Engenharia biomédica

Animação obtida por ressonância magnética

A Engenharia Biomédica é uma área que integra princípios das ciências exatas e ciências da saúde, desenvolvendo abordagens inovadoras aplicadas na prevenção, diagnóstico e terapia de doenças. Esta área da Engenharia está em grande expansão e se dedica ao desenvolvimento e produção de próteses, instrumentos médicos, equipamentos de diagnóstico, e ao estudo dos organismos vivos do ponto de vista da engenharia. Além disso, os Engenheiros Biomédicos estão aptos a ocupar cargos em hospitais e clínicas (administração hospitalar e engenharia clínica), indústrias e empresas da área médica (elaboração e desenvolvimento de novos equipamentos) e universidades (pesquisa). A Engenharia Biomédica é uma área multidisciplinar que conjuga conhecimentos de química, física, biologia e medicina bem como as técnicas de engenharia química, engenharia eletrónica, engenharia mecânica, engenharia biológica, engenharia dos materiais, bioinformática, bioengenharia e engenharia física.

Funcionamento do corpo humano

As técnicas de engenharia podem ser aplicadas ao estudo do corpo humano. Nesta óptica, um engenheiro está interessado no transporte e na transformação de alimentos, sangue e oxigénio no corpo humano, com as propriedades dos materiais que o constituem, com a distribuição de elementos químicos e com as propriedades dos tecidos. Estas informações são utilizadas para produzir modelos do corpo humano com os quais é possível prever os efeitos das terapêuticas a efectuar.

Radiografia de um fémur artificial.

Aparelho moderno de imagiologia por ressonância magnética

Biomateriais e desenvolvimento de próteses

Determinadas pessoas, quer devido a acidentes, doenças degenerativas ou a deficiências físicas, podem precisar de próteses. Estas próteses têm que ser adequadas à função a que se destinam. Para isso são desenvolvidos novos materiais mais compatíveis com o corpo humano. Estes materiais têm de obedecer a um vasto número de parâmetros de modo a serem biocompatíveis. A biocompatibilidade é essencial para a implementação in-vivo dos biomateriais, de modo a minimizar quaisquer possíveis reacções de rejeição. A título de exemplo, é de referir a esterilidade do biomaterial, que é uma propriedade extremamente importante na àrea dos biomateriais.

Imagiologia

As técnicas de imagiologia são utilizadas no diagnóstico. Entre estas técnicas encontram-se:

• Radiografia
• Tomografia axial computorizada
• Ultra-sonografia
• Fluoroscopia
• Ressonância magnética
• Tomografia por emissão de positrões (PET)
• Tomografia por emissão de positrão único (SPECT)

Kits de diagnóstico

Os kits de diagnóstico são elaborados pelos engenheiros biomédicos por meio de estudos e pesquisas na área, de modo que estes possam fazer parte do cotidiano da medicina, no seu uso geral, bem como trazer novos benefícios na prevenção e no tratamento de doenças.

Em 1998, Richard Flemmerson foi um dos poucos engenheiros biomédicos a elaborarem equipamentos isolados para o tratamento do câncer de bacia. Seu kit era composto por uma série de componentes, provindos das mais diversas áreas da engenharia, e o tratamento para esse tipo de câncer sofreu significativa melhora após a introdução de novas ferramentas, todas elas patenteadas pela Flemmerson Health & Care Inc.

Ao elaborar um kit de diagnóstico, o engenheiro biomédico deve se basear na área em que se encontra e por meio de estudos e pesquisas obter as peças-chave para a elaboração da mesma, tendo em vista a junção motora das engenharias biomédica e mecatrônica. Também utilizada na engenharia de reabilitação, os kits biomédicos podem ser adquiridos pelas empresas que financiam os estudos e pesquisas sobre novas formas de obter os sinais vitais que precisam o corpo humano

Bomba para injecção subcutânea contínua de insulina, un exemplo de engenharia biomédica baseada na aplicação de engenharia electrónica a um dispositivo médico.

Bioinformática

Ver artigo principal: Bioinformática

A quantidade de informação biológica tem aumentado exponencialmente nos últimos anos, quer por causa do aumento da produção científica quer, especificamente, por causa do projecto genoma humano. Esta informação tem que ser tratada e processada através de programas de computador e esse é o papel da bioinformática. Actualmente estão a ser desenvolvidos códigos numéricos para analisar o genoma humano, pesquisar publicações científicas e prever a estrutura de proteínas.

Segurança

As restrições de segurança são muito importantes. Alguns intrumentos médicos não são completamente seguros. Normalmente, foi necessário adicionar sistemas de segurança. O próprio instrumento é capaz de diagnosticar as suas próprias falhas, desligando-se e impedindo dessa forma o seu uso indevido. Normalmente, as normas de segurança exigem que, ao longo do tempo de vida do instrumento, não deve ocorrer nenhuma falha de segurança que ponha em risco a saúde de um paciente.

Alguns intrumentos médicos têm que ser esterilizados. Este facto coloca vários problemas de engenharia, dado que os materiais usados e o próprio instrumento têm que resistir ao calor.

Os testes dos instrumentos médicos têm que ser exaustivos. Por exemplo, o software tem que ser sujeito a todas as situações possíveis antes de poder ser utilizado. Isto obriga a que os instrumentos sejam tão simples quanto possível para prevenir efeitos inesperados.

As normas reguladoras impostas pelos governos deverão estar sempre presentes na mente de um engenheiro biomédico. A fim de se satisfazerem as medidas reguladoras, muitos sistemas biomédicos devem possuir uma documentação, em que se apresente o modo de manuseamento, design, construção, testes e entrega. Isto é pensado para incrementar a qualidade e a segurança da terapia reduzindo possíveis falhas que poderiam ser acidentalmente omitidas.

Os engenheiros biomédicos trabalham essencialmente tendo por base dois pontos de vista regulamentares. Esses parâmetros afectam directamente a saúde dos cidadãos, pois os instrumentos médicos, são construídos com base nesses parâmetros.

Nos Estados Unidos, a Food and Drug Administration adopta uma posição adversária. Actualmente regula instrumentação bem como fármacos, e avalia a fiabilidade de novas terapias e novos instrumentos.

A Evolução das Ciências Biomédicas em Portugal

Hoje em dia estamos perante uma sociedade do conhecimento, que nos possibilita o intercâmbio de saberes através dos mais variados meios de comunicação. Esta sociedade revela-se importante na estruturação de novas metas a serem atingidas ao longo dos tempos, bem como na renovação / actualização permanente dos conceitos já existentes. As ciências biomédicas não são excepção e inserem-se em diversos tipos de áreas científicas. A evolução torna-se cada vez mais importante nos domínios da Saúde, sendo de certa forma necessário investigar novos métodos, bem como novas técnicas em múltiplas vertentes das ciências biomédicas. Em Portugal, assistimos a um aumento do número de pessoas envolvidas na prestação de serviços, no que diz respeito a todas as áreas da Saúde. É de salientar que Portugal vai tentando colmatar algumas das lacunas existentes nas áreas científicas.

• A primeira instituição portuguesa dedicada ao ensino e investigação interdisciplinar em ciências biomédicas surgiu em 1975 no seio da Universidade do Porto: o Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar (ICBAS).

• No ano 2000 apareceu a licenciatura em Engenharia Biomédica com a abertura da Faculdade de Engenharia da Universidade Católica Portuguesa, em 2001 foi criada também uma no Instituto Superior Técnico, seguindo-se, em 2002, a Universidade Nova de Lisboa, a Universidade de Coimbra e a Universidade do Minho.

• Em 2006, a Universidade do Porto previu para o ano lectivo de 2006/2007 um Mestrado Integrado de cinco anos na área de Bioengenharia. Este curso, da inciativa conjunta da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e do Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar da UP (ICBAS), baseia-se na formação através de um Mestrado integrado de 5 anos, previsto na recente Lei de Bases do Sistema Educativo (acordo de Bolonha). A designação escolhida para o curso (BioEngenharia) pretende englobar as diferentes aplicações de Engenharia incluídas nesta formação, conhecidas internacionalmente por Engª Bioquímica (ou Engª Biológica) e Engª Biomédica, que correspondem a mercados de trabalho em parte diferenciados, mas com formação inicial de base comum. O curso oferece três Ramos ou Especializações (Engenharia Bioquímica, Engenharia Biomédica, Biotecnologia Molecular), após um Tronco Comum de 2 anos. Os dois primeiros Ramos estão centrados na Faculdade de Engenharia, enquanto o terceiro Ramo está centrado no Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar.

• Em 2006/2007 iniciou no Instituto Politécnico do Porto, a licenciatura em Engenharia Biomédica. Este curso, à semelhança do que acontecia em outras instituições de ensino superior, resultou da iniciativa conjunta de duas unidades orgânicas desse instituto: A Escola Superior de Tecnologia da Saúde do Porto e a Escola Superior de Estudos Industriais e de Gestão.

• Em 2007 é criado um Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Existem actualmente profissionais que realizam funções semelhantes às do engenheiro biomédico, mas que derivam de áreas distintas (Medicina, Física,...). Prevê-se uma especialização mais concreta de um engenheiro biomédico, face aos profissionais já existentes, dado que o engenheiro biomédico recebe uma formação muito mais abrangente, tendo em vista uma maior capacidade de selecção de informação. Assim iremos continuar a assistir a uma evolução contínua e crescente no campo das ciências biomédicas que irá trazer certamente novos avanços que serão oportunamente utilizados como “material útil” para a comunidade em geral.

Ver também

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• Wikcionário
• Wikiversidade

• Engenharia de tecidos
• Engenharia biológica
• Imagiologia
• Biomecânica
• Bioinformática
• Bioengenharia
• Engenharia dos materiais
• Tecnólogo em sistemas biomédicos
• Biomedicina

Ligações externas

• O que é engenharia biomédica
• Definindo Engenharia Biomédica
• [1]