مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)-تجهیزات پزشکی در فضا-عملکرد تجهیزات پرشکی در فضا
×

منوی بالا

منوی اصلی

منوی سایدبار


خبرهای ویژه

» آشنایی با تجهیزات پزشکی » مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

تاریخ انتشار : ۱۳۹۶/۰۶/۱۷ - ۲:۴۲

مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

مهندسی پزشکی در فضا   در این بخش وب سایت دانشجویان مهندسی پزشکی قصد بیان کاربرد مهندسی پزشکی در فضا را دارییم تاریخچه : از ابتدای عصر فضا جانداران مختلفی برای بررسی اثرات گوناگون اقامت در فضا همچون شرایط بی وزنی و تأثیر پرتوهای کیهانی بر سیستم های حیاتی و … به فضا فرستاده شده […]

مهندسی پزشکی در فضا

 

در این بخش وب سایت دانشجویان مهندسی پزشکی قصد بیان کاربرد مهندسی پزشکی در فضا را دارییم

تاریخچه :

از ابتدای عصر فضا جانداران مختلفی برای بررسی اثرات گوناگون اقامت در فضا همچون شرایط بی وزنی و تأثیر پرتوهای کیهانی بر سیستم های حیاتی و … به فضا فرستاده شده اند.در سال ۱۹۴۷ امریکا نخستین محموله های زیستی جهان را که شامل چند مگس، میوه، ذرت، جلبک و سایر گونه های گیاهی بود به منظور مطالعه ی اثرات تابش های مضر خورشیدی بر حیات در قالب چند پرتاب مختلف به فضا ارسال کرد.این پرتاب ها از نوع زیر مداری بودند. در ۱۴ ژوئن ۱۹۴۹، میمونی به نام آلبرت، نخستین پستاندار مسافر فضا شد و تا ارتفاع ۱۳۴ کیلومتری بالا رفت و بدین ترتیب لقب نخستین میمون فضانورد دنیا را نیز به دست آورد. البته این میمون در مسیر بازگشت به دلیل باز نشدن چتر نجات و بر اثر ضربه ی برخورد با زمین از بین رفت.

f5sd4f65sd 1 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

در ۲۱ژانویه ی ۱۹۵۱، اتحاد جماهیر شوروی سابق نیز دو سگ به نام های سایگان و دزیک را راهی پروازی زیرمداری کرد که هر دو به سلامت به زمین بازگشتند. در سوم نوامبر۱۹۵۷، تنها یک ماه پس از آغاز رسمی عصر فضا، شورویها با ارسال سگی به نام لایکا به فضا  سوار بر اسپوتنیک ۲، نخستین موجود زنده را در مدار زمین قرار دادند. لایکا یک سگ ماده و نخستین موجود زنده بود که در مداری به دور زمین گردش کرد و این اتفاق در واقع نقطه آغازی بر زیست شناسی فضایی بود. پس از آن و با آغاز پروازهای فضایی انسان، مطالعه ی اثرات بی وزنی بر بدن انسان آغاز شده و برای نخستین بار تغییرات مهم در سامانه های زیستی بدن در یک پرواز فضایی توسط سرنشینان فضاپیمای سه نفره ی آپولو آشکار شد. این تغییرات شامل اختلالات قلبی، آنوم (کمبود گلبول قرمز در خون)، پوکی استخوان و عفونت شدید در طول پرواز و پس از آن می شد. سپس در سال های ۱۹۷۳ و ۱۹۷۴، مطالعه ی اثرات بیولوژیک جاذبه ی ناچیز در پروژهی اسکای لب نخستین آزمایشگاه سرنشین دار مداری آغاز شد.این آزمایشگاه توسط ناسا توسعه یافته و به فضا پرتاب شده بود. آزمایش های اسکای لب برای نخستین بار میزان تغییرات سامانه ی ایمنی بدن را در فضا آشکارکرد .

f5sd4f65sd 2 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

مطالعات و دستاوردها در عصر نوین سفرهای فضایی :

در همین راستا، در بیشتر مراکز فضایی جهان به مطالعه ی اثرات مواجهه با شرایط فضا در جانداران و زیست شناسی فضایی توجه ویژه ای شده است. بی تردید، حضور بشر در فضا مدیون انجام این مطالعات بوده است اما آنچه در طول سالهای متمادی این مطالعات را یاری کرده است، استفاده از تجهیزات و ابزارهای پزشکی از ساده ترین تا پیچیده ترین آن ها بوده است.

ازاین رو، در آژانسهای فضایی بخشی به تحقیقات مهندسی پزشکی و طراحی و ساخت تجهیزات مناسب برای ثبت و پایش علائم حیاتی فضانوردان اختصاص یافته است. پس می توان مدعی شد که مهندسی پزشکی در فضا همزمان با ایجاد زیست شناسی فضایی ایجاد شده است و هر دو تاریخچه ای هم زمان و وابسته به هم دارند.در دهه ی ۱۹۴۰ هم زمان با پرتاب راکت های کاوش، رد پای تجهیزات پزشکی برای ثبت علائم حیاتی جاندار دیده میشود. در این پرتاب ها نرخ ضربان قلب یا تنفس موجود زنده ثبت می شد.به تدریج با پیشرفت فناوری، ثبت علائم حیاتی درمأموریت ها رنگ تازه ای به خود گرفت به نحوی که درپروژه ی پرتاب شامپانزه ای به نام “هام” (HAM) در مأموریت مرکوری ـ ردستون ۲ در سال ۱۹۶۱، پارامترهای فیزیولوژیکی شامل سیگنال الکتریکی قلب (ECG)، سیگنال تنفس و دمای عمقی موجود ثبت شده است. این اطلاعات هم در حافظه ی تعبیه شده به این منظور ذخیره می شد و هم به ایستگاه زمینی مخابره می شد.صندلی پرواز در این پروژه به گونه ای طراحی شده بود که مهار کننده فشار شامپانزه مورد نظر، سنسور فیزیولوژیکی، سخت افزار را در خود جای داده بود و همچنین صندلی پرواز متناسب با داخل کپسول مرکوری و بدون ایجاد هیچ گونه تغییری در کپسول طراحی شده و در آن جای داده شده بود. هدف از این پروژه بررسی رفتار و عملکرد جاندار در فضا بوده است.سیگنال الکتریکی قلب موجود زنده با استفاده از سه الکترود  دو عدد به صورت ایمپلنت در زیر پوست سینه و الکترود سوم روی پای چپ ثبت شد .

f5sd4f65sd 6 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

دو الکترود ایمپلنت از فولاد ضد زنگ با قطر۰/۲۸ اینچ بودند که در فضای بین دنده ای تقریبی پنجم و ششم در قسمت قدامی سینه کاشته شدند با استفاده از سیگنال های الکتریکی قلب ثبت شده در طول پرتاب به روش شمارش کمپلکس های QRS نرخ ضربان قلب جاندار نیز به دست آمد. برای به دست آوردن تعداد تنفس شامپانزه، از یک امپدانس متر قفسه ی سینه استفاده شد

که با اندازه گیری تغییرات حجم قفسه سینه بر اثر تنفس و تغییر امپدانس ناشی از آن، تعداد تنفس جاندار سنجیده می شد.سنسور تنفس شامپانزه از جنس یک پلاستیک انعطاف پذیر بود و لوله های پلاستیکی آن با قطر داخلی ۱۲۵/۰ اینچ،قطر خارجی از ۱۸۷۵/۰ اینچ و به طول حدود کمتر از ۱ اینچ دور قفسه سینه گذاشته شده بود.دمای عمقی نیز توسط حسگر رکتال که با استفاده از فیکسچرهای ساده ای روی کمر جاندار ثابت شده بود سنجیده شد. این حسگر در حدود ۸ اینچ در داخل مقعد قرار داده شد و توسط نوار اعمال شده به باسن ثبت می شد. در پروژه ی مرکوری (سرنشین دار) برای چکاب پزشکی فضانورد از انتقال صداها به عنوان یک منبع با ارزش استفاده می شد. به گونه ای که در این پروازها، پزشکان برای ارزیابی خلبان از گزارش کردنِ پرسش و پاسخ استفاده می کردند.

یبلیبل - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

با این وجود، این روش اطلاعات چندان درستی را در اختیار پزشکان قرار نمی داد. تصاویر عکاسی و فیلم های گرفته شده توسط دوربین در حال پرواز نیز ارزش کمی را در نظارت پزشکی نشان دادند. این امر به دلیل موقعیت ضعیف دوربین ها و شرایط نوری مختلف که ناشی از وضعیت عملیاتی پرواز می شد، بود. بدین منظور، دانشمندان به طراحی دستگاهی پرداختند که بتواند برخی از پارامترهای فیزیولوژیکی فضانورد را به دست آورد و در نظارت پزشکی به آنان کمک کند. این دستگاه “سیستم اندازگیری پارامترهای فیزیولوژیکی” یا به عبارتی “Bioinstrumentation System” نام داشت. سیستم اندازگیری پارامترهای فیزیولوژیکی دستگاهی است که مانندِ لباس توسط فضانوردان برای اندازه گیری پارامترهای اولیه  فیزیولوژیکی سفر به فضا پوشیده می شد. این پارامترهای اصلی اندازه گیری شامل: ضربان قلب، فشار خون، تعداد تنفس و درجه حرارت بدن بودند.در نتیجه، در طراحی آن از بیوسنسورها استفاده کردند.

6f54sd65f4 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

این سنسورهای پزشکی در درجه اول با این هدف مورد استفاده قرار گرفت که تعیین کند آیا فضانورد از نظر فیزیولوژیکی قادر به ادامه مأموریت است یا نه؟ و در درجه دوم برای این که مشخص کند آیا انواع مختلفی از این سنسورهای پزشکی استفاده شده برای جمع آوری داده های پزشکی کفایت می کند یا نه؟انواع این بیوسنسور ها شامل: سنسورهای نوار قلب (ECG)، سنسورهای نوار مغز (EEG) و سنسورهای پاسخ گالوانیک پوست (GSR) می شدند. فضانوردان این سنسورهای زیست پزشکی را به عنوان بخشی از سیستم اندازهگیری پارامتر های فیزیولوژیکی زیر لباس فضایی خود می پوشیدند. این سنسورها در پروژه ی مرکوری ۳ تا ۹مورد استفاده قرار گرفتند. هدف از این آزمایشات بررسی پاسخ های فیزیولوژیکی فضانوردان و هدف تحقیقاتی بررسی عملکرد فیزیولوژی قلب و عروق و پزشکی بالینی بود.

f5sd4f65sd 4 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

سیستم اندازه گیری پارامترهای فیزیولوژیکی در ارائه اطلاعات فیزیولوژیکی به پرسنل پزشکی زمینی مورد استفاده قرار گرفت. این وسیله از یک الکتروکاردیوگراف (ضربان نگار قلب)، یک امپیدانس دم سنج، یک مبدل DC به DC، دستگاه تهویه دما بدن و الکترود مناسب، حسگر دما و کابلهای به هم متصل شده تشکیل شده است. این سیستم همچنین، در مأموریتهای آپولو ۷ تا ۱۷، جمینی ۴ تا ۷ و برنامه ی اسکای لب مورد استفاده قرار گرفت.الکترود سمت راست قبل از اینکه به پوست متصل شود برای اولین بار  با چسب رنگ شده بود.قرار گرفتن ۴ لید الکترو کاردیوگراف  (ECG) را که به فضانوردان در طی پروژهی مرکوری وصل شده نشان می دهد.

f5sd4f65sd 3 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

در پروژهی مرکوری برای اولین بار در طب هوا-فضا، چهار لید (ECG)مورد استفاده قرار گرفته بود.الکترودهای الکتروکاردیوگرافی که از امپدانس پایین برخوردار بودند با تقویت کننده ی فضاپیما مطابقت داده شدند و در این پروژه پرواز دوامی بیشتر از ۳۰ ساعت، مورد نیاز بود که این الکترودها چنین ماندگاری را دارا بودند و عملکرد بسیار خوب و اطلاعات بسیار عالی از سرعت و ریتم ضربان قلب را فراهم کردند.

f5sd4f65sd 5 - مهندسی پزشکی در فضا(Medical Engineering in Space)

مهندسی پزشکی در فضا-دانستنی مهندسی پزشکی-کاربرد مهندسی پزشکی در فضا-تجهیزات پزشکی در فضا-کاربرد های مهندسی پزشکی-عملکرد تجهیزات پزشکی نقاط مختلف

 



دسته بندی : آشنایی با تجهیزات پزشکی , تازه ها ی سایت , تازه های مهندسی پزشکی , تجهیزات پزشکی , ربات های پزشکی , مطالب برگزیده
ارسال دیدگاه

تبلیغات