برنامه نویسی نرم افزارهای پزشکی
معرفی نرم افزارهای کاربردی در حوزه مهندسی پزشکی ماهنامه مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی
واسط کارکردهایی را تعریف میکند که کتابخانه یا سیستمعامل میتواند ارائه دهد و مفهومی مجرد است. به عبارت سادهتر، واسط برنامهنویسی مجموعه توابعی است که یک برنامه میتواند از یک برنامه دیگر فرا بخواند.. در واقع API واسط بین دو نرمافزار (اپلیکیشن) است که امکان ارتباط بین آنها را برقرار میکند. آموزش مقاله نویسی پزشکی را نباید تنها به معرفی ساختار مقالات محدود کرد، زیرا بسیاری از محققان با وجود شناخت کاملی که از اجزای مقالات دارند نسبت به شروع نگارش مقاله خود تردید میکنند. بسیاری از افراد نوشتن مطالب علمی را استعداد ذاتی میدانند، در حالی که نگارش مقالات علمی تکنیکهایی دارد که با استفاده از آموزش مقاله نویسی پزشکی میتوان به آنها مسلط شد و با دقت به ساختار جملات و پاراگرافها بخشهای ساختاری مقاله را به بهترین نحو نوشت.
بخش قابل توجه کاربرد اين جعبه ابزار به پردازش سيگنال هاي مغزي و قلبي بر ميگردد که هسته پژوهش هاي مهندسان پزشکي به ويژه حيطه هاي علوم مغز و اعصاب و قلب است. جعبه ابزار پردازش صدا عموماً براي تحليل سيستم گفتار انساني در علوم توانبخشي کاربرد دارد. سيمولينک يک جعبه ابزار شبيه سازي براي تحليل سيستم هاي بيولوژي و فيزيولوژي بدون ساخت است. جعبه ابزار شبکه هاي عصبي براي تشخيص بيماريها، تجزيه و تحليل هاي بيوشيميايي، توسعه دارويي و تحليل و تفسير تصويربرداري پزشکي برنامه ريزي و طراحي شده است که کاربردهاي آن بسيار وسيع است. اين نرم افزار در گروه بيوالکتريک قرار ميگيرد اما ميتوان گفت که قابليت هاي متعدد آن باعث شده است که گستره وسيعي از تحقيقات علم مهندسي زيست پزشکي را پوشش دهد. در رشته مهندسی پزشکی، این نرم افزار برای شبیه سازی سیستم های کنترل در تجهیزات پزشکی، مدل سازی و شبیه سازی سیستم های بیولوژیکی و غیره استفاده می شود.
نرم افزار انسیس همواره کاربردهای فراوانی در علم مهندسی زیست پزشکی بهویژه بیومکانیک و بیورباتیک دارد. بهطور کلی، میتوان گفت زبان برنامهنویسی پایتون و بهطور خاص یادگیری ماشین نقش بسیار مهم و حیاتی را در حوزه پزشکی ایفا میکنند. یکی از مهمترین کاربردهای آنها تشخیص بیماریها و مشکلات مختلف سلامتی از روی تصاویر پزشکی است. تمامی اینها براساس دادههای ثبتشده بیماران و یادگیری مدل یادگیری ماشین از روی این دادهها امکانپذیر میشود. نرم افزار متلبنرم افزار متلب (MATLAB) يک نرم افزار حرفه اي و سطح بالا (نزديک به زبان قابل فهم انسان) براي محاسبات عددي، تصاوير و برنامه نويسي و از جمله مهمترين و کاربرديترين نرم افزارهاي مهندسي است که دامنه استفاده هاي آن تمام رشته هاي مهندسي را در بر ميگيرد. يکي از اين رشته ها، رشته مهندسي پزشکي است که جعبه ابزارهاي بسياري براي آن تعبيه شده است.
این دو نرم افزار در گروه بیوالکتریک قرار میگیرند و کاربردهای مشابهی در جهت تحلیل و شبیه سازی مدارهای الکترونیکی آنالوگ و دیجیتال سیستمهای مهندسی بهویژه تجهیزات پزشکی و غیره دارند. در حوزه مهندسی پزشکی، COMSOL Multiphysics برای شبیهسازی عملکرد تجهیزات پزشکی، آزمایشهای پزشکی و سایر کاربردهای مهندسی پزشکی استفاده میشود. این نرمافزار قدرتمند به مهندسان پزشکی امکان میدهد تا به صورت مجازی تجهیزات پزشکی را شبیهسازی کرده و عملکرد آنها را بهبود بخشند. با استفاده از COMSOL Multiphysics، مهندسان قادرند پدیدههای فیزیکی مختلفی مانند تغییرات دما، رفتار جریان سیال، انتقال حرارت، نیروها و تنشها را در تجهیزات پزشکی مدلسازی و تحلیل کنند. نرمافزارهای مهندسی پزشکی ابزارهای بسیار قدرتمندی هستند که در حوزههای گوناگونی از جمله تحلیل تصاویر پزشکی، مدلسازی سهبعدی سازههای بدن انسان و شبیهسازی فرآیندهای پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند. این نرمافزارها به مهندسان، پزشکان، دانشجویان و پژوهشگران امکان میدهند تا بهبودی چشمگیری در انجام تحقیقات پزشکی، طراحی دستگاههای پزشکی و بهبود فرآیندهای درمانی داشته باشند.
برای یادگیری بهتر این مساله، علاوه بر تسلط بر مباحث مختلف پزشکی، باید یادگیری لغات زبان تخصصی مهندسی پزشکی را در نیز در اولویت قرار دهید. برای یادگیری لغات نیز راههای مختلفی وجود دارد که یکی از بهترین آنها، مراجعه به حل المسائل زبان تخصصی مهندسی پزشکی است. به همین دلیل است که متخصصان در سراسر جهان مطالعات و آزمایشهای متعددی را برای یافتن راههایی برای پیشبینی و پیشگیری از خودکشی انجام دادهاند. آموزش مدلهای یادگیری ماشین برای تحلیل پستها و محتواهای شبکههای اجتماعی ازجمله فیسبوک برای شناسایی افرادی که قصد اقدام به خودکشی را دارند، یکی از راههایی است که عدهای از محققان روی آن کار کردند. نرم افزار سالیدورکساليدورک (SOLIDWORK) يک نرم افزار بسيار قوي در زمينه طراحي صنعتي است که با کمک آن ميتوان تمامي طرحها را مدل سازي کرده و نقشه هاي آنها را تهيه کرد. در واقع اين نرم افزار، يک مدل ساز براي مدل سازي جامدات است که مبتني بر پارا ساليد بوده و از رويکرد پارامتري مبتني بر ويژگي براي ساخت مدلها و مونتاژها استفاده ميکند.
در آموزش متلب برای مهندسی پزشکی سعی کردیم جنبههای مختلف متلب را در این رشته بررسی کنیم. چنانچه دوست دارید متلب را به صورت حرفهای یاد بگیرید، توصیه میکنیم در دورههای آموزش متلب مکتب خونه شرکت کنید. این دورهها مباحث مختلف زبان برنامه نویسی متلب را به طور کامل آموزش دادهاند. با شرکت در دوره آموزش ابزار متلب، علاوه بر دسترسی مستقیم به اساتید، با دریافت مدرک معتبر میتوانید وارد بازار کار شوید. یکی از کاربردهای این نرم افزار که در آموزش متلب برای مهندسی پزشکی مورد بررسی قرار میگیرد، پردازش سیگنال دیجیتال است.
از این برنامه برای دستگاه هایی مانند دستگاههای اسکن MRI، سیستمهای CAM که عمدتاً در بیمارستانها،سازمانهای دولتی می باشد و استفاده میشود. در مجموع، پایتون به عنوان یک ابزار قدرتمند و انعطافپذیر، نقش مهمی در ارتقاء دقت و کارایی تشخیص بیماریها ایفا میکند و به بهبود نتایج درمانی کمک شایانی میکند. Autodesk Maya یک نرمافزار قدرتمند CGI است که برای تولید تصاویر و انیمیشنهای سهبعدی استفاده میشود. این نرمافزار توسط شرکت Autodesk توسعه یافته است و در صنعت فیلمسازی، بازیسازی و طراحی صحنههای واقعی و واقعیت مجازی گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. ANSYS یک نرمافزار CAE (طراحی به کمک کامپیوتر، شبیهسازی و بهینهسازی) است که برای شبیهسازی رفتار فیزیکی اجسام و سیستمها استفاده میشود. این نرمافزار قدرتمند قابلیت تحلیل و شبیهسازی رفتار مکانیکی، الکترومغناطیسی، حرارتی، جرمی و سایر ویژگیهای فیزیکی اشیاء را در محیطی محاسباتی فراهم میکند.
داوران نیز بر اساس دقتی که در بررسی مقالات دارند، آزموده میشوند و در صورت بیدقتی ممکن است دانش آنها زیر سوال برود، به همین دلیل داوران باید توجه داشته باشند که نویسندگان مقاله در هر بخش به سوالاتی که در ادامه آوردهایم، پاسخ داده باشند. هر محدودیتی که در این مطالعه علمی وجود دارد باید در بخش بحث مقاله مطرح شود، پس از آن نیز ارائه توضیحاتی در مورد نحوه اثرگذاری این محدودیتها بر تفسیر و استناد به نتایج تحقیق الزامی است. توجه داشته باشید که ارتباط بین نتایج نباید بیش از حد ارزیابی شود و نقاط قوت تحقیق نیز باید بر مبنای یافتههای به دست آمده ارائه شوند. مسئولیت نویسنده در بخش بحث مقاله این است که تمامی جنبهها را بررسی کند و دو مورد زیر را پیشنهاد دهد. در بعضی از تحقیقات حوزه علوم پزشکی آزمایشهایی انجام میشوند که اثر دارو یا موارد مشابه روی گروهی از افراد داوطلب بررسی میشود، این بخش از تحقیقات از اهمیت بالایی برخوردار است و باید موارد زیر را به منظور بیان روش تحقیق به دقت توضیح داد.
بااینحال رادیولوژیستها ممکن است همیشه برای تجزیهوتحلیل تصاویر و نوشتن گزارش برای پزشکان در دسترس نباشند. حتی زمانی که آنها در دسترس باشند، اگر بیمار از قبل شرایط ریوی داشته باشد، ممکن است در شناسایی ذاتالریه مشکل داشته باشند. هنگامی که بیمار علائمی مانند تنگی نفس را نشان میدهد، پزشکان اغلب رادیوگرافی قفسه سینه را بهعنوان ابزاری برای کاردیومگالی (cardiomegaly) درخواست میکنند. استفاده از پایتون برای تشخیص خودکار ناهنجاریهای قلب از تصاویر، مانند اشعه ایکس قفسه سینه، میتواند تصمیمگیری را تسریع کند و خطاهای تشخیصی را کاهش دهد. در این آزمایش، محققان فایلهای صوتی (همراه با متن) مصاحبه با جوانانی را که درمعرض بیماری روانپریشی بودند به این مدل دادند.
آموزش نرم افزارهای مهندسی پزشکی برای مهندسان و پزشکان اهمیت زیادی دارد، زیرا این ابزارها به آنها کمک میکنند تا براحتی به تجزیه و تحلیل دادهها، شبیهسازیها و بهبود فرآیندهای پزشکی بپردازند و در نهایت بهبود کیفیت مراقبت از بیماران را فراهم سازند. ما در این مطلب از مجله فرادرس یاد گرفتیم که برای آموزش مقاله نویسی پزشکی ابتدا باید ساختار کلی یک مقاله علمی را شناخت که شامل مقدمه، بیماران و روشها، نتایج، بحث و نتیجهگیری و منابع است. یکی از بهترین روشها برای افزایش کیفیت ارائه اطلاعات در مقالات علمی استفاده از جدولها، تصاویر و نمودارهایی مرتبط، گویا و دقیق است، زیرا بسیاری از مخاطبان میتوانند با یک نگاه دادههای به تصویر کشیده شده را متوجه شوند و این موضوع بیانگر هنر نویسنده در انتقال مفاهیم است. بنابراین در این بخش از آموزش مقاله نویسی پزشکی به شیوه آمادهسازی این بخش از مقالات میپردازیم. Java یک زبان برنامهنویسی چندمنظوره و شیءگرا است که در بسیاری از حوزهها کاربرد دارد.
این سیستم با استخراج اطلاعات بیمار از کلیهی سوابق موجود و درنظرگرفتن علائم فعلی او، بیماری یا بیماریهای ممکن و اقدامات لازم را به کادر درمان پیشنهاد میدهد. شکل 11) محيط نرم افزار انسيسنرم افزار انسيس همواره کاربردهاي فراواني در علم مهندسي زيست پزشکي به ويژه بيومکانيک و بيورباتيک دارد. اين نرم افزار در گروه بيوالکتريک قرار ميگيرد و از قابليت هاي بسياري برخوردار است. از دیگر زبان های برنامه نویسی در مهندسی پزشکی زبان برنامه نویسی سی پلاس پلاس است. سی پلاس پلاس یکزبان برنامهنویسی است که دارای ویژگیهای ضروری و شیءگرایی است و از آن بهعنوان زبان برنامهنویسی سطح متوسط نیز یاد میشود.
تلاقی برنامه نویسی و پزشکی یک نیروی دگرگون کننده است که مراقبت های بهداشتی را در ابعاد مختلف متحول میکند. از طریق برنامهریزی، تشخیص پزشکی، درمان، تحقیق و ارائه مراقبتهای بهداشتی شاهد پیشرفتهای بیسابقهای، بهبود نتایج بیماران، افزایش تصمیمگیری بالینی، و توانمندسازی پزشکی شخصیسازی شدهاند. پایتون کاربردهای شگفت انگیزی در زمینه پزشکی دارد که توانایی ارائه تشخیص و درمان دقیق و کارآمد به بیماران را افزایش می دهد.هدف آن اتوماسیون فرآیندها برای صرفه جویی در عوارض و زمان است که دو رکن اصلی هر کار حرفه ای به شمار می روند. در پزشکی، پایتون می تواند یک ابزار تصمیم گیری ضروری برای پزشکان باشد.استفاده از برنامه نویسی پایتون می تواند مراقبت از بیمار را بسیار بهبود ببخشد و کارکنان پزشکی را تسکین دهد. پایتون برای ایجاد الگوریتمهای یادگیری ماشین در علم داده در مراقبتهای بهداشتی استفاده میشود که در تشخیصهای پزشکی، عملیات بیمارستانی، مطالعات ژنومی، کشف دارو و پیشآگهی پیشبینی کاربرد دارد. با این حال، پایتون در تولید نرم افزار های پزشکی و اپلیکیشن های پزشکی نیز استفاده می شود.
با استفاده از SolidWorks، مهندسان پزشکی قادر به طراحی دقیق و دقیقترین قطعات و تجهیزات پزشکی هستند. این نرمافزار به آنها امکان میدهد تا مدلهای سهبعدی را با جزئیات دقیق طراحی کرده و از ویژگیهای مختلفی مانند اندازهگیری، شبیهسازی مکانیکی و تحلیل جرمی استفاده کنند. MATLAB، یک نرمافزار بسیار رایج و محبوب در حوزه مهندسی است که در سراسر جهان استفاده میشود. این نرمافزار قابلیتهای فراوانی در زمینه محاسبات عددی، پردازش سیگنال، پردازش تصویر، یادگیری ماشین و سایر کاربردهای مهندسی دارد. به عبارتی دیگر، MATLAB یک ابزار قدرتمند است که مهندسان و محققان را در انجام وظایف مختلف به عنوان یک زبان برنامهنویسی و محیط توسعه یاری میدهد.
در ادامه طی دو بخش جداگانه این چک لیستها را در اختیار شما قرار میدهیم، در صورتی که در مورد هر یک از بخشهای آن دچار ابهام بودید، میتوانید به بخش ساختار مقاله مراجعه کنید و اطلاعات بهتر و کاملتری در مورد آن به دست آورید. در صورتی که از شیوهنامه هاروارد برای درج منابع استفاده شود، هر منبع به صورت نام نویسنده یا نویسندگان و سال انتشار جلوی بخش مربوطه نوشته میشود و در بخش منابع نیز تمام منابع مورد استفاده برای نگارش مطلب به ترتیب حروف الفبا لیست میشوند. داوران با مطالعه این بخش به دنبال جواب سوالهای زیر هستند، بنابراین توجه داشته باشید که در حین نگارش بحث پاسخ این موارد را ارائه دهید. در انتهای بخش بحث نیز نتیجهگیری بر مبنای دادههای جمعآوری شده به خوانندگان ارائه میشود. یکی از مهمترین نکاتی که باید برای نوشتن این قسمت رعایت کرد این است که نویسندگان اجازه ندارند که نتایج تحقیق را به دلخواه خود تفسیر کنند و نتیجهگیری را ارائه دهند که به وضوح در حین مطالعه اثبات نشده است.
در تحقیقی باعنوان «شبکههای عصبی عمیق خطر خودکشی را از پستهای متنی فیسبوک تشخیص میدهند» که نتایج آن در سال ۲۰۲۰ منتشر شده است، محققان مدلی پیچیده ساختند که میتواند متنهای منتشرشده در فیسبوک را تحلیل کند. نکتهی مهم دربارهی این مدل این است که میتواند نهفقط کاربرانی را که مستقیما دربارهی خودکشی حرف زدهاند بلکه آنهایی را که متنهایشان غیرمستقیم یا تلویحا نشان از تمایل آنها به خودکشی داشته است، شناسایی کند. برای درمان بیماریهای قفسه سینه (مانند ذاتالریه)، به مداخله و واکنش سریع کادر درمان نیاز است. پزشکان از تصاویر رادیولوژی برای تشخیص ذاتالریه و سایر بیماریهای ریوی مانند COVID-19 استفاده میکنند. اما مشکل اینجا است که ممکن است رادیولوژیستها همیشه برای تجزیهوتحلیل تصاویر و نوشتن گزارش برای پزشکان دردسترس نباشند.
همچنین افراد دخیل در جمعآوری این اطلاعات نیز برای ارائه خدمات بهداشتی باکیفیت به همین اطلاعات تکیه دارند. مدیران میبایست با گروهی از تکنسینهای اطلاعات کار کرده تا تضمین کنند که پروندههای پزشکی بیماران دقیق هستند و در زمان نیاز در دسترساند. پزشکان میتوانند از برنامههای کاربردی پایتون برای پیشبینی بهتر و بهبود کیفیت ارائه مراقبتهای پزشکی استفاده کنند. در حوزه پزشکی دانشمندان داده عمدتاً از پایتون برای ساخت الگوریتمهای یادگیری ماشین (Machine Learning) و برنامههای نرمافزاری استفاده میکنند. نتیجه گیریبا استناد بر مرجع اولين دانشکده مهندسي پزشکي ايران و دانشگاه هايي نظير دانشگاه صنعتي شريف و شهيد بهشتي و نيز انجمن علمي مهندسي زيست پزشکي ايران، ورود علم مهندسي پزشکي به حوزه آکادميک در سال 1366 (1988 ميلادي) صورت گرفته است.
نکته دیگر که باعث می شود یادگیری این زبان به مهندسین حرفه ای فعال در گرایش های الکتریک و مکانیک توصیه شود، این است که نحوه کد نویسی و پیاده سازی الگریتم ها به دلیل وسیع بودن منابع نرم افزاری بسیار آسان تر و روان تر از باقی زبان های مورد استفاده در مهندسی است. به همین دلیل این زبان در بین برنامه نویسان و مهندسین پزشکی، گرایش بیوالکتریک و مکانیک که مایلند در مباحث تشخیص و طبقه بندی و نیز در طراحی قطعات به خصوص طراحی ایرفویل ها (Airfoil) و رسم پلات ها و گرافها و اشکال پیچیده یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی است. داوران برای ارزیابی بخش منابع یک مقاله به طور اتفاقی تعدادی از منابع ذکر شده را چک میکنند و در صورت مشاهده سهلانگاری در درج منابع تمام اعتبار کار علمی ارائه شده زیر سوال خواهد رفت، بنابراین توجه به نکات مربوط به منابع مقاله بسیار اهمیت دارد. برای یادگیری این مراحل گاهی نیاز به آزمون و خطای بسیار وجود دارد، اما میتوان مسیر را با استفاده از فیلمهای آموزشی هموار کرد و با پیشبینی موانع برای رفع آنها آماده بود. فیلم آموزش نگارش مقاله علمی، از انتخاب موضوع تا ارسال به نشریات فرادرس میتواند در مسیر نگارش مقاله راهنمایی ارزشمند به حساب بیاید، بنابراین لینک دسترسی به آن را در کادر زیر درج کردهایم. در ادامه بخشهای مختلفی را به آموزش مقاله نویسی پزشکی با توجه به همین قالب استاندارد اختصاص میدهیم.
فرادرس با شناسایی نیازهای مخاطبان گسترده خود در زمینههای مختلف نگارش متون علمی، طبق یک برنامهریزی هدفمند دورههای آموزشی جامعی را تهیه و منتشر کرده است که با استفاده از آنها میتوان خلاهای موجود در روند آموزش مقاله نویسی پزشکی را به طور کامل رفع کرد. در ادامه تعدادی از فیلمهای آموزشی منتشر شده توسط فرادرس را به شما معرفی میکنیم. همچنین این افراد ممکن است در گسترهٔ وسیعی از محیطها که زنجیرهٔ مراقبتهای بهداشتی را پوشش میدهد و شامل ثبت اداری عملکردهای پزشک، خانههای سالمندان، آژانسهای بهداشت در خانه، مراکز بهداشت روانی و عمومی است، کار کنند. تکنسینهایی که تخصصشان برنامهنویسی است، برنامهنویسهای پزشکی یا متخصصین برنامهنویسی نامیده میشوند. همچنین در بحث مراحل مختلف پردازش سیگنال عضله (الکترومایوگرافی یا EMG)، که بسیار در بحث تخمین فعالیت عضله و مدلسازی اسکلتی عضلانی نیز کاربرد دارد، میتوان از برنامه نویسی کمک گرفت و عملیات حذف نویز و یکسوسازی و فیلتر کردن و دریافت اطلاعات مفید ولتاژ سیگنال عضله را انجام داد.
شبیهسازیهای جراحی میتوانند به کاهش خطرات جراحی در دنیای واقعی کمک کنند و اطمینان حاصل کنند که جراحان با تجربه کافی وارد اتاق عمل میشوند. توضیح رایجترین دلایلی که برای رد شدن مقالات مطرح میشوند، بخشی از آموزش مقاله نویسی پزشکی است، زیرا میتواند به نویسندگان کمک کند تا مقاله خود را به نحوی بنویسند که احتمال رد شدن آن کاهش یابد. مواردی که در ادامه ذکر کردهایم از جمله پرتکرارترین دلایل رد شدن مقالات هستند. شروع برنامهنویسی ممکن است در ابتدا پیچیده به نظر برسد، اما با برنامهریزی مناسب و یادگیری اصول اولیه، هر کسی میتواند به یک برنامهنویس ماهر تبدیل شود. برنامهنویسی یکی از مهارتهای کلیدی در دنیای دیجیتال امروزی است که میتواند فرصتهای شغلی بیشماری را ایجاد کند.
با این حال، با استفاده از پایتون، متخصصان و دانشمندان؛ تحقیقات علمی خود را شروع می کنند و سریعتر از روش سنتی به نتیجه می رسند. این موضوع به طور بالقوه می تواند زمان کشف داروهای واقعی را در این حوزه بسیار کاهش دهد. مثبت کاذب (False Positive) میتواند به آزمایش یا درمان تهاجمی غیرضروری بینجامد، درحالیکه بدخیمیهای تشخیصدادهنشده هم میتوانند تأخیر در تشخیص و پیامدهای نامطلوب را در پی داشته باشند. اگر اپلیکیشن چتبات هوشمند داشته باشد، میتواند مانند یک پرستار با بیمار ارتباط برقرار کند، با او حرف بزند و راهنماییاش کند. NLP و برنامههایی که مجهزبه آن هستند این توانایی را دارند که با تجزیهوتحلیل پستهای رسانههای اجتماعی، موارد احتمالی خودکشی، مخصوصا در جوانان، را پیشبینی کنند.
برنامه نویسی چیست نی نی سایت