สาขาย่อยของวิศวกรรมชีวการแพทย์
เนื่องจากวิศวกรรมชีวการแพทย์เป็นสาขาหนึ่งของคณะวิศวกรรมศาสตร์ ที่เน้นศึกษาในด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆทางการแพทย์ จึงได้มีการแบ่งวิศวกรรมชีวการแพทย์ออกเป็นสาขาย่อยเพื่อที่จะได้ตอบโจทย์ในการรักษาผู้ป่วยได้มากขึ้น ดังเช่นตัวอย่างในต่อไปนี้
1. Bioinstrumentation
เป็นสาขาที่นำความรู้ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์, วิทยาการคอมพิวเตอร์, การวัดค่าต่างๆ มาประยุกต์ใช้เพื่อสร้างและพัฒนาอุปกรณ์หรือเครื่องมือวัดสำหรับการวินิจฉัยและรักษาโรคต่างๆ
โดยส่วนมากสาขานี้จะเน้นการใช้ sensor ในการตรวจสอบกระบวนการทำงานของอวัยวะต่างๆ ซึ่ง sensor เหล่านี้จะแปลงสัญญาณที่วัดได้จากร่างกายมนุษย์เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า เพื่อให้ง่ายต่อการวัดค่าและแสดงผล
องค์การนาซ่า (NASA) ถือเป็นหน่วยงานแรกของโลกที่ประดิษฐ์อุปกรณ์เพื่อวัดค่าต่างๆจากร่างกายขึ้นมา เพื่อใช้ศึกษาผลกระทบของการเดินทางในอวกาศต่อมนุษย์ ก่อนที่จะส่งมนุษย์ไปยังอวกาศ
อุปกรณ์ชนิดแรกๆที่ใช้วัดค่าต่างๆจากร่างกายขององค์กร NASA
ในปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยีทางด้าน Bioinstrumentation มาใช้ในอุปกรณ์ที่สามารถพบเห็นในชีวิตประจำวันมากขึ้น เช่น สายรัดข้อมือที่สามารถวัดอัตราการเต้นของหัวใจได้ แล้วส่งข้อมูลที่วัดได้ไปยังแอพพลิเคชั่นใน smartphone เพื่อแสดงผลและวิเคราะห์ผล เป็นต้น
สายรัดข้อมือเพื่อสุขภาพ
2. Biomaterials
เป็นสาขาที่นำความรู้ทางด้านการแพทย์, ชีววิทยา, เคมี, วิศวกรรมเนื้อเยื่อ, และวิทยาศาสตร์วัสดุ มาประยุกต์ใช้เพื่อสังเคราะห์วัสดุชนิดใหม่ๆที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์หรือวัสดุสำหรับปลูกฝังในร่างกายมนุษย์
วัสดุทางการแพทย์อาจจะเป็นวัสดุที่มาจากธรรมชาติหรือการสังเคราะห์ในห้องแล็บก็ได้ โดยอาจทำมาจากโลหะ, เซรามิกส์, พอลิเมอร์, หรือวัสดุเชิงประกอบ ซึ่งในทางการแพทย์จะนำมาผลิตเป็นอุปกรณ์หลายอย่าง เช่น ลิ้นหัวใจเทียม, วัสดุที่ใช้ดามข้อต่อตรงสะโพก, ฟันปลอม, ไหมเย็บแผลที่สามารถละลายได้, และอื่นๆอีกมากมาย
3. Biomechanics
เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับลักษณะการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิต (มนุษย์,สัตว์, พืช, และเซลล์), และลักษณะของการทำงานของกล้ามเนื้อ, กระดูก, และเส้นเอ็น ที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว อีกทั้งยังศึกษาการเคลื่อนที่ของเลือดภายในร่างกาย รวมถึงการเคลื่อนที่แบบอื่นๆในร่างกายอีกด้วย
4. Bioinformatics
เป็นสาขาที่นำความรู้ทางด้านคอมพิวเตอร์มาประยุกต์ใช้ในการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลทางการแพทย์และทางชีววิทยา เช่น การวิเคราะห์ข้อมูลของยีน เป็นต้น
5. Clinical Engineering
เป็นสาขาที่นับว่าเป็นตัวกลางระหว่างวิศวกรรมชีวการแพทย์และผู้ป่วย โดยสาขานี้จะเน้นศึกษาในด้านของการบำรุงรักษาและแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นจากการใช้งานอุปกรณ์การแพทย์ จึงมีความแตกต่างจากสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ตรงที่วิศวกรรมชีวการแพทย์จะเน้นไปในด้านการออกแบบอุปกรณ์การแพทย์ให้สามารถผลิตได้ ส่วน Clinical Engineering จะเน้นทำงานในโรงพยาบาลหรือสถานพยาบาลต่างๆเพื่อแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์การแพทย์ จึงทำให้มีความใกล้ชิดกับผู้ป่วยมากกว่าสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์
Clinical Engineering สามารถทำงานเป็นที่ปรึกษาให้กับแพทย์และผู้บริหารภายในหน่วยงานต่างๆทางการแพทย์ได้ เช่น ทำงานกับหน่วยงานรัฐในการตรวจสอบมาตรฐานของอุปกรณ์การแพทย์ในโรงพยาบาล หรือ เป็นที่ปรึกษาในด้านการออกแบบอุปกรณ์การแพทย์ให้กับวิศวกรชีวการแพทย์เพื่อให้ตอบโจทย์การใช้งานมากขึ้น เป็นต้น
6. Rehabilitation Engineering
เป็นสาขาที่นำความรู้ทางด้านวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์มาใช้ในการออกแบบ, พัฒนา, ทดสอบ, และประเมินผล อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่นำไปใช้กับผู้พิการ ทั้งผู้ที่พิการจากโรคภัยไข้เจ็บและพิการจากอาการบาดเจ็บต่างๆ
ผู้พิการแต่ละคนก็จะมีความพิการที่แตกต่างกันออกไป เช่น การเคลื่อนไหว, การสื่อสาร, การได้ยิน, การมองเห็น, และการรับรู้ เป็นต้น ดังนั้นจึงต้องมีการออกแบบอุปกรณ์การแพทย์ที่เหมาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละคน เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถทำกิจวัตรต่างๆในชีวิตประจำวันได้ดีขึ้น
ในปัจจุบันได้มีการคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆเกี่ยวกับอุปกรณ์ทางการแพทย์สำหรับผู้พิการมากมาย เช่น
- Rehabilitation robotics
เป็นการใช้หุ่นยนต์เพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยในกลุ่มที่ไม่สามารถใช้อวัยวะในการเคลื่อนไหวได้ เช่น ผู้ป่วยที่มีเส้นเลือดที่ไปเลี้ยงสมองอุดตัน เป็นต้น
- Virtual rehabilitation
เป็นการนำเทคโนโลยีโลกเสมือนจริง (Virtual reality, VR) มาใช้เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถออกกำลังกายอยู่ที่บ้านได้ และนักกายภาพบำบัดก็สามารถติดตามผลจากการออกกำลังกาย ผ่านทางอินเตอร์เน็ตได้
- Physical prosthetics
เป็นการนำอวัยวะเทียมมาใช้กับผู้ป่วย เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถเคลื่อนไหวได้ง่ายและสะดวกสบายมากขึ้น
- Advanced kinematics
เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของมนุษย์ เช่น กล้ามเนื้อและสมอง มีการทำงานที่สัมพันธ์กันอย่างไรเพื่อช่วยให้เกิดการเคลื่อนไหว ซึ่งจะช่วยในการป้องกันการบาดเจ็บซ้ำๆในจุดเดิม
- Sensory prosthetics
เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการวิจัยและพัฒนาอวัยวะเทียมที่สามารถสั่งการผ่านทางกระแสประสาทจากสมองได้ เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถใช้งานอวัยวะเทียมได้ง่ายและสะดวกสบายมากขึ้น
- Brain computer interfaces
เป็นเทคโนโลยีที่จะช่วยให้ผู้ป่วยที่ไม่สามารถติดต่อสื่อสารกับผู้อื่นได้ สามารถกลับมาติดต่อสื่อสารกับผู้อื่นผ่านทางคลื่นไฟฟ้าในสมอง โดยสามารถใช้คลื่นไฟฟ้าในสมองมาควบคุมคอมพิวเตอร์, แขนหุ่นยนต์ในการหยิบจับสิ่งของหรือพิมพ์ข้อความได้ และอื่นๆอีกมากมาย
- Modulation of organ function
เป็นการศึกษาเกี่ยวกับอุปกรณ์การแพทย์ที่ใช้ช่วยรักษาความผิดปกติของระบบอวัยวะ เช่น อาการกลั้นปัสสาวะและอุจจาระไม่ได้, อาการบาดเจ็บที่กระดูกสันหลัง ซึ่งส่งผลต่ออวัยวะอื่นๆ เป็นต้น
- Systems Physiology
เป็นการนำเครื่องมือทางวิศวกรรมมาใช้ศึกษาระบบการทำงานของอวัยวะต่างๆในร่างกายมนุษย์ ที่ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม
7. Medical Imaging
เป็นการนำเอาเสียง, รังสีหรือแม่เหล็ก มาใช้ร่วมกับการประมวลผลข้อมูลเชิงอิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างภาพขึ้นมา โดยมีวิธีการมากมาย เช่น X-RAYS และ Ultrasound เป็นต้น
ภาพที่ได้มักจะเป็นภาพของอวัยวะ หรือโครงสร้างของอวัยวะ โดยแพทย์จะนำภาพเหล่านี้ไปใช้การวินิจฉัยและรักษาโรค
สาขาต่างๆที่กล่าวมาข้างต้นเป็นเพียงตัวอย่างส่วนหนึ่งของสาขาย่อยในวิศวกรรมชีวการแพทย์เท่านั้น นอกจากนี้ยังมีสาขาย่อยของวิศวกรรมชีวการแพทย์อีกมากมายที่ไม่ได้ถูกกล่าวถึงในบทความนี้
References :
- 4
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
