1.1 Génie Biomédical
Le Génie Biomédical (BME) est la branche de l’ingénierie qui s’intéresse à la résolution de problèmes en biologie et en médecine. Ce texte est une introduction aux méthodes numériques pour les ingénieurs biomédicaux. Les méthodes numériques sont des techniques mathématiques permettant d’effectuer des calculs précis, efficaces et stables, par ordinateur, pour résoudre des modèles mathématiques de systèmes biomédicaux., Les méthodes numériques sont les outils que les ingénieurs utilisent pour réaliser la mise en œuvre informatique de modèles analytiques du comportement du système.
Les ingénieurs biomédicaux utilisent des principes, des méthodes et des approches tirés des branches plus traditionnelles du génie électrique, mécanique, chimique, des matériaux et de l’informatique pour résoudre ce large éventail de problèmes. Ces méthodes comprennent: les principes du Génie Électrique, tels que les circuits et les systèmes; l’imagerie et le traitement d’images; l’instrumentation et les mesures; et les capteurs., Les principes du Génie Mécanique comprennent la mécanique des fluides et des solides; le transfert de chaleur; la robotique et l’automatisation; et la thermodynamique. Les principes du Génie Chimique comprennent les phénomènes de transport, les polymères et les matériaux, la biotechnologie, La conception de médicaments et la fabrication de produits pharmaceutiques.
Les ingénieurs biomédicaux appliquent ces principes et d’autres à des problèmes dans les domaines des sciences de la vie et des soins de santé. Cela signifie que l’ingénieur biomédical doit également être familier avec les concepts biologiques de l’anatomie et de la physiologie aux niveaux du système, cellulaire et moléculaire., Travailler dans les soins de santé nécessite une connaissance du système cardiovasculaire, du système nerveux, de la respiration, de la circulation, des reins et des fluides corporels.
D’autres termes, tels que la bioingénierie, l’ingénierie clinique et l’ingénierie tissulaire, sont utilisés pour identifier des sous-groupes d’ingénieurs biomédicaux. La bioingénierie fait référence aux ingénieurs biomédicaux qui se concentrent sur les problèmes de biologie et la relation entre les systèmes biologiques et physiologiques., L’ingénierie clinique est un terme utilisé pour désigner les ingénieurs biomédicaux qui résolvent des problèmes liés aux aspects cliniques des systèmes de prestation de soins de santé et des soins aux patients. L’ingénierie tissulaire est la surspécialité dans laquelle l’ingénierie est utilisée pour concevoir et créer des tissus et des dispositifs pour remplacer des structures dont la fonction est perdue ou altérée. Les ingénieurs tissulaires utilisent une combinaison de cellules, de matériaux d’ingénierie et de facteurs biochimiques appropriés pour améliorer ou remplacer les fonctions biologiques dans le but de faire progresser la médecine.,
bien que les contributions les plus visibles du génie biomédical à la pratique clinique concernent l’instrumentation pour le diagnostic, la thérapie et la réadaptation, il existe dans ce texte des exemples tirés à la fois du domaine biologique et du domaine médical pour montrer la grande variété de problèmes sur lesquels les ingénieurs biomédicaux peuvent et travaillent.
Le domaine du génie biomédical est en pleine expansion. Les ingénieurs biomédicaux joueront un rôle majeur dans la recherche dans les sciences de la vie et le développement de dispositifs pour une prestation efficace des soins de santé., La portée du génie biomédical va de la bionanotechnologie aux appareils fonctionnels, de l’ingénierie moléculaire et cellulaire à la robotique chirurgicale, et des systèmes neuromusculaires aux poumons artificiels. Les principes présentés dans ce texte aideront à préparer les ingénieurs biomédicaux à travailler dans ce domaine diversifié.
Il existe un certain nombre de bonnes histoires de génie biomédical; chacun a sa propre date de début du domaine et les jalons importants., Le début du génie biomédical peut être attribué au 17e, 18e ou 19e siècle, le choix en fonction de la définition utilisée pour le génie biomédical. Le lecteur se réfère à Nebeker (2002) pour une histoire complète de la façon dont les ingénieurs biomédicaux construisent des dispositifs diagnostiques (données qui caractérisent le système) ou thérapeutiques (remplacer ou améliorer la fonction perdue) comme solutions à des problèmes dans les soins de santé ou les sciences de la vie.