Instytut Mechatroniki,Nanotechnologii i Technik Próżniowych
Politechnika Koszalińska
„Technologie biomedyczne – mechatronika i materiały”
Jan Walkowicz
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologiii Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Wykład inauguracyjny, 1 października 2009 r.
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Zakres wykładu
2. Technologie biomedyczne - mechatronika - urządzenia rehabilitacyjne,- bioprotezy,- roboty medyczne.
3. Technologie biomedyczne - materiały- biomateriały, biozgodność, bioaktywność,- materiały na wszczepy i implanty,- obróbka powierzchniowa wszczepów i implantów.
1. Wprowadzenie- inżynieria biomedyczna – technologie biomedyczne,- kierunki rozwoju technologii biomedycznych.
4. Technologie biomedyczne w Politechnice Koszalińskiej- zakres prowadzonych prac badawczych,- zakres kształcenia – doświadczenia, plany.
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Inżynieria biomedyczna – technologie biomedyczne
mechatronika
materiały
Steven Hawking
Oscar Pictorius
Jesse Sullivan
Jan Mela
INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA – interdyscyplinarna dziedzina wiedzy łącząca nauki fizyczne, chemiczne, matematyczne oraz informatyczne z podejściem inżynierskim w badaniach zjawisk z zakresu biologii i medycyny w celu zapobiegania, diagnozo-wania i leczenia chorób oraz rehabilitacji pacjentów.(Narodowy Instytut Zdrowia, USA, robocza definicja inżynierii biomedycznej, 24 lipca, 1997)
Inżynieria biomedyczna – technologie biomedyczne
Technologiebiomedyczne
Biofizyka
Biotechnologie
Biochemia(Dawn MacIsaac, Biomedical Engineering
at The University of New Brunswick)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Inżynieria biomedyczna – technologie biomedyczne
Instrumentarium
biomedyczne
Sprzęt rehabilitacyj
ny
Obrazowanie
medyczne
Elektronika i
informatyka medyczna
Biomechanika
Biotechnologie
Inżynieria kliniczna
Biomateriały
Ergonomika
INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Inżynieria biomedyczna – technologie biomedyczne
Modelowanie systemów biologicznych;Rozpoznawanie obrazów biologicznych;Diagnostyka kliniczna (sygnały bioelektryczne, biomagnetyczne, biochemiczne, akustyczne, optyczne);Robotyka, biomechanika ruchu, przepływu i ciśnień;Implanty, sztuczne narządy, selektywne membrany;Telemedycyna, diagnostyka w domu pacjenta (monitorowanie i leczenie na odległość);Operacje na odległość (zdalnie sterowane roboty, metody małoinwazyjne, mikrokamery).
Kierunki rozwoju technologii biomedycznych
(Ryszard Tadeusiewicz, Wykład inauguracyny, IB-AGH, 04-10-2006)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Inżynieria biomedyczna – technologie biomedyczne
Modelowanie systemów biologicznych;Rozpoznawanie obrazów biologicznych;Diagnostyka kliniczna (sygnały bioelektryczne, biomagnetyczne, biochemiczne, akustyczne, optyczne);Robotyka, biomechanika ruchu, przepływu i ciśnień;Implanty, sztuczne narządy, selektywne membrany;Telemedycyna, diagnostyka w domu pacjenta (monitorowanie i leczenie na odległość);Operacje na odległość (zdalnie sterowane roboty, metody małoinwazyjne, mikrokamery).
Kierunki rozwoju technologii biomedycznych
(Ryszard Tadeusiewicz, Wykład inauguracyny, IB-AGH, 04-10-2006)
(Marcus Pandy, Biomedical Engineering,The University of Melbourne)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
TELEMEDYCYNA
Mechatronika Materiały
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
zdalna kontrola rehabilitacji ruchowej (precyzyjny pomiar zakresu i szybkości ruchów, zadawanie wymaganych obciążeń za pomocą automa-tycznie regulowanych siłowników).
REHABILITACJA
(Ryszard Tadeusiewicz, Wykład inauguracyny, IB-AGH, 04-10-2006)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Schemat bioprotezy sterowanej sygnałami
EMG(Ryszard Tadeusiewicz
„Inżynieria biomedyczna”. Wyd. AGH, Kraków 2008.)
Technologie biomedyczne - mechatronika
- Miopotencjały (EMG)
- Impulsy nerwowe- Fale mózgowe (EEG)
PROTETYKA
(http://www.niepelnosprawni.pl/ledge/x/11716?print_doc_id=11041)
(http://www.aimbe.org/assets/738_aimbepresentationforinnov.ppt)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Proteza dłoni umożliwiająca zginanie, zaciskanie i obracanie(Dr Kathryn DeLaurentis, Univ. South Florida)
Technologie biomedyczne - mechatronika
Bioniczna proteza ręki „i-LIMB” (firma Touch Bionics, Szkocja )
(http://www.niepelnosprawni.pl/ledge/x/38425?doc)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
przeszczepione zakończenianerwów
ruchomy staw barkowy
połączenie umożliwiająceobrót przedramienia64-bitowy procesor
dłoń z ruchomym nadgarstkiem
Technologie biomedyczne - mechatronikaDr Todd Kuiken(Rehabilitation Institute of Chicago)
(http://www.popularmechanics.com/science/health_medicine/4218218.html)(http://www.danshope.com/news/showarticle.php?article_id=16)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
Dr Miguel Nicolelis(Duke University)
Idoya
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
(http://sandrablakeslee.com/articles/monkey_jan08.php)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
BSI-TOYOTA Collaboration Center,
Japonia
Technologie biomedyczne - mechatronika
CYBERDYNE, Inc., Japonia
Argo Medical Technologies,
Izrael
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
Prof. Kevin Warwick(University of Reading)
(http://www.digitalconversations.org.nz/vc/cyborg/)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
operacje miniinwazyjneoperacje na odległość
ROBOTY MEDYCZNE
(http://www.intuitivesurgical.com/index.aspx)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
manipulator (telemanipulator) kopiujący,co najmniej dwa ramiona narzędziowe i jedno trzymające kamerę,układ zadawania ruchu z układem sterującym (punkt stały – miejsce przecięcia powłok pacjenta).(http://www.roboticrevolutions.com/wp-content/uploads/2007/06/robosurgery.jpg)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - mechatronika
(http://www.intuitivesurgical.com/index.aspx) (http://www.flickr.com/photos/dawel/3421352215/)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
BIOMATERIAŁYBiomateriał to każda substancja, inna niż lek, albo
kombinacja substancji syntetycznych lub naturalnych, która może być użyta w dowolnym okresie, a której zadaniem jest uzupełnienie lub zastąpienie tkanek narządu albo jego części lub spełnienie ich funkcji.
Prof. Ryszard Tadeusiewicz „ Inżynieria biomedyczna. Księga współczesnej wiedzy tajemnej w wersji przystępnej i przyjemnej”. Wyd. AGH, Kraków 2008.
Implanty (wszczepy) to wszelkie przyrządy medyczne wykonane z jednego lub więcej biomateriałów, które mogą być umieszczone wewnątrz organizmu, jak również umieszczone częściowo lub całkowicie pod powierzchnią nabłonka, i które mogą pozostać przez dłuższy okres w organizmie.
Prof. Jan Marciniak „Biomateriały”, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
BIOMATERIAŁY(Ryszard Tadeusiewicz „Inżynieria biomedyczna”. Wyd. AGH, Kraków 2008.)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
BIOZGODNOŚĆ(Ryszard Tadeusiewicz „Inżynieria biomedyczna”. Wyd. AGH, Kraków 2008.)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
BIOAKTYWNOŚĆ
(http://www.bio.miami.edu/ktosney/images/ResHomSEMgc.jpg)
(Ryszard Tadeusiewicz „Inżynieria biomedyczna”.
Wyd. AGH, Kraków 2008.)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
Powłoka HA
2μm
Stal medyczna
Stop tytanu
Powłoka DLC
3nm
Obszar amorficzny
Obszar nanokrystaliczny
(http://www.mikromed.pl/
profil_firmy.htm)
(http://evertsmith.com/)
(J. Grabarczyk et al., JAMME, 20 (2007) 107)
(http://www.dioimplant.net/)
(W.J. Ma et al. , Biomaterials 28 (2007) 1620–1628)
(A.A. Campbell, Materials Today, November 2003, p. 25)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Powłoka DLC
3nm
Obszar amorficzny
Obszar nanokrystaliczny
(W.J. Ma et al. , Biomaterials 28 (2007) 1620–1628)
Technologie biomedyczne - materiały
Próżniowo-plazmowetechnologie PVD i CVD
PACVD – wyładowaniejarzeniowe częstości radiowej
PAPVD – rozpylaniemagnetronowe
PAPVD – odparowanie łukiem próżniowym
(http://www.sulzer.com/en/Portaldata/7/Resources/03_NewsMedia/ImageDatabase/SIT_0014.jpg)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
Implanty tymczasowe - biozgodność
(ITeE/PŁ/PŚl /Mikromed, Projekt Celowy Nr 7 T08c 043 99c/4487)(http://www.ehow.com/how_2051132_recover-broken-ankle-plates-
screws.html)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
Endoprotezy - osteointegracja
Miednica
Sztuczny staw
biodrowy
Kość udowa
(http://arthritis.bonesandjointssimplified.com/images/HealthContent/english/LP2_10.jpg)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Panewka zewnętrzna
Wkładka polietylenowa
Szyjka
Główka protezy stawu biodrowego
Trzpień
Technologie biomedyczne - materiały
Powłoki stymulująceosteointegrację
HA: Ca5(PO4)3(OH)
(http://www.zimmer.co.nz/z/ctl/op/global/action/1/id/1461/template/PC/navid/1158)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
(http://www.osseotech.com/?tid=5)
Komora próżniowaTarget HA
Źródło wysokoenergetycznej wiązki jonów
Strumień rozpylonego HA
Wiązka jonów
Implant
Technologie biomedyczne - materiały
Wzrost powłokiPodpowłokaorganiczna
Roztwór Ca2+
(PO4)3-
Podłoże
http://www.zimmer.co.uk/z/ctl/op/global/action/1/id/9226/template/MP(http://globals.federallabs.org/images/1206-07.jpg)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
(http://www.pbs.org/wnet/innovation/flash/ep2_flash.html)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Technologie biomedyczne - materiały
Powłoka (Ti,Zr)O2
Powłoka (Ti,Nb)O1-xNx
Powłoka Ta2O5
Implanty stomatologiczne - osteointegracja
o.m.t GmbH Oberflächen- und Materialtechnologie, Lübeck
(http://www.drlinhart.com/cosmetic-pro.html)
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Mechatronika – zakres prac badawczych
Programowalne systemy mechatroniczne do rehabilitacji ruchowej osób ze schorzeniami neurologicznymi lub ortopedycznymiKonstrukcja, systemy sterowania, oprogramowanie.
Technologie biomedyczne w Politechnice Koszalińskiej
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Materiały – zakres prac badawczych
Wytwarzanie warstw powierzchniowych podwyższających właściwości użytkowe instrumentarium medycznego
Próżniowo-plazmowe technologie obróbkipowierzchniowej instrumentarium medycznego
Technologie biomedyczne w Politechnice Koszalińskiej
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
studia magisterskie w specjalności „ Aparatura medyczna” na kierunku elektronika i telekomunikacja w Katedrze Systemów Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów Wydziału Elektroniki i Informatyki (w latach 1994 - 2007r.),
Technologie biomedyczne w Politechnice Koszalińskiej
specjalność „Aparatura Medyczna i Urządzenia Rehabilitacyjne” na kierunku mechatronika w Instytucie Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej (od 2008r.),studia międzykierunkowe o specjalności „Technologie biomedyczne – mechatronika i materiały” w Instytucie Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej (od 2009r.),kierunek studiów „Inżynieria biomedyczna” w Instytucie Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej (od 2010r.).
Zakres kształcenia – doświadczenia, plany
Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej
Politechnika Koszalińska
Dziękuję za uwagę!
Top Related