Che cos'è l'Ingegneria Biomedica

Robot hand Robot hand University of Washington Office of News and Information
L'Ingegneria Biomedica, può essere definita come l'applicazione dei principi di ingegneria nei settori della biologia e della medicina. Gli Ingegneri Biomedici operano con medici, terapeuti e ricercatori per sviluppare sistemi, apparecchiature e dispositivi volti alla salvaguardia della salute, alla risoluzione di problemi clinici e di sicurezza in ambito ospedaliero.
Nell'epoca in cui viviamo, gli ingegneri biomedici sono diventati fondamentali per la naturale necessità di sviluppare nuove tecnologie utili al miglioramento della qualità della vita, come ad esempio protesi, sensori tattilidispositivi chirurgici, sistemi come la robotica nella chirurgia radioguidata e nella tecnologia indossabile (JetPack). 

Le prime pratiche che possono oggi essere ricondotte al concetto di ingegneria biomedica risalgono ad epoche lontane, addirittura su una mummia egiziana di circa 3.000 anni fa è stato ritrovato un rudimentale strumento in legno utilizzato come protesi. Prima di allora si utilizzavano stampelle e bastoni da passeggio come elementari dispositivi di assistenza ingegnerizzati. Si potrebbe affermare che la prima persona che ha modellato un supporto per un arto fratturato è considerabile come un precoce ingegnere biomedico.

Esempi di applicazioni

  • I metodi per imaging, come l'ecografia, i raggi X, i fasci di particelle e la risonanza magnetica.
  • I sistemi esperti.
  • I sistemi per monitorare i segni vitali e la chimica del sangue.
  • La genomica.
  • La radioterapia con fasci di particelle e raggi-X.
  • I dispositivi per la dialisi renale.
  • La stimolazione nervosa elettrica transcutanea (TENS).
  • La chirurgia laser.
  • I dispositivi per la terapia fisica e riabilitativa.
  • Tutti i dispositivi impiantabili, quali le pompe per insulina, pacemaker, organi artificiali ecc.

L'ingegneria biomedica si è evoluta nel corso degli anni, dapprima come conseguenza dei progressi avvenuti nella scienza e nella tecnologia per poi arrivare ad essere fonte di nuove scoperte.  Infatti nel corso della storia, gli esseri umani hanno sempre cercato di rendere più efficaci tutti quei dispositivi per la diagnosi e la cura delle malattie, cercando di alleviare, riabilitare o compensare deficit da disabilità o lesioni. 

Alcuni notevoli contributi dell'ingegneria biomedica

  • Protesi d'anca artificiale - John Charnley
  • Impianto cocleare - Graeme Clarke
  • Respiratore moderno o "polmone d'acciaio" - Philip Bevitore
  • Elettrocardiografo - Willem Einthoven
  • Pacemaker - Wilson Greatbatch
  • Valvola cardiaca artificiale - Charles Hufnagel
  • Ventilatore meccanico - Forrest Uccello
  • Cuore artificiale - Robert Jarvik
  • Dialisi renale - Willem Johan Kolff
  • Stetoscopio - René Laennec
  • Defibrillatore cardioverter impiantabile - Michel Mirowski
  • Raggi X - Wilhelm Roentgen

Requisiti formativi


Gli ingegneri biomedici devono saper progettare e sviluppare sistemi medicali, apparecchiature e dispositivi e ciò richiede una conoscenza approfondita dei principi di funzionamento degli strumenti elettronici, meccanici, informatici, chimici, ecc), così come una conoscenza della biologia in generale e soprattutto del corpo umano.

Esempi

  • Al fine di progettare un cuore artificiale, un ingegnere biomedico deve avere una conoscenza approfondita di ingegneria elettrica, meccanica, fluidodinamica, biochimica, nonché una comprensione approfondita dell'anatomia e fisiologia del cuore.
  • Progettare un lab-on-a-chip (LOC) richiede conoscenze di nanotecnologie e di scienza dei materiali.
  • Per la progettazione di protesi d'arto sono fondamentali competenze in biomeccanica e neuroscienze.
In conclusione le competenze critiche necessarie di un ingegnere biomedico includono una comprensione a tutto tondo di molti settori, e quindi di una formazione continua necessaria per tenere il passo con il progresso della conoscenza e della ricerca.

Possibilità remunerative

Come accennato, l'istruzione e la formazione continua sono necessari per tenere il passo con i progressi tecnologici, le apparecchiature di collaudo e di controllo, e soprattutto con i regolamenti governativi.
Per questo motivo sono importanti corsi aggiornamento e master.
Secondo Salary.com, negli USA a partire dal luglio 2014 la gamma di stipendio per un ingegnere biomedico neolaureato con un diploma di laurea varia tra $35.213 e $64.371. L'intervallo per un ingegnere di medio livello con un master e 5/10 anni di esperienza è tra $51.404 e $84.098; la gamma di un ingegnere senior con un master o un dottorato e più di 15 anni di esperienza è tra $82.490 e $112.063.

Qual è il futuro dell'ingegneria biomedica?

La BLS afferma che l'occupazione di ingegneri biomedici crescerà del 27% nel decennio 2014-2024, ovvero molto più veloce rispetto alla media di tutte le altre occupazioni. 
La domanda aumenterà poichè l'invecchiamento della popolazione e il bisogno di cure mediche saranno la causa principale di una sempre maggiore consapevolezza pubblica dell'importanza dell'ingegneria biomedica e dei suoi benefici.
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