Təhsil gündəmi / 03 aprel 2021

BİOTİBBİ TEXNOLOGİYALAR MÜHƏNDİSLİYİNİN TƏDQİQAT İSTİQAMƏTLƏRİ: REABİLİTASİYA MÜHƏNDİSLİYİ

Biotibbi texnologiyalar sahəsində ən maraq cəlb edici tədqiqatlar və tətbiqlər arasında rəqəmsal səhiyyə sisteminin qurulması yer alır. Son dövrün tədqiqatlara nəzər yetirdiqdə müxtəlif sensorlar vasitəsilə pasientlərdən daxil olan bioloji mənşəli siqnalların ölçülməsi ilə ilkin diaqnozu, müalicəyə cavab prosesinin monitorinqi, məsafədən xroniki xəstəliklərin monitorinqi kimi istiqamətlər hələ də öz aktuallığını qurumaqdadır. Misal üçün inkişaf etdirilmiş sistemlər EKQ, nəbz, dəri qalvanik reaksiyası kimi ölçmə nəticələrinin analizində yeni imkanlar təqdim etmişdir. İnkişafların bazasında elektronika sahəsinin rolunun olması bir həqiqətdir. Elektron cihaz və qurğuların bioloji və tibbi məqsədlərin reallaşmasına xidmət göstərməsi məqsədilə müxtəlif tədqiqatlar aparılır. Elektronika sahəsində miniatürləşmə prosesi də biotibbi tədqiqatlara öz təsirini göstərmişdir. Belə ki, nonorobotların olduqca imkanları çərcivəsində biotibbi məqsədlər üçün istifadəsinə yönəlmiş tədqiqatlara rast gəlmək mümkündür. Misal üçün tibbi vizuallaşdırma sistemlərində yüksək floresan hasil edən müxtəlif molekulyar ölçülərdə yarımkeçirici nanokristallar olan kvant nöqtələrindən istifadə olunur (X-ray floresan spektrotrometriya). Elektron sistemlərin təkmilləşdirilməsi yalnızca diaqnostik tələblərin ödənilməsinə xidmət etmir, eyni zamanda müalicəvi vasitələrin inkişaf etdirilməsi və yeni növ müalicə vasitələrinin yarılması imkanları da genişlənmişdir. Misal üçün son dövrlərdə daha çox təsadüf olunan xəstəliklərdən birinə çevrilmiş Parkinson xəstəliyi üçün yeni stimulyasiya cihazları yaradılmışdır. Samsung və Medtronic şirkətlərinin ortaq tədqiqatları əsasında 2019-cu ildə ABŞ-da elektrik impulslarını beyinə birbaşa çatdırmaq üçün cərrahi üsullarla implantasiya olunan tibbi stimulyator (Deep Brain Stimulation (DBS)) hazırlanmış və bu stimulyator FDA (U.S. Food and Drug Administration) tərəfindən təsdiq edilmişdir.


Biotibbi   texnogiyalar sahəsində sistem analizi və modelləşdirmə texnikalarının bioloji sistemlərə tətbiq olunması, fizioloji sistemlərin parametrlərinin ölçülməsi və monitorizasiyası, bioelektrik məlumatlarla əlaqədar siqnal emal metodlarının diaqnostik məqsədlər üçün istifadəsi, xəstə ilə əlaqədar məlumatların kompüter analizi, müalicəvi məqsədli üsul və sistemlər, tibbi vizuallaşdırma sistemlərinin inkişaf etdirilməsi, kompüter vasitəsilə diaqnozun qoyulması istiqamətli metodların işlənməsi kimi tədqiqat istiqamətlərini qeyd olar.

Biotibbi tədqiqatların intensiv xarakter daşıdığı bir istiqamət isə fiziki məhdudiyyətlərə malik insanların normal həyat şəraitinə adaptasiyasına təmin etmək üçün tibbi vasitələrin və metodların hazırlanması və inkişaf etdirilməsidir. Məhz buna görədir ki, biotibbi texnologiyalar adı altından çıxaraq yeni istiqamətə çevrilmiş “reabilitasiya mühəndisliyi” artıq xarici universitetlərdə ixtisas və ixtisaslaşma kimi tədrisi aparılır. Reabilitasiya mühəndisliyinin maraq dairəsinə uyğun inkişaf etdirilən sistem və cihazlara köməkçi vasitələr deyilir ki, bu cihaz və sistemlər sadə qoltuqaltı əsadan yüksək tibbi texnoloji məhsullar sayılan sinir protezlərinə qədər olduqca geniş bir sahəni əhatələyir.

Mexanika, elektrik-elektronika və kompüter elmlərinin inteqrasiyasiyasınından formalaşan mexatronikanın ən vacib tətbiq sahələrindən biri tibbin reabilitasiya sahəsidir. Tibbi reabilitasiya sahəsində mexatronik vasitələrin tətbiqi fiziki məşqlər, hərəkət dəstəyi, bir sözlə xəstə hərəkətliliyi istiqamətində böyük imkanlar yaratmaqdadır. Mexatronik sistemlər tibbi sahədə cərrahi reabilitasiya və protez kimi vacib vasitələrin yaradılmasında istifadə olunur. Onda qeyd edə bilərik ki, reabilitasiya mühəndisliyi bir növ mexatronika mühəndisliyi ilə bir vəhdət təşkil edir. Tərif formasına çevirsək, mexatronik sistemlərin tibbi müdaxilələrdə istifadəsi ilə məşğul olan biotibbi texnologiyalar mühəndisliyinin bir qolu reabilitasiya mühəndisliyidir. 

Reabilitasiya mühəndisliyində davam edən tədqiqatlar, insanların fiziki və ya idrak funksiyalarını bərpa etmələrinə kömək edə biləcək yenilikçi texnologiyaların və texnikaların layihələndirilməsini və inkişafını əhatə edir. Misal üçün:

Reabilitasiya robotları: bu robotik sistemlər reabilitasiya prosesində köməkçi vasitə kimi istifadə olunur. Ağıllı reabilitasiya roborları iflic olunmuş şəxslərdə hərəkət aktının bərpa olunması müddətində təlim üçün ideal bir vasitədir.

Fiziki protezlər: Sərtliyi artırılmış topuqlar, ekzoskeletlər, ağıllı süni ayaqlar və əllər (bionik protezlər) kimi fiziki çatışmamazlıqların bərpa edilməsi üçün texniki vasitələrin işlənməsində istifadə olunur. Bu istiqamət üzrə tədqiqatçıların təbii meydana çıxan hərəki aktların və protez yerləşdirilmiş xəstənin hərəkət ardıcıllıqlarını təqdil etməyi bacaran texnologiyaların layihələndirilməsi və protezlərin funksiyalarının inkişaf etdirilməsi kimi məsələlər hər zaman diqqət mərkəzindədir. 

İnkişaf etdirilmiş kinematika: Bu istiqamətdə insan hərəkətlərini, əzələ elektrofiziologiyasını və ən əsası beyinin aktivliyini analiz edərək insan fəaliyyətini izləmək və ikincili yaralanmaların qarşısını almaq məqsədli tədqiqatlar  aparılır. 

Sensor protezlər: naviqasiya və kommunikasiyanı təmin etmək, asılılığı azaltmaq və cəmiyyətə inteqrasiyanı artırmaq üçün itirilmiş bəzi bədən funksiyalarını əvvəlki formasında bərpa etmək üçün retina və koklear hissi implant sensorların hazırlanması istiqamətli tədqiqatlar aparılır.

Beyin-kompüter interfeysi: ciddi dərəcədə fiziki məhdudiyyətlərə sahib şəxslərin əlaqə qurmasını və informasiyaya əlçətanlığını təmin etmək üçün beyin – kompüter interfeyisinin təkmilləşdirilməsi istiqamətində müəyyən işlər artıq görülmüşdür. Bu texnologiyalarda şəxsin kompüterdə kursoru hərəkət etdirməsi və ya menyulara daxil olması, müəyyən mətn mesajların göndərməsi üçün robotik qolu hərəkətə gətirən idarəedici siqnalları göndərmək üçün bioelektrik siqnallarından istifadə olunur. 

Orqan funksiyalarının modulyasiyası: sidik və nəcisin saxlanılmasında və cinsi problemlərə  müdaxilə etmək məqsədilə orqan funksiyalarının modulyasiyası üsulundan istifadə olunur. Periferik sinir sisteminin neyromodulyasiyasındakı son irəlləyişlər onurğa beyin travmalarında orqan funksiyalarının yaxşılaşdırılması vəddini verir. Göründüyü kimi, reabilitasiya mühəndisliyinin yeni və bir o qədər də vacib istiqamətlərindən biridir.

İkincili xəstəlik müalicəsi: Burada ağrının idarə olunması istiqamətli tədqiqatlar və tətbiqlər yer alır. “Gate control” nəzəriyyəsi artıq fundamental əsasları mövcuddur, bununla da ağrının müəyyən zonada bloklaşdırılması mümkün olmuşdur.

Yuxarıda deyilən məsələri ümumiləşdirsək reabilitasiya mühəndisliyi istiqamətində aparılan tədqiqatları üç əsas istiqamətini qeyd edə bilərik:

1. Hərəkət məhdudiyyətliliyi olan şəxslər üçün ağıllı reabilitasiya robotları ilə hərəkət təlimini təmin edən vasitələrin yaradılması istiqamətli tədqiqatlar;

2. Virtual reabilitasiya ilə məşqlərin fərdi xəstə tərəfindən evdə aparılmasına və terapevtin internet üzərindən məşqlərin gedişatının izləməsinə imkan verən texnologiyaların yaradılması istiqamətli tədqiqatlar;

3. Ciddi dərəcədə fiziki məhdudiyyətlərə sahib şəxslərin cəmiyyətdə öz yerini alması üçün kompüter interfeysləri ilə ünsiyyət qurmasına yönəlmiş tədqiqatlar.

Burada biotibbi texnologiyalar mühəndislik istiqamətinin təhsil imkanlarını da qeyd etmək lazımdır. Təəssüflər olsun ki, bu ixtisas üzrə azərbaycanda təhsil müəssisələrində (təhsilin bütün səviyyələri üzrə) tədris imkanları mövcud deyildir. Xarici universitetlərdə isə reabilitasiya mühəndisliyi daha çox magistr ixtisaslaşması olaraq kadr hazırlığı aparılır. Diqqət yetiriləsi bir məqam isə bu magistr dərəcəsinə elektrik-elektronika, mexatronika, sənaye və maşın mühəndisliyi kimi bakalavr təhsili tamamlamış tələbələr müraciət edə bilməsidir. Qardaş Türkiyədə isə qeyd olunan mühəndislik istiqaməti üzrə “Fizioterapiya və Reabilitasiya” ixtisas adı altında kadr hazırlığı aparılır. Dİgər xarici ölkələrdə olduğu kimi Türkiyədə də oxşar təcrübə mövcuddur, yəni reabilitasiya mühəndisliyi daha çox magistr ixtisaslaması kimi tədrisi aparılır. Bundan başqa Türkiyədə peşə təhsil müəssisələrində də bu istiqamət üzrə kadr hazırlığı aparılır. 


Qadir QAFAROV,

AzTU-nun “Mühəndis fizikası və elektronika” 

kafedrasının müəllimi