SAĞLIK ALANINDA KULLANILAN BİYOMEDİKAL CİHAZLARIN MÜHENDİSLİK FİZİĞİ

Year 2023, Volume: 7 Issue: 1, 62 - 75, 29.06.2023

Murat Ayhan

Abstract

Günümüzde birçok hastalığın tanı, tedavi ve teşhisinde sağlık çalışanlarının işini kolaylaştıran kısa zaman içerisinde detaylı bilgiler edinilmesine olanak sağlayan biyomedikal cihazlar artık sağlıkta vazgeçilmez olarak görülmektedir. Sağlık çalışanlarının tıbbi bilgileri ile mühendislik biliminin mekanik birikimleri ve tasarımları sonucu ortaya biyomedikal cihazlar çıkarıldı. Biyomedikal cihazların ortaya çıkması, multidisipliner çalışmaların sonucunda elde edilen kazanımlarla birlikte önemli noktalara ulaşıldı. Fizikçilerin sağlık alanına sunduğu katkılar özelde sağlık fiziği adında bir disiplin oluşturdu. Bu disiplinin sağlık alanına destekleri temelde teorik ve mekanik olmak üzere iki grupta ele alınabilir. Teoride bilgi akışı sağlayarak sağlığa zararlı maddeler hakkında halk sağlığını korumaya yönelik bilinçlendirme yapılıp farkındalık oluşturuldu. Mekanik boyutta ise cihaz teknolojileri sağlıkçıların işlerini kolaylaştırmayı amaçlamaktadır. Bu cihazlar İnsan hayatını kolaylaştırmanın yanında ayrıca gelecekte toplumların sağlıklı bir yaşam sürmelerine katkı sağlayacağı geçmişteki tecrübelerle görüldü. Geçmişten günümüze biyomedikal cihazların kullanılması ve yapılan uygulamaların hastaların sağlığına kavuşmalarında olumlu etkileri olduğu bilinen bir gerçektir. Bu bağlamda en azından azami ölçüde biyomedikal cihazların işleyişinde bilgi sahip olunması ve cihazların çalışma sistematiğinin teorik olarak bilinmesi önem arz etmektedir. Böylelikle biyomedikal cihazların geliştirilmesi daha kolaylaşacak ve çalışma sistematiğinin temel argümanları hakkında bilgi sahibi olunacaktır. Bir adım ötesi ise daha portatif ve işlevsel cihazlar geliştirilebileceği üzerine tartışma zemini oluşturulacaktır.

Keywords

Biyomedikal cihazlar, sağlık fiziği, cihaz teknolojileri

ENGINEERING PHYSICS OF BIOMEDICAL DEVICES USED IN HEALTH

Abstract

Today, biomedical devices, which facilitate the work of health professionals in the diagnosis, treatment and diagnosis of many diseases, and enable detailed information to be obtained in a short time, are now seen as indispensable in health. Biomedical devices were created as a result of the medical knowledge of healthcare professionals and the mechanical knowledge and designs of engineering science. Important points have been reached with the emergence of biomedical devices and the achievements obtained as a result of multidisciplinary studies. The contributions of physicists to the field of health created a discipline called health physics in particular. The support of this discipline to the field of health can be basically divided into two groups as theoretical and mechanical. By providing information flow in theory, awareness was raised to protect public health about substances harmful to health. In the mechanical dimension, device technologies aim to facilitate the work of healthcare professionals. In addition to making human life easier, these devices will also contribute to a healthy life in the future, it has been seen with past experiences. It is a known fact that the use of biomedical devices and applications from past to present have positive effects on patients' recovery. In this context, it is important to have at least maximum knowledge in the operation of biomedical devices and to know the working systematics of the devices theoretically. Thus, the development of biomedical devices will be easier and information about the basic arguments of the working systematic will be gained. One step ahead, a discussion ground will be created on the possibility of developing more portable and functional devices.

Keywords

Biomedical Devices, Health Physics, Device Technologies

References

• Akgünlü, F., İçöz, D., 2016. Doppler ve Renkli Doppler Ultrasonografinin Fiziksel Özellikleri ve Oral Vasküler Anomalilerde Kullanımı. Turkiye Klinikleri Oral and Maxillofacial Radiology-Special Topics, 2, 80-84.
• Akpolat, V.A., 2008. Osteoporoz Tanısında Kullanılan Kemik Mineral Yoğunluğu Ölçüm Yöntemleri. Dicle Tıp Dergisi, 35, (3), 216-220.
• Ankaralı, H., 2020. Türkiye’de Covid-19 Salgın Sürecinde İhtiyaç Duyulacak Yoğun Bakım Yatak ve Solunum Cihazı Sayılarının Direkt Tahmini. Anatolian Clinic the Journal of Medical Sciences, 25 (Special Issue on COVID 19), 59-62.
• Aydın, A., 2019. Radyoterapide Kullanılan Parçacık Hızlandırıcıları. Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Ana Bilim dalı, Yüksek Lisans Tezi, 19-28.
• Ayhan, M., 2020. Eu+ 3 Komplekslerinin Değişik Geometrilerde Magnetik Davranışlarının İncelenmesi. İnönü Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 100s., Malatya.
• Bera, G., Soret, M., Maisonobe, J.A., Giron, A., Garnier, J.M., Harbert, M.O., Kas, A., 2017. Equivalent Dose Rate Form Patients Wholw- Body FDG-PET/CT. Medecine Nucleaire, 42, (1), 45-48.
• Birand, A., 2008. Kalbin İçrek Gangliyonlanmis Nöral Pleksusu: Intrinsic Cardiac Ganglia. The Anatolian Journal of Cardiology, 8, (6), 451-454.
• Brady, Z., Taylor, M.L., Haynes, M., Whitaker, M., Mullen, A., Clews, L., Partr,dge, M., Hicks, R.J., Trapp, J.V., 2008. The Clinical Application of PET/CT: A Contemporary Review. Australas Phys Eng Sci Med, 31, (2), 90-109.
• Budak, E.Ç., Bozkurt, M.R., 2013. Vertebra Lomber Disklerde Meydana Gelen Bozulmaların manyetik Rezonans Görüntüleme MRG Analizi. AJIT-e: Bilişim Teknolojileri Online Dergisi, 4, (11), 125-144.
• Böyükata, M., Kumru, M., Selvi, S., 1998. Gamma Işını Buildup Faktörlerinin Su İçerisindeki Değişimlerinin Monte Carlo Bilgisayar Simülasyon Yöntemiyle İncelenmesi, Celal Bayar Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Dergisi, Fen Bilimleri Serisi (Fizik), 170-176.
• Clifford, G.D., Azuaje, F., McSharry, P.E., 2006. Advanced Methods and Tools for ECG Data Analysis. Artech House, Boston, London.
• Cherry, S.R., Soreson, J.A., Phelps, M.E., 2012. Physics in Nuclear Medicine, Saunders Elsev ier, ABD.
• Çetintepe, İ., 2020. COVID-19 Salgını ve Sağlık Çalışanları. Journal Biotechnol and Strategic Health Res; 1 (Özel Sayı), 50-54.
• Cömert, Z., Kocamaz, A.F., 2015. Determination of QT İnterval on Synthetic Electrocardiogram. 23nd Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2569-2572.
• Çalışır, A., Sürmeli, B., Akçay, M.T., 2020. Metro İstasyonlarında Piezoelektrik Malzeme Kullanarak Elektrik Enerjisi Üretilmesi. İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2, (1), 1-6.
• Çamurcu, A.Y., 1996. Tıp Elektroniği Alanında Eğitim Modellerinin Araştırılması ve Geliştirilmesi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul.
• Çelebi, G., 2008. Biyomedikal Fizik. Fakülteler Kitap Evi Meta Basım Matbaacılık Hizmetleri, İzmir.
• Davion, H., Arun, A., Nellie, T., 2014. Assessment Of Piozeelectric Materials For Roadway Energy Harvesting Energy Research and Development Division Final Project Report, Prepared by DNV KEMA Energy and Sustainability.
• Dişli, M., 2019. Yenikapı Kazı Buluntularındaki Bazı Arkeolojik Hayvan Kemiklerinin Nükleer Tekniklerle İncelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Enerji Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 71s., İstanbul.
• Doğan, D.D., Melek, M., 2012. Hemşirelerin Acil Kalp Hastalıklarında Görülen EKG Bulgularını Tanıyabilme ve Uygun Tedavi Yaklaşımlarını Değerlendirebilme Düzeylerinin Tespiti. TKD Kardiyovasküler Hemşirelik Dergisi, 3, 60-69.
• Doshi, H.H., Giudici, M.C., 2015. The EKG in Hypothermia and Hyperthermia. Journal of Electrocardiology, 48, (2), 203-209.
• Ergülen, A., 1998. Tc-99m MĠBĠ‟ nin Spect Tekniği ile Çeşitli Organlarda Absorblanan Radyasyon Dozlarının Hesaplanması ve MIRD Değerleriyle Karşılaştırılması. Edirne Trakya Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Edirne.
• Ertuğrul I, 2020. Mikro Akışkan Çiplerin Biyomedikal Uygulamaları. Mühendislik Alanında Teori ve Araştırmalar, 2, 161-173.
• Gautschi, G., 2002. Piezoelectric Sensorics: Force, Strain, Pressure, Acceleration and Acoustic Emission Sensors, Materials and Amplifiers. Springer, Berlin, Heidelberg.
• Gelal, F., 2019. Radyoloji Fiziği, Nobel Tıp Kitapevleri, İstanbul.
• Amoako, G., Dartey-Baah, K., 2020, Corporate Social Responsibility: Strategy for Boosting Brand Perception and Competitive Advantage. In CSR and Socially Responsible Investing Strategies in Transitioning and Emerging Economies, 65-78.
• Gupta, R., Mitra, M., Bera, J., 2014. ECG Acquisition and Automated Remeto Processing. Springer, India.
• Günay, O., Öztürk, H., Yarar, O., 2019. İyonize Radyasyon ile Çalışan Tıbbi Görüntüleme Cihazlarının Yapısının Proje Temelli Öğrenimi. Sağlık Hizmetleri ve Eğitimi Dergisi, 3, (1), 20-27.
• Hall, J.E., 2014. Guyton Tıbbi Fizyoloji. Nobel Tıp Kitapbevleri, İstanbul.
• Işık, S.S., Kara, P.Ö., 2019. Nükleer Tıpta Gama Kameraların Günlük Çalışma Verimini Belirlemede Kalite Kontrollerin Önemi: Paratiroid Sintigrafisi SPECT Çalışması Esnasında Gözlenen Fotoçoğaltıcı Tüp Defekti Vakası. Acıbadem Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, 2, 325-332.
• Kumaş, A., 2009. Radyasyon Fiziği ve Tıbbi Uygulamaları, Palme Yayın, Dağıtım, Pazarlama, İç ve Dış Tic. LTD.ŞTİ, Ankara.
• Li, W., Zhang, L., Ge, X., Xu, B., Zhang, W., Qu, L., Weitz, D.A., 2018. Microfluidic Fabrication of Microparticles for Biomedical Applications. Chemical Society Reviews, 47, (15), 5646- 5683.
• Love, C., Palestro, C.J., 2016. Nuclear Medicine Imaging of Bone Infections. Clin Radiol, 71, 632-646.
• Pasinli, A., 2004. Biyomedikal Uygulamalarda Kullanılan Biyomalzemeler, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 4, 25-34.
• Orloff, L.A., 2008. Essential Physics of Ultrasound. Head and Neck Ultrasonography. San Diego: Plural Publishing Inc,15-17.
• Özçelik, A., 2013. Radyodiagnostik Radyoloji Fiziğinde Kalite Yönetim Metotları, Gaziantep Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Gaziantep.
• Özdede, M., Paksoy, C.S., 2019. Konik Işınlı Bilgisayarlı Tomografi: Teknik Çalışma İlkeleri ve Görüntüleme Oluşumu. Türkiye Klinik Oral and Maxillofacial Radiology Special Topics, 5, (1), 1-6.
• Özdemir, M., 2018. Ultrasonografi Eğitimi İçin Balistik Jelatin Esaslı Fantom Geliştirilmesi ve Özelliklerinin Araştırılması. TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
• Özlem. D., Gündüz, H., Ebru, D., 2014. Kardiyoloji Yoğun Bakım ve Acil Biriminde Çalışan Hemşirelerin EKG Bulgularını Tanıyabilme ve Uygun Tedavi Girişimlerinde Bulunabilme Durumlarının Değerlendirilmesi. Sakarya Tıp Dergisi, 4, (4), 178-181.
• Rackus, D.G., Shamsi, M.H., Wheeler, A.R., 2015. Electrochemistry, Biosensors and Microfluidics: A Convergence of Fields. Chemical Society Reviews, 44, (15), 5320-5340.
• Quinn, B., Holahan, B., Aime, J., Humm, J., StGermain, J., Dauer, L., 2012. Measured Dose Rate Constant From Oncology Patients Administered 18F for Positron Emission Tomography. Medical Physics, 39, 6071-6079.
• Polat, L., Çömlekçi, S., 2019. Elektromanyetik Alan Maruziyetinin kas Dokusunda Oluşturduğu Etkinin Modellenmesi ve Analizi. Mühendis Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 7, (3), 498-504.
• Sezdi, M., Aydın, A., Kalkandelen, C., 2009. Biyomedikal ve Klinik Mühendisliği Eğitimi ve Ülkemizin Bu Alandaki İhtiyaçlarının İncelenmesi, Biyomedikal Cihaz Teknolojisi Programı İstanbul Üniversitesi Kitapçığı, 1-10.
• Sackmann, E.K., Fulton, A.L., Beebe, D.J., 2014. The Present and Future Role of Microfluidics in Biomedical Research. Nature, 507, (7491), 181-189.
• Şahmaran, T., Bayburt, M., 2020. Pozitron Emisyon Tomografi – Bilgisayar Tomografi (PET-BT) Uygulamalarında Hasatanın Aldığı Radyasyon Dozunun Belirlenmesi. Kafkas üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 13, (1), 58-63.
• Shang, H., Zhao, W., Zhang, W., 2012. Preoperative Assessment Using Multimodal Functional Magnetic Resonance Imaging Techniques in Patients with Brain Gliomas, Turkish Neurosurgery, 22, (5), 558-565.
• Song, Q., Long, L., Cui, S., Shu, H., Wan, C., Wu, B., Ma, X., 2019. Utility of Technetium-99m-Methylene Diphosphonate Single-Photon Emission Computed Tomography/Computed Tomography Fusion in Detecting Post-Traumatic Chronic-Infected Nonunion in the Lower Limb. Nucl Med Commun, 40, (8), 778-785.
• Sumner, L., Chang, L., Jones, D.A., Burke, S.M., McAdams, M., 2012. Evaluation of Basic Arrhythmia Knowledge Retention and Clinical Application by Registered Nurses. J Nurses Staff Dev, 28, (2), 5-9.
• Sürücü, M., 2003. Development of a Quality Assurance system for Bone Densitometer(DXA). Boğaziçi Üniversitesi, Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
• Tanır, A.,G., Bölükdemir, M.H., Koç, K., 2013. Radyasyon ve Radyasyondan Korunma Fiziği, Palme Yayıncılık, Ankara.
• T.C. Milli Eğitim Bakanlığı, 2012. Biyomedikal Cihaz Teknolojileri Ameliyathane ve yoğun bakım Kitapçığı, Ankara.
• T.C. Milli Eğitim Bakanlığı, 2008. Biyomedikal Cihaz Teknolojileri, Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi Nükleer Tıp Üniteleri, Ankara.
• Tenekeci, E.G., Belgüzar, K., 2016. Ev Hemodiyalizinin Yaygınlaşmasının Önündeki Engeller Nelerdir. Nerfoloji Hemşireliği Dergisi, 11, (1), 73-78.
• Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, 2004. Radyasyon Güvenliği Yönetmeliği.
• Üstündağ, Ç.G., 2009. Elektrospınnıng Yöntemi ile Biyomedikal Kullanıma Yönelik Nanolif Yüzey Üretimi ve Uygulaması. Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 195 s., Bursa.
• Yang, F., Yang, Z., Feng, J., Zhang, L., Ma, D., Yang, J., 2016. Three Phase Bone Scintigraphy with (99m)Tc-MDP and Serological Indices in Detecting Infection After Internal Fixation in Malunion or Nonunio. Hell J Nucl Med, 19, (2), 130-134.
• Yester, M., 2007. Practice Quality Improvement in Radiologic Physics. The American Board of Radiology. Medical Physics, The University of Alabama at Birmingham.
• Yılmaz, Z., Yıldırım, Y., Kadiroğlu, A.K., Yılmaz, M.E., 2013. Hemodiyaliz Tedavileri. Türkiye Klinikleri. Journal of Nephrology Special Topics, 6, (1), 1-8.
• Yılmaz, B. Biyomedikal Mühendisliği ve Medikal Fizik Farklar ve Benzerlikler. Başkent Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Ankara.
• Yorulmaz, N., 2006. Özgül Soğurma Oranlarının Görüntüsel Bir Vücut Modeli Yardımıyla Monte Carlo Yöntemi Kullanılarak Belirlenmesi. Şanlıurfa Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Şanlıurfa.