ةالسابعاحملاضرة واألعضاءهندسة األنسجةهندسة املعلومات و

نزيه شجاع العثماين

ويةقسم اهلندسة الكهربائية وهندسة احلاسبات شعبة الطبية احلي/ أستاذ مساعدجامعة امللك عبدالعزيز

ةتوطني صناعة األجهز –مستشار وكيل وزارة الصحة املساعد القتصاديات الصحة URL: http://nothmany.kau.edu.sa

Blog: http://alothmany.meTwitter: @nothmany

Facebook: http://www.facebook.com/nothmany

هندسة املعلومات احليوية

.يركز هذا التخصص على تطبيقات احلاسب اآليل وبرجمته يف جمال الطب•:تنقسم تطبيقات التخصص لقسمني رئيسيني•

تصميم الربامج اليت تقوم باجراء احلسابات املعقدة للتعرف على األورام السرطانية واج. راء حتاليل التعرف 1.على خصائص احلمض النووي من خالل الصور الطبية

التعامل مع أنظمة معلومات املرضى ومراجعي املستشفيات والعيادات اخلاصة الذي يصل ع. ددهم 2.للماليني

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

التعرف على اخلارطة اجلينيةييوجد داخل اخلاليا ما يسمى باحلمض النوو •ن حيوي احلمض النووي معلومات شكل اإلنسا•

ص ولونه ومستوى ذكاؤه والكثري من اخلصائاألخرى اخلاصة به

خالل ميكن الكشف عن األمراض املستقبلية من•قراءة شكل احلمض النووي

مض هناك برامج حاسب تقوم بفحص صور احل•النووي وتشكيل خارطة حتدد خصائصه

احلمض جيري العلماء العديد من االختبارات على•النووي والكروموسومات ومكونات اخللية

يم تلك ويساعدهم املهندسون الطبيون يف تصمالربامج

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

معاجلة الصور واإلشارات الطبية

بية ختصص يعىن مبعاجلة الصور الط•الستخالص املعلومات اليت تساعد

من األطباء يف التشخيص بشكل أدق و تطبيقاته

ودةختزين الصور بأحجام أقل وبنفس اجل–يةالكشف التلقائي عن األورام السرطان–أنظمة املالحة الطبية جبسم اإلنسان–التصميم الثالثي األبعاد–

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

نظم معلومات املرضى

مستشفى بدون ورق•

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

نظم معلومات املرضىيمكن يستخدم احلاسب حلفظ معلومات املريض ل•

اسرتجاعها يف أي وقت ومن أي مكان يف املستشفى

تشخيص الطبيب–طلب التحاليل–الوصفات الطبية–نتائج حتليل املختربات–صور األشعة وأفالمها–احملاسبة املالية–مواعيد املريض وارسال رسائل تذكري باجلوال–التقارير الطبية–املالحظات الصوتية للطبيب–

ميكن استخدام احلاسب الشخصي أو اجلوال أو•إما األندرويد الستعادة ومراجعة معلومات املريض

.نتمن املستشفى أو من املنزل عن طريق اإلنرت Prepared by Dr Nazeeh Alothmany,

http://nothmany.kau.edu.sa

مستقبل نظم املعلوماتب من أي توصيل كل مستشفيات العامل من خالل االنرتنت ليتمكن أي طبي•

. العاملمكان يف العامل مشاهدة تقارير التحاليل وصور األشعة ألي مريض يف.ميكن عندها تشخيص حالة املريض من أي مكان يف العامل•لكرتونية للطبيب ميكن تركيب أجهزة على املرضى يف منازهلم تقوم بإرسال رسائل ا•

درجة كهرباء القلب، كهرباء الدماغ،)حتوي معلومات مهمة عن حالة املريض ان هناك حاجة فيقرر الطبيب إن ك( احلرارة، تركيز السكر، تركيز األمالح يف الدم

.للمريض أن حيضر للمستشفىة ومت التقدمي مت تصميم جزء من اجلهاز يف معامل شعبة اهلندسة الطبية باجلامع•

على براءة اخرتاع على اجلهاز وما زلنا يف انتظار النتيجة

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

هندسة إعادة التأهيل

ن م أجزاءايفقد البعض من الناس •أجسامهم أو بعض حواسهم نتيجة

، للمرض، حوادث السيارات أو العمل.واحلروب

صميم هتتم هندسة إعادة التأهيل بت•أنظمة وأجهزة تساعد ذوي

مع االحتياجات اخلاصة يف التعامل.اجملتمع بشكل فعال

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

تطبيقات هندسة إعادة التأهيلطدام عصا تساعد فاقدي البصر على جتنب االص•

.باألشياءات يوجد بطرف العصا مصدر ألشعة ليزر أو موج•

.فوق صوتيه يرسل املوجات لألمامصا عند وجود جدار أمام العصا، ترتد املوجات للع•

ني العصا ويستلمها نظام الكرتوين حيسب املسافة بن واجلدار من خالل قسمة سرعة املوجات على الزم

.الذي استغرقته لالرتدادتخدم تصدر العصا صوتا أو اهتزازات يف يد املس•

حتذره من وجود جسم أمامهPrepared by Dr Nazeeh Alothmany,

http://nothmany.kau.edu.sa

تطبيقات هندسة إعادة التأهيل العصر أحد أبرز علماء الفيزياء النظرية يفهوكينجستيفن •

احلديثهو مرض 21مبرض عصيب وهو يف عمر هوكينغأصيب •

وهو مرض مميت ال دواء له وقد ذكر ALSالتصلب اجلانيب د املرض األطباء أنه لن يعيش أكثر من سنتني، ومع ذلك جاه

اآلن وهي مدة أطول مما ذكره األطباء، ذلك 70وهو يف عمر املرض جعله مقعدا متاما غري قادر على احلراك،

درس يف جامعة أكسفورد وحصل منها على درجة الشرف•دج للحصول األوىل يف الفيزياء، أكمل دراسته يف جامعة كامربي

علم الكون يف علم الكون، له أحباث نظرية يفالدكتوراةعلى كا احلرارية، وله وأحباث يف العالقة بني الثقوب السوداء والدينامي

.دراسات يف التسلسل الزمينطباعة على يستخدم جهازا ميكنه من البحث يف االنرتنت وال•

قدم احلاسب اآليل من خالل حساسات حول رأسه حيركها لياألوامر للحاسب اآليل

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

تطبيقات هندسة إعادة التأهيلالتحكم يف كرسي عجالت بإشارات الدماغ•ميكن التقاط إشارات الدماغ من خالل •

تخدممركبة يف خوذة يلبسها املسالكرتوداتيد إذا يقوم حاسب آيل بالتقاط اإلشارات وحتد•

عة أو ما كان املستخدم يرغب يف احلركة السري.توقفالبطيئة أو اللف لليمني أو اليسار أو ال

ات الدماغ هناك تطبيقات كثرية حتاول فهم إشار •جات وتنفيذ أوامر معينة تساعد ذوي االحتيا

اخلاصة يف التفاعل مع اجملتمعPrepared by Dr Nazeeh Alothmany,

http://nothmany.kau.edu.sa

األطراف الصناعية

اف هناك علم يعىن بصناعة األطر •الصناعية اليت تساعد ذوي

ة االحتياجات اخلاصة على احلركوالتفاعل مع اجملتمع

مة ميكن تصميم الكثري من األنظ•بعض اليت تعوض جزءا مما يفقده

املرضى من أطراف أو وظائف حيوية مهمة

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

اهلندسة الطبية الكيميائية

.م رفضهاتعويض األعضاء املفقودة يواجه حتدي كبري وهو قبول اجلسم لألعضاء اجلديدة وعد•سم اإلنسانتغيري خصائص املواد لتتحول ملواد مالئمة جلتعىن اهلندسة الطبية الكيميائية ب•ملاذا؟•

.احلاجة لتبديل وتغيري بعض أجزاء جسم اإلنسان املعطوبة أو املريضة–.واد اجلديدةتغيري خصائص املواد لتتالئم مع جسم اإلنسان لكي ال تقوم خاليا الدم البيضاء مبحاربة امل–

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

أعضاء مصممة لتعويض جسم اإلنسان

الركبة الصناعية•عظمة احلوض الصناعية•دعامات األسنان•صمام القلب الصناعي•

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

صمام القلب الصناعي

صمام ميكانيكي يستبدل أحد صمامات•القلب املريضة

يسمح مبرور الدم باجتاه واحد فقط•يتحمل ضغطا مرتفعا •ح يتم يتم زرعه من خالل عملية قلب مفتو •

ته حمل فيها إيقاف القلب وقطعه مث خياطالصمام املريض

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

حتديات اهلندسة الطبية الكيميائية

يصعب إجياد مواد يقبلها جسم اإلنسان وال حيارهباسم توجه العلماء اآلن إلنتاج أعضاء جديدة باستخدام خاليا من نفس ج

اإلنسان

اخلاليا واألنسجةجةتتجمع اخلاليا سويا لتشكل األنس•ضاءتتجمع األنسجة سويا لتكوين األع•تتجمع األعضاء لتكون جهازا•العظام تتجمع خاليا لتكون نسيج: مثال•

العظمياليت تتجمع لتكون جهاز اهليكلوتنقسم يبدأ اجلنني خبلية واحدة تنقسم•

.انوتتشكل أنسجة وأعضاء جسم اإلنسهناك خاليا خاصة يف اإلنسان جديدة•

تلفة ميكنها أن تتشكل لتكون أعضاء خم(خاليا جذعية)تسمى

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

اخلاليا اجلذعيةبسرعة وميكن اخلاليا اجلذعية تشبه خاليا اجلنني اجلديدة، حيث تتكاثر•

(كلية، كبد، قلب)تشكيلها لينتج عنها أي نسيج جديد اخرتاع ميلكون براءةنالذيالسعوديات إهلام أبو اجلدايل احد العلماء . د•

لتعويض اجللدالنتاج خاليا جذعيةلب د صفوق الشمري، عامل سعودي يعمل أيضا يف صناعة خاليا الق•

باستخدام اخلاليا اجلذعية

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

هندسة األنسجةعلم جديد ما زال يف أوله•عب إجياد ويص( كلى، كبد، قلب، أعضاء اخرى)حيتاج الكثري من املرضى نقل أعضاء •

متربعني ويصعب أيضا إجياد اعضاء تتوافق مع املريضريض من نفس جسم امل( تسمى جذعية)حتاول هندسة األعضاء استخدام خاليا خاصة •

.إلنتاج خاليا جديدة تتطور لتعويض اخلاليا املريضة يف جسم اإلنسانلعملية ألنه من استخدام خاليا من نفس اجلسم تعين أن اجلسم سيقبل العضو الناتج من ا•

نفس جسم اإلنسان مث يتم زرع اخلاليا يشبه هيكل املبىن( سكافولد)تبدأ عملية صناعة األنسجة ببناء هيكلة •

السكافولداجلذعية مع مواد كيميائية داخل هذا تم زراعتهيف ظروف خمتربية إىل أن ينتج العضو املطلوب لتالسكافولدحيفظ •ة امللك عبدالعزيزللعظام واجللد يف معامل قسم اهلندسة الطبية جبامعسكافولدمت تصميم •

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa

أفالم عن صناعة األنسجة

فيلم الرئة•صناعة األنسجة•فيلم القصبة اهلوائية•الصناعيةفيلم األذن •

عاملة سعودية تنتج خاليا جذعية للجلد•جديدةعامل سعودي بفريق حبثي ينتج خاليا قلب •

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany, http://nothmany.kau.edu.sa