استاد پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران:
دکتر حمید سلطانیان‌زاده: شناخت، طراحی و تحلیل تجهیزات برای تشخیص و درمان بیماری از اهداف مهندسی پزشکی است / آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز نقش بنیادی در پژوهش‌های مربوط به بیماری‌های نورولوژی و کارکرد مغز دارد
دکتر حمید سلطانیان‌زاده، استاد پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران، رساله دکترای خود را در زمینه پردازش تصاویر MRI انجام داده و مدرک دکترای بیوالکتریک در زمینه پردازش سیگنال و تصویر دارد. وی پس از فارغ‌التحصیلی یک سال به عنوان محقق پسادکتری در مؤسسه پزشکی فورد مشغول بود و بعد از آن نیز به‌صورت پژوهشگر در همان مؤسسه شروع به کار کرد. ایشان به تدریج همکاری خود را با دانشگاه تهران آغاز کرد و از سال ۱۳۷۲ به بعد، در مقاطع کارشناسی‌ارشد و دکترای مهندسی پزشکی مشغول به تدریس شد. همچنین پس از جذب دانشجویان به رشته بیوالکتریک و علاقه آنها به تحصیل در این رشته در مقطع کارشناسی نیز دروسی را ارائه داد.
فعالیت‌های ایشان به نحوی با سیگنال‌ها و تصاویر پزشکی از جمله راهکارهای گرفتن اطلاعات از بیمار و بررسی شرایط و موارد مختلف برای اخذ اطلاعات، پردازش اطلاعات، استخراج اطلاعات کمّی که می‌تواند در تشخیص بیماری‌ها، درمان بیماران و طراحی درمان و ارزیابی و نتایج آن مؤثر باشد در ارتباط است. از این‌رو لیلا احمدی، کارشناس روابط عمومی دانشگاه، به بهانه این تحقیقات صورت گرفته که به‌گونه‌ای در زمینه تشخیص و بهبود بیماری‌ها کمک کننده بوده با دکتر سلطانیان‌زاده، استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر پردیس دانشکده‌های فنی به گفت‌وگو پرداخته است که شرح آن را در ادامه می‌خوانید:
- آقای دکتر با تشکر از اینکه در این گفت‌وگو شرکت کرده‌اید، لطفاً بفرمائید مهندسی پزشکی عمدتاً به چه زمینه‌هایی می‌پردازد؟
مهندسی پزشکی زمینه بین‌رشته‌ای است که تمام رشته‌های مهندسی که به نحوی می‌تواند در کار تشخیص و درمان و ارزیابی وضعیت بیماری‌ها مشارکت داشته باشد شامل این مجموعه است. به همین خاطر مجموعه بزرگی است و طبعاً هر مؤسسه و دانشگاهی بسته به امکانات و شرایط، مشارکتی در این زمینه دارد و فعالیتی را انجام می‌دهند. در این رشته معمولاً افرادی که زمینه مهندسی دارند باید در علم پزشکی نیز مطالعه داشته باشند تا بتوانند به تشخیص و درمان بیماری‌ها کمک کنند.
- تحقیقات شما با عنوان بررسی تغییرات سیگنال FMRI و EEG در تنظیم احساسات و بر اساس یادآوری خاطرات مثبت گذشته، چه تأثیری در درمان بیماری‌ها داشته است؟
پژوهشی که در این زمینه انجام دادیم به‌واقع در این راستا بود که ببینیم یادآوری خاطرات گذشته چه تأثیری در عملکرد مغز می‌گذارد و عملکرد کدام قسمت مغز را تغییر می‌دهد، چون در درمان افسردگی و بیماری‌های مشابه این است که به افراد یکی از خاطرات خوب گذشته را یادآوری کنند. این باعث می‌شود ذهن و بخش‌هایی از مغز که درگیر احساسات است و احساسات خوب را ثبت و یادآوری و درک می‌کند، فعال شود و تکرار این ماجرا باعث می‌شود بیمار بهبود پیدا کند و از حالت افسردگی خارج شود. طبیعتاً به‌صورت تجربی پزشکان به این رسیده‌اند و در عمل اعمال می‌کنند. هدف ما این بود که منشأ نورونی این بیماری را پیدا کنیم و ببینیم که وقتی خاطرات مثبت یادآوری می‌شود در مغز چه اتفاقاتی می‌افتد.
- کار شما و رشته مهندسی پزشکی چگونه در تشخیص و درمان بیماری‌ها کمک‌کننده است؟
ما به طور کلی سعی می‌کنیم اولاً تجهیزاتی که برای تشخیص و درمان بیماران مورد نیاز است را بشناسیم، طراحی و تحلیل کنیم و بهبود ببخشیم که در این راستا به طور خاص یکی از زمینه‌ها، تجزیه و تحلیل سیگنال‌ها و تصاویری است که این دستگاه‌ها به ما می‌دهند، مثلاً دستگاه الکتروآنسفالوگرافی نوار مغزی تولید می‌کند و یا دستگاه مگنتوآنسفالوگرافی (Magnetoencephalography) سیگنال‌های الکترومغناطیسی مغز را ثبت می‌کند. دستگاه الکتروکاردیوگرام (EKG) نوار قلب می‌گیرد و دستگاه EMG یا (Electromyography) نوار ماهیچه می‌گیرد و همه اینها سیگنال تولید می‌کند که این سیگنال‌ها را می‌توان به‌صورت کیفی و شهودی ارزیابی کرد یا به‌صورت کمی که کار ما بیشتر تجزیه و تحلیل و ارزیابی کمی است، چرا که ارزیابی شهودی متغیر با مشاهده‌کننده و تعبیر و تفسیرکننده است و اطلاعات در ذهن افراد محدود می‌ماند، ولی در کامپیوتر ما اطلاعات زیادی را می‌توانیم جا بدهیم از ابزارهای پردازشی متنوع استفاده کنیم و اطلاعات خاصی که در تشخیص و درمان و ارزیابی کیفیت درمان مؤثر است از این سیگنال‌ها استخراج کنیم.
همچنین در تصویربرداری پزشکی تجهیزاتی که امروزه برای تصویربرداری استفاده می‌شود متنوع است و شامل سیستم‌های تشدید مغناطیسی یا (Magnetic Resonance Imaging) ، ام آر ای، رادیوگرافی، سی تی اسکن، سونوگرافی و پزشکی هسته‌ای و تصویربرداری نوری با پرتوهای مادون قرمز و حتی تصویربرداری نوری معمولی در پاتولوژی یک سری تصاویر را ایجاد می‌کنند که می‌توانند به‌صورت شهودی ارزیابی و یا به‌صورت کمی تجزیه و تحلیل شود که به نحو کمی هم با دقت بالاتر و هم با جزئیات بیشتر را می‌تواند استخراج کند و در مجموع برای ارزیابی و تشخیص و درمان می‌تواند بسیارمؤثر باشد. به همین خاطر در همه جای دنیا در این زمینه‌ها کار می‌شود و ما هم در این زمینه فعال هستیم و دانش‌آموختگانی تربیت می‌کنیم تا بتوانند در شرکت‌هایی که این تجهیزات را تولید می‌کنند، مکان‌هایی که اینها را توزیع، راه‌اندازی و ارزیابی و کنترل کیفیت می‌کنند، در بیمارستان‌ها و پژوهشکده‌ها و جاهای مختلف با درک درستی که از این تجهیزات دارند و می‌دانند چگونه از خروجی آنها اطلاعات استخراج کنند بتوانند با ارائه خدماتی برای تشخیص، ارزیابی و درمان به کادر متخصص در درمان بیماران کمک کنند.
- نتایج حاصل از این تحقیق در پزشکی چیست و برای چه بیمارانی کاربرد دارد؟
نتایج حاصل در قالب یک رساله دکترا و مقاله علمی پژوهشی در خارج از کشور در یکی از مجلات بین‌المللی منتشر شده است و در قالب مقاله دوم هم در دست اقدام است. هدف از این تحقیق شناسایی بخش‌هایی از مغز است که در اثر یادآوری خاطرات مثبت فعال و نقش این بخش‌ها در این فرایند روشن می‌شود و در نهایت منجر به بهبود بیمار خواهد شد. وقتی بدانیم کدامیک از مناطق مغز در یک فعالیت خاصی نقش دارند با استفاده از ابزارهایی می‌توانیم فعالیت مغز را تنظیم کنیم و بهبود ببخشیم تا فرد به حالت طبیعی بازگردد که این ابزارها شامل (TMS) تحریک مغناطیسی مغز است یا روش‌های دیگری که برای درمان بیماری‌ها توسط پزشکان اعمال می‌شود.
- لطفاً بفرمائید آیا تمامی پژوهش‌های شما با سیگنال و تصویر در پزشکی در ارتباط است؟
بله پژوهش‌های ما غالباً به نحوی با تصاویر و سیگنال‌های پزشکی مرتبط است تا به وسیله آنها زمینه خاصی را در پزشکی مورد توجه قرار دهند و راهکار خاصی را در تشخیص و درمان به پزشکان ارائه کنند.
- کارکرد MRI و نحوه عملکرد آن چیست و در خصوص تفاوت کاری که شما انجام می‌دهید و کاری که پزشکان انجام می‌دهند توضیح بفرمائید.
ما دستگاه MRI را که در یک شرکتی ساخته شده را استفاده می‌کنیم، ولی از آنجا که سیستم با نرم‌افزار کار می‌کند، می‌توانیم نرم‌افزارهایی را طراحی و ابداع کنیم و توسعه دهیم و به نرم‌افزار موجود دستگاه اضافه کنیم تا قابلیت موجود دستگاه بهتر شود تا تصاویری به دست آوریم که با سیستم سنتی قابل دسترسی نبود. حالا بعد از ایجاد تصاویر کار تازه شروع می‌شود. باید این تصویر تعبیر و تصویر شود. به طور سنتی رادیولوژیست‌ها این تصاویر را مطالعه و ارزیابی و گزارشی را برای پزشک معالج ارسال می‌کردند. کار ما بیشتر در این راستا است که در این مرحله هم بتوانیم به پزشکان کمک کنیم. تعبیر و تفسیرهای کامپیوتری را به تفسیرهای فردی اضافه کنیم. همچنین وقتی که داده‌های مربوط به جمعیتی از بیماران در دسترس باشد، می‌توانیم وجه تمایز این بیماری را با بیماران دیگر به‌صورت کمی از روی تصاویر مشخص کنیم که اگر در مورد بیماران نورولوژی تصویربرداری مغز انجام می‌دهیم از جهت ساختاری، هندسی و عملکردی با حالت سالم تفاوت دارد و یا درجات بیماری چه تأثیری روی این شرایط یا درمان بیماری دارد ارزیابی کنیم که این درمان چه میزان از مشکل موجود در مغز را درمان کرده است یا گاهی معالجه با جراحی انجام می‌شود و طبیعتاً پزشک نیاز دارد بداند که منطقه جراحی مثلاً تومور مغز دقیقاً کجای مغز و در چه حدی است و از چه محدوده‌ای از سر بیمار باید بیرون بیاورد تا بدون صدمه به بافت سالم کار انجام شود.
- اصطلاح source imaging در کار شما به چه معناست؟
هدف این است که از روی سیگنال‌هایی که از مغز ضبط می‌کنیم منشأ و مولد سیگنال‌ها را در مغز پیدا کنیم که یک سری نورون هستند و یک بخشی از مغز، مثلاً در مورد بیماری صرع می‌خواهیم بدانیم کدام بخش از سر بیماری صرع و تشنج را در فرد ایجاد می‌کند و با شناختن منبع غیرطبیعی که باعث بیماری است با جراحی خارج شود و بیمار سلامتی خود را به دست آورد.
- اگر ممکن است کمی در مورد آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز دانشگاه تهران بفرمائید. این آزمایشگاه چه هدفی دارد و چه امکاناتی در اختیار پژوهشگران قرار می‌دهد.
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز دانشگاه تهران با همکاری دو وزارت‌خانه علوم، تحقیقات و فناوری و وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی ایجاد شد و بانی این آزمایشگاه ستاد علوم شناختی بود و هدف این بود که این آزمایشگاه امکاناتی را فراهم کند که پژوهشگران بتوانند در ارزیابی وضعیت مغز و بیماری‌های نورولوژی و کارکرد مغز در شرایط صحت و بیماری اطلاعات جمع کنند و به همین دلیل دستگاه‌هایی که برای این کار لازم است تهیه شده و در دستور کار است که دستگاه‌هایی دیگری هم تهیه شود تا همه پژوهشگران از سراسر کشور بتوانند از این سیستم‌ها استفاده کنند و سیگنال‌ها و تصاویر مورد نیاز خود را ضبط و تحلیل کنند و از نتایج تحلیل بتوانند سوالات پژوهشی خود را پاسخ دهند. دستگاه تصویربرداری تشدید مغناطیسی ۳ تسلا (MRI3) یکی از این سیستم‌هاست که در طرح‌های پژوهشی مختلف امروزه استفاده می‌شود. دستگاه ثبت EEG، الکترو آنسفالوگرافی با کانال‌های کم و زیاد در دسترس است و همین طور TMS و قرار است دستگاه MEG هم در آینده نزدیک خریداری شود و در دسترس قرار گیرد، بنابراین این مجموعه می‌تواند در شناخت فعالیت مغزی و ساختار مغز در شرایط صحت و بیماری به پژوهشگران کمک کند.
- این آزمایشگاه چه اندازه در تشخیص بیماری‌ها به پژوهشگران و پزشکان کمک می‌کند.
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز نیز در این راستا ایجاد شده است که امکاناتی برای دریافت سیگنال‌ها و تصاویر پزشکی وجود داشته باشد تا برای تشخیص بیماری‌ها مورد استفاده پزشکان و پژوهشگران قرار بگیرد. نقش این آزمایشگاه بسیار بنیادی است و اینکه تنها محلی است که پژوهشگران می‌توانند اطلاعات خود را از بیماران برای اهداف پژوهشی ثبت کنند و در این سال‌ها هم پژوهشگران زیادی از سراسر کشور از این سیستم‌ها استفاده کردند و طرح‌های پژوهشی متنوعی را انجام دادند که گزارش علمی آن در مقالات علمی در داخل و خارج از کشور منتشر شده و آزمایشگاه نقشه‌برداری هم سوابق اینها را دارد و اطلاعات کمی را می‌تواند در اختیار بگذارد که در این سال‌ها چه تعداد پژوهشگر از این سیستم‌ها بهره‌مند شدند و چه تعداد طرح پژوهشی انجام شده است. امیدوارم این آزمایشگاه هم بیش از پیش تجهیز شود و با این نظم و کیفیتی که تا الان داشته کارش را ادامه دهد و بتواند به پژوهشگران سراسر کشور برای انجام طرح‌های بنیادی که نهایتاً می‌تواند برای تشخیص و درمان بیماری‌ها به پزشکان متخصص کمک کند.
- لطفاً در پایان بفرمائید وضعیت رشته مهندسی پزشکی در دانشگاه تهران چگونه است؟
ما در دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر از سال ۱۳۷۳ کارشناسی‌ارشد را برای مهندسی پزشکی شروع کردیم که طبعاً با توجه به تخصص‌های موجود در دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر این فعالیت‌ها شامل زیرمجموعه‌ای از فعالیت‌های مهندسی پزشکی تحت عنوان بیوالکتریک نامگذاری شده است. تحصیلات تکمیلی از جمله کارشناسی‌ارشد و دکترا از آن زمان در جریان است و در مقطع کارشناسی هم از حدود ۱۵ سال پیش مجوز گرفتیم و دانشجویانی هم تربیت کردیم و در حال حاضر هم دانشجویانی که در دانشکده برق و کامپیوتر هستند می‌توانند یکی از زمینه‌ها را بیوالکتریک انتخاب کنند و دروس مرتبط با این زمینه را بگذرانند و پایان‌نامه، کارآموزی و فعالیت‌های عملی خود را در مقطع کارشناسی و فعالیت پژوهشی خود را در دوره‌های تحصیلات تکمیلی در این زمینه انجام دهند.
نظر شما :