احملاضرة السادسةتعويض األجهزة جبسم اإلنسان

نزيه شجاع العثماينقسم اهلندسة الكهربائية وهندسة احلاسبات شعبة الطبية احليوية/ أستاذ مساعد

جامعة امللك عبدالعزيزتوطني صناعة األجهزة–مستشار وكيل وزارة الصحة املساعد القتصاديات الصحة

URL: http://nothmany.kau.edu.saBlog: http://alothmany.me

Twitter: @nothmanyFacebook: http://www.facebook.com/nothmany

عالج وتعويض وظائف القلب

الصعقة الكهربائية القوية== اضطراب يف ضربات القلب •منظم ضربات القلب== عن تنظيم ضربات القلب SA-nodeتوقف •البالون والدعامات== انسداد عروق الدم يف القلب •القلب املفتوح وسحب عروق جديدة== انسداد كبري يف العروق •نقل قلب من شخص آخر== توقف القلب عن العمل •

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

أفكار مت تغطيتها

ميكن التقاط الكثري من اإلشارات•احليوية من خارج جسم اإلنسان

هبدف تشخيص حالة مصدر تلك.اإلشارات احليوية

من اإلشارات املمكن التقاطها •رارة، النشاط الكهربائي، الصوت، احل)

املركبات، الرتكيز الكيميائي للعناصر و (الصور الطبية

من ميكن التأثري على جسم اإلنسان•ية خالل تعريضه إلشارات كهربائ

خارجية بطريقة منظمةPrepared by Dr Nazeeh Alothmany

http://nothmany.kau.edu.sa

مواضيع قادمةالكلية الصناعية•األذن الصناعية•العني الصناعية•ندسة اهل)الركب الصناعية، صمامات القلب الصناعية، احلوض الصناعي •

(الطبية الكيميائية(اخلاليا اجلذعية، صيوان األذن)صناعة االنسجة •اهلندسة الطبية املعلوماتية•

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

حموالت الطاقة الفيزيائية لطاقة كهربائية

.هربائيهناك مواد وعناصر تقوم بتحويل اخلصائص الفيزيائية لتيار ك•.كهربائيميكن التعرف على مقدار املادة الفيزيائية من خالل قيار التيار ال•رعة وامليزان عداد السرعة الرقمي، امليزان الرقمي كالمها جهازان حيوالن الس: مثال•

لتيار كهربائيكلها تستخدم يف هناك حموالت طاقة للكثري من اخلصائص الفيزيائية يف احلياة و •

األجهزة الكهربائية املختلفة

محول طاقة أو مجس

أو حساس

ة، سرع)خاصية فيزيائية

حرارة، ضغط، قوة، وزن ...(، ضوء، حركة

كهرباء

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

التقاط اإلشارات الفيزيائية

يقوم . ويلها لرقم يعرض على املشاهد بتحويل احلرارة إىل كهرباء تقوم دائرة كهربائية بتكبريها وحتالثريموستات1ليعرف احلرارة

يفهم احلاسب اآليل إشارة الدماغ فيستخدم . ى البيئة وحتريك األشياءللتأثري علواملواطريالبيزو كريستاالت2 Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

كيف تتم عملية التنفس؟:الهدف من التنفس هو•

انتقال األكسجني من اهلواء إىل الدم عرب احلويصالت اهلوائية–انتقال ثاين اكسيد الكربون من الدم إىل اهلواء عرب احلويصالت اهلوائية–

كيف تتم عملية التنفس؟•.يرسل الدماغ إشارة كهربائية للحجاب احلاجز املوجود يف أسفل القفص الصدري–. ينقبض احلجاب احلاجز لألسفل فيتوسع القفص الصدري–.ينخفض ضغط اهلواء داخل القفص الصدري ويرتفع خارجه–.يدخل اهلواء داخل الرئتني فتنتفخ الرئتان–ثاين أكسيد حتصل عملية تبادل الغازات داخل احلويصالت اهلوائية فيدخل األكسجني للدم وخيرج–

.الكربون من الدم للهواء داخل احلويصالت.يعود احلجاب احلاجز لطبيعته ليصغر حجم القفص الصدري–.ون للخارجيرتفع ضغط اهلواء داخل القفص الصدري فيخرج اهلواء املشبع بثاين أكسيد الكرب–

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

عملية التنفسمشكالت :هناك مشكالت عديدة ممكن أن حتصل للجهاز التنفسي منها•

احلاجة لتخدير املريض قبل العمليات مما يؤدي لتوقف التيار الكهربائي الذي يقبض احل. . جاب احلاجز1

التهاب يف احلويصالت اهلوائية خيفض من تبادل األكسجني بني اهلواء والدم. 2جهاز التنفس الصناعي•

لرئتنييتصل مبضخة هواء تقوم برفع ضغط اهلواء يف اخلارج ليدخل يف ااملرئأنبوب يدخل يف –ويصالتميكن رفع نسبة األكسجني يف اهلواء الداخل للرئتني لزيادة كفاءة تبادل األكسجني يف احل–

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

مترين مجاعي

ي ماذا حيصل لو توقف السلك الكهربائي الذ•يصل الدماغ باحلجاب احلاجز؟

3أول )فيلم تعويض عصب احلجاب احلاجز•(دقائق فقط

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

النمذجة ألعضاء جسم اإلنسانما هو اجلهاز الذي يشبه عمل العضو املريض يف جسم اإلنسان؟•

.احلاسب اآليل يشبه عمله الدماغ–.األسالك الكهربائية تشبه األعصاب يف اجلسم–.الكامريا تشبه يف عملها العني البشرية–.امليكروفون يشبه يف عمله األذن البشرية–.مساعات املسجالت تشبه عملها احلبال الصوتية–.فلرت املاء يشبه يف عمله الكلية–.املضخة تشبه يف عملها للبنكرياس–

لنحافظ على اليوجد أي جهاز ميكنه أن يعوض خلق اهلل بالكامل فلنحمد اهلل على نعمه وعلى ما أعطانا و •النعمة

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

البنكرياس الصناعيكوز يف الدم أحد الوظائف املهمة للبنكرياس هي احملافظة على نسبة اجللو •

:مبستوى معني وذلك باخلطوات التالية.حيسب البنكرياس نسبة اجللوكوز يف الدم•.لو كانت نسبة اجللوكوز مرتفعة يفرز البنكرياس اإلنسولني•.لو كانت نسبة اجللوكوز منخفضة يفرز البنكرياس اجلليكوجني•

ا اجلسم ويؤدي ارتفاع نسبة اجللوكوز يف الدم يشكل خطرا كبريا على خالي•لبعيدة النسداد العروق الدموية مما يقلل من وصول الدم للدماغ ولألطراف ا

.عن جسم اإلنسانلدم ولو ازداد يضطر مريض السكر ألن يأخذ ادوية تنظم نسبة اجللوكوز يف ا•

.املرض يضطر املريض ألخذ إبر انسولني بشكل متواصل

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

مترين مجاعيكيف ميكنك أن تصمم جهازا يقوم بوظيفة البنكرياس؟•

( 8085أو وينواردبيك أو )مليكروكونرتولرحساس حيسب نسبة اجللوكوز يف الدم ويرسلها اجللوكوز مرتفعة يتم مرتبط مبضختني احدامها للجلوكوز والثانية للجليكوجني ولو كانت نسبة

ليكوجني للدمتشغيل خمضة تضخ جلوكوز للدم ولو كانت نسبة اجللوكوز منخفضة يضخ اجلPrepared by Dr Nazeeh Alothmany

http://nothmany.kau.edu.sa

العني البشريةارج يسقط الضوء على عدسة العني من اخل•لي تعكس العدسة الصورة على اجلزء الداخ•

من العنيمن العني توجد حموالت بصر يف اجلزء اخللفي•

ائية تصل تقوم بتحويل الصورة إلشارات كهربللعصب البصري

بائية ينقل العصب البصري اإلشارات الكهر •صورةللدماغ الذي يفسرها ويتعرف على ال

لبصر يوجد يف العني املاليني من حموالت ا•ك كل منها مرتبط بسل( مليون30حوايل )مباشر للدماغ( عصب)

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

العني اإللكرتونية

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

العني اإللكرتونية

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

Electrode Array Image

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

األذن البشريةذن األذن الداخلية، واأل)تتكون األذن من ثالث أجزاء •

(الوسطى، واألذن اخلارجيةلطبلة حبسب ينتقل الصوت عرب ذبذبات اهلواء فتهتز ا•

اهتزاز اهلواءالث عظام تنتقل اهتزازات الطبلة لألذن الوسطى عرب ث•

(املطرقة والسندان والركاب)ايتها شعريات تدخل االهتزازات للقوقعة اليت توجد يف هن•

سمعيتتحرك حبسب االهتزازات لتلمس العصب الة يقوم تتحول اهتزازات الشعريات إلشارات كهربائي•

العصب السمعي بنقلها للدماغرف على يقوم الدماغ بفهم اإلشارات الكهربائية ليتع•

الكلمات اليت دل عليها الصوتPrepared by Dr Nazeeh Alothmany

http://nothmany.kau.edu.sa

تعويض األذن

كن عندما تضعف قدرة األذن على السماع مي•(ميكروفون)استخدام مكرب صوت صغري

يوضع خلف األذن يوصل بأنبوب صغري.لداخل األذن

ية يضطر املريض أحيانا الستخدام أذن داخل•.صناعية

فيلم األذن الصناعية•

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

الكليةياه يف تعمل الكلية كما يعمل جهاز فلرت امل•

املسابح ويف صنابري املياهة احمليطة يقوم الدم املوجود يف األوعية الدموي•

باألمعاء الدقيقة والغليظة بامتصاصاألمالح بأشكاهلا من الطعام الذي نأكله

.بشكل يوميتقوم الكلية بالكشف على األمالح •

ة املوجودة يف الدم وتطرد األمالح الضار والسامة من الدم يف البول

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

حقائق عن الكلية.كليةميكن لإلنسان أن يعيش بربع •.مرة يوميا50تقوم الكلية بفلرتة الدم •.حتوي كل كلية مليون فلرت يقوم بامتصاص األمالح•ركيز األمالح تنظم الكلية األمالح وبالتايل تنظم ضغط الدم ومحوضته وت•

بعض الدماغ واهلرمونات وتساهم يف إنتاج كريات الدم احلمراء ويعتربها ال.الرئيسي يف اجلسم

م يف البول، حتتاج األمالح السامة للماء لكي تتحرك داخله وخترج من اجلس•.كلىواخنفاض السوائل يؤدي لرتاكم األمالح وتكون احلصوات يف ال

ماذا حيصل لفلرت املاء لو ترك جافا لفرتة طويلة؟: سؤال•

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa

(الكلية الصناعية)جهاز غسيل الكلى ل الكلى حيتاج مريض الفشل الكلوي جلهاز غسي•

6رق جلسات أسبوعية وكل جلسة تستغ3-4)(ساعات

الصداع يتعرض املريض لاللتهابات املستمرة و •وخلل يف تركيز األمالح بشكل مستمر

تتوافق ميكن نقل كلى جديدة للمريض بشرط أن•الكلية اجلديدة مع خصائص املريض

فيلم جهاز غسيل الكلىكيف تعمل الكلية كفلرت

Prepared by Dr Nazeeh Alothmany http://nothmany.kau.edu.sa