hizmet veren bir dokümantasyon servisi ve Biyomedikal Mühendisliği Bülteni adlı periyodik bir yayını vardır.

UNESCO'nun ve Birleşmiş Milletlerin yaptığı değerlendirmelere göre, Ens titü'nün eğitim programı ve imkanları ABD'de biyomedikal mühendisliği eğitimi veren üniversitelerin en önde olanlarıyla aynı duruma gelmiştir. 1990 yılında UNESCO ve UNDP'nin önerisi ve katkısıyla B.Ü. Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü'nün bölgesel bir enstitü olması kararlaştırılmıştır.

Enstitüye mühendislik ve fen bilimleri lisans diploması almış olanlarla tıp, biyoloji, eczacılık ve diş hekimliği di ploması almış olanlar devam edebil mektedir.

Kökeni mühendislik ve fen bilimleri olanlara, ağırlığı tıp ve biyoloji olan bir eğitim programı ve kökeni tıp, biyoloji, eczacılık ve diş hekimliği olanlara ağırlığı mühendislik olan bir program uygulanmaktadır.

Biyomedikal Mühendisliği Enstitü sü'nün üç anabilim dalı vardır:

1. Biyomedikal Elektronik

2. Biyomekanik ve Biyosibernetik

3. Protez Malzemeleri ve Yapay Or ganlar

Yüksek lisans programında, bir yıllık iki sömestr 24 kredi saatlik dersler ile 60 gün hastane stajı ve iki sömestr bir yüksek lisans tez ve araştırma çalış ması mevcuttur.

Doktora programında, iki yıl 18 kredi saatlik ders, doktora yeterlilik sınavı ve doktora tez ve araştırma çalışması mevcuttur.

Biyomedikal yüksek lisans dersleri üç ihtisas grubunda toplanmıştır:

1. Biyoelektronik

2. Biyosistemler ve Biyosibernetik

3. Protez Malzemeler ve Yapay Or ganlar

Ders Konuları:

(i) Genel Alanlar:

BM 500 Hastane Klinik Mühendisliği ve Yönetimi

BM 501 Biyolojik Sistemlere Giriş

BM 502 Fizyolojiye Giriş

BM 601 Özel Konular

BM 609 Biyomedikal Mühendisliği Master Tezi

BM 790 Biyomedikal Mühendisliği Doktora Tezi (ii) Biyomedikal Elektronik Konu ları:

BM 510 Biyomedikal Cihazlar La boratuvarı I

BM 512 Biyomedikal Cihazlar La boratuvarı II

BM 513 Biyo Tıp İçin Elektrik

BM 514 Biyo Tıp için Elektronik

EE 581 Biyomedikal Cihazlar ve Ölçme Tekniği I

EE 582 Biyomedikal Cihazlar ve Ölçme Tekniği II

BM 613 Biyotelemetri ve Kalp Ens trümantasyonu

BM 614 Bilgisayarlı Tomografi

EE 658 Tıbbi Cihazlar Tasarımı

EE 659 Ultrasonik Cihazlar

EE 681 Teşhis ve Tedavi Tıp Ci hazları

Yaptığımız araştırmalara göre, Türkiye'nin 1988 yılındaki biyomedikal mühendisi ihtiyacı 190 ve biyomedikal teknisyeni ihtiyacı 1400'dür. Bu ihtiyacın gelecek 10 yılda 860 mühendis ve 3100 teknisyen şeklinde olacağı tahmin edilmektedir.

(iii) Biyomekanik ve Biyosiberne tik:

BM 521 Biyosistemler ve Biyome kanik

BM 621 Doku Mekaniği

EE 652 Biyolojik Kontrol Sistemleri

BM 532 Biyomedikal Mühendisliği Ölçü Teknikleri

BM 631 Klinik Tıpta Ölçü ve Veri iş lenmesi

BM 632 Duyu Sistemleri

BM 660 Sinir Sistemi Analizi (iv) Protez ve Y apay Organlar:

BM 541 Biyolojik Malzemeler

BM 542 Protezler ve Yapay Organ lar b) Ortadoğu Teknik Üniversitesi:

ODTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü 1985 yılından beri biyomedikal mühendisli ği Yüksek Lisans ve Doktora derecesi programına başlamıştır. Ayrıca, Elektrik Bölümü'nde biyomedikal mü hendisliği dersleri ve tezleri verilmek tedir.

c) İstanbul Teknik Üniversitesi:

d) Hacettepe Üniversitesi:

H.Ü. 1990 yılında, Biyomühendislik Yüksek Lisans ve doktora derecesi programına başlamıştır.

Biyomedikal Mühendisliğinin Y a rını:

Biyomedikal mühendisliği, yüksek teknolojinin gelişmesine ve tıbbi cihaz imalinin ve yeni tıbbi metodların uy gulamasına paralel olarak gelişecek tir.

Son 10 yılda tıp cihazlarındaki geliş me, bilhassa elektronik ve bilgisayar teknolojisinin tıbbi cihaz imalinde ku llanımı nedeni ile tahminlerin üstünde olmuştur. 1970 yılında tıp cihazlarının adedi, röntgen, elektrokardiyogram, tansiyon ölçme aleti, anestezi cihazı, kan ve idrar tahlilinde kullanılan klasik kimya laboratuvarı cihazı olarak par makla sayılacak kadar azdı. 1985 yı lında tıp cihazlarının çeşidi 600'den fazla olmuştur. Her yıl ortalama 100 kadar yeni tıp cihazı piyasaya arz edilmektedir. Yalnız Amerika Birleşik Devletleri'nde imal edilen tıp cihazla rının yıllık tutarı 100 milyar doların üstündedir. Türkiye'nin ithal ettiği tıbbi cihazların tutarı 80 milyon doları aş maktadır.

Yüksek teknolojinin getirdiği tıbbi ci hazlar sayesinde, doktorlarımız teş his ve tedavide daha çabuk ve daha etkin netice alabilmektedir. Bu cihaz lar çok pahalı olmasına rağmen, satı şı ve kullanımı her ülkede artmakta dır. Örnek olarak fiyatı 600.000 ABD doları olan NMR cihazının ABD'de adedi 1984 yılında 78 iken 1988 yı lında 900 olmuştur. Ultrason cihazla rının dünyadaki yıllık satış tutarı 1982 yılında 403 milyon dolar iken 1987 yılında 876 milyon dolara çıkmıştır. 1992 yılında satışın bir milyar 757 milyon dolar olacağı tahmin edilmek tedir.

Ancak, bu yüksek teknoloji tıp cihaz ları hem pahalı, hem komplike ve hem de çok çeşitlidir.

Bu cihazların, doğru olarak seçimi, uygun fiyatla satın alınması, ön ve kati kabul muayenesinin yapılması, kullanımının tam olarak öğrenilmesi, kullanım süresince gerekli olan peri yodik ayar ve bilhassa koruyucu ba kımın yapılması ve arızalandığında kısa zamanda tamiri biyomedikal mühendislerinin ve onlarla beraber çalışacak biyomedikal teknisyenleri nin yardımı ile olabilir.

Yaptığımız araştırmalara göre, Türki ye'nin 1988 yılındaki biyomedikal mühendisi ihtiyacı 190 ve biyomedi kal teknisyeni ihtiyacı 1400'dür. Bu ihtiyacın gelecek 10 yılda 860 mü hendis ve 3100 teknisyen şeklinde olacağı tahmin edilmektedir.

Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler de insanlar kendi ülkelerinde daha etken ve güncel teknolojiye uygun sağlık hizmetleri istemektedir. Bu arzu ve isteğin iki temel nedeni var dır:

Birincisi, Hayat standardının art ması ile orantılı olarak insanların daha iyi sağlık hizmetini doktorlardan ve sağlık kuruluşlarından beklemesi dir.

İkincisi, Yüksek teknolojinin getirdiği yeni tıbbi cihazlar sayesinde:

1. Teşhis ve tedavide hata azal maktadır.

2. Teşhis ve tedavi süreleri asgariye inmektedir.

3. Teşhis ve tedavi cihazlarının hastaya olabilecek yan etkileri azalmaktadır.

4. Teşhisin ve tedavinin inveziv ol mayan (noninvasive) metodlarla yapılma imkanı artmaktadır.

5. Mümkün olduğu kadar tedavide kan kaybı asgariye indirilmiştir.

iTÜ'de 1980 yılında Elektrik Elektronik Fakültesi'nde yüksek li sans öğrencileri için seçmeli biyome dikal dersleri verilmeye başlanmış ve 1985 1986 yılında Elektronik ve Ha berleşme Bölümü lisans öğrencileri için biyomedikal mühendisliği progra mı başlamıştır.

6. Evde kullanılan tıp cihazlarının adedi artmaktadır.

Bu isteklerin karşılanmasında ve yeni tıp teknolojisinin gelişmesinde tıp doktorlarıyla biyomedikal mühendis lerinin beraber katkıları her yıl arta caktır.

362 390 E L E K T R İ K MÜHENDİSLİĞİ