1 UVOD Biomedicinska tehnika (BMT) je most med različnimi tehničnimi področji na eni strani in medicino in biologijo na drugi. Probleme, s katerimi se srečujeta medicina in celoten zdravstveni sektor, pomaga reševati z inženirskimi pristopi. Biomedicinska tehnika je relativno mlada disciplina in se še uveljavlja kot samostojno strokovno in znanstveno področje. Njeni glavni značilnosti sta izrazita interdisciplinarnost in zelo hiter razvoj ter diverzifikacija v številna vedno bolj specializirana podpodročja. To zadnje je še posebej očitno v zadnjem času in se odraža v skokovitem napredku pri razvoju novih diagnostičnih in terapevtskih postopkov ter naraščajoči vlogi informacijsko- komunikacijskih tehnologij pri obravnavi pacientov. Potreba po strokovnjakih BMT v medicini in na drugih področjih povezanih z zdravstvom, povsod v razvitem svetu narašča. Leta 2006 je v Evropi samo industrija medicinskih naprav zaposlovala več kot 400.000 ljudi, medtem ko je število vseh zaposlenih v zdravstvu in sociali v istem času dosegalo število 20 milijonov [1]. Kot posledica naraščajočih potreb po novih inženirjih BMT in nastajanja novih specialističnih podpodročij znotraj BMT se povečuje tudi število univerz in drugih visokošolskih ustanov, ki ponujajo najrazličnejše oblike študija BMT. Nedavna evropska študija je tako pokazala, da na evropskih univerzah trenutno obstaja več kot 300 različnih študijskih programov biomedicinske tehnike, kar je kar trikratno povečanje glede na čas pred desetimi leti [2]. Študijski programi biomedicinske tehnike so se na večini univerz razvili iz ene od tradicionalnih tehniških disciplin, predvsem iz elektrotehnike, strojništva ali kemije. Zato je za številne programe značilno, da dajejo poudarek vsebinam, ki so blizu matični tehniški disciplini. Tako imajo na primer programi, ki izvirajo iz prepleta elektrotehnike in medicine, pogosto poudarek Prejet 9. oktober, 2011 Odobren 19. oktober, 2011 NOVI ŠTUDIJSKI PROGRAM BIOMEDICINSKE TEHNIKE NA FAKULTETI ZA ELEKTROTEHNIKO UNIVERZE V LJUBLJANI 237 na biomedicinski inštrumentaciji in elektroniki, medicinskih slikovnih tehnikah ter obdelavi biomedicinskih slik in signalov. V programih BMT, ki izvirajo iz strojništva, je običajno velik poudarek na biomehaniki in transportu tekočin in plinov v bioloških sistemih in na inštrumentaciji. V programih BMT, ki izvirajo iz kemije, pa so pogosto močneje zastopana podpodročja biomaterialov, biokemije ter celične in tkivne tehnike. Seveda pa imajo vsi ti programi kljub vsemu številne skupne lastnosti in vsebine. Profil biomedicinskega inženirja torej vključuje strokovnjake z zelo različnih specialističnih področij, kljub temu pa imajo skupne značilnosti, ki jih ločijo od inženirjev drugih disciplin. Tako mora inženir BMT med študijem pridobiti ustrezno poznavanje ter spretnosti za uporabo inženirskih in fizikalnih principov v poklicnem delu. Toda v nasprotju z drugimi inženirji mora biti inženir BMT usposobljen to znanje uporabiti za reševanje problemov v medicini, kar pomeni, da mora biti čvrsto inženirsko predznanje nadgrajeno s poznavanjem zakonitosti in principov živih organizmov. Zaradi te interdisiplinarnosti zato ni nenavadno, da se večina študijskih programov BMT v svetu pojavlja šele na 2. ali 3. stopnji (magistrska in doktorska stopnja), kot študente pa privabljajo predvsem diplomante tradicionalnih tehniških disciplin. Narašča pa tudi število programov BMT 1. stopnje (dodiplomski študij). V ZDA, kjer je področje BMT najbolj razširjeno in uveljavljeno, velja na nekaterih univerzah študij BMT na dodiplomski stopnji za najboljše izhodišče za poznejši študij medicine. Na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani ima biomedicinska tehnika dolgoletno tradicijo. Ustanovitev Laboratorija za biomedicinsko tehniko in biokibernetiko v 60. letih 20. stoletja pomeni začetek visokošolskega študija in raziskav na področju biomedicinske tehnike v Sloveniji [3]. V prvem obdobju delovanja je bilo glavno področje delovanja funkcionalna električna stimulacija, ki je takratno ljubljansko skupino pod vodstvom ustanovitelja profesorja Lojzeta Vodovnika uveljavila v svetovnem merilu. Leta 1977 je bil v okviru univerzitetnega programa elektrotehnike in znotraj študijske smeri Avtomatika tudi formalno ustanovljen študijski modul Kibernetika v medicini z naborom biomedicinsko naravnanih predmetov, ki je tako postal primerljiv s programi biomedicinske tehnike na nekaterih drugih univerzah. Z leti se je širil tudi krog laboratorijev in raziskovalnih skupin na fakulteti, ki so aktivni tudi na področju biomedicinske tehnike. Vse do danes se modul Kibernetika v medicini izvaja v zadnjih dveh letnikih petletnega dodiplomskega študija elektrotehnike. Po nedavni prenovi študijskih programov pa bo ta študijski modul nadomeščen z razširjeno in samostojno študijsko smerjo Biomedicinska tehnika na 2. stopnji univerzitetnega programa Fakultete za elektrotehniko [4]. S tem bomo dobili prvi formalni študij biomedicinske tehnike v Sloveniji, ki se bo prvič izvajal v študijskem letu 2012/13. 2 PRIPOROČILA ZA PROGRAME BIOMEDICINSKE TEHNIKE V EVROPI Ker je biomedicinska tehnika še vedno relativno mlada disciplina, ki se poleg tega tudi zelo hitro razvija in širi na nova področja, je bilo v svetu že več poskusov (predvsem v ZDA in Evropi), da bi postavili okvire in kriterije za definicijo študijskih programov biomedicinske tehnike, ki bi to disciplino dovolj jasno opredelili glede na druge tradicionalnih tehniških disciplin [5,6]. V Evropi imamo s tem več težav, predvsem zaradi velikih razlik med državami, medtem ko je v ZDA to področje že dalj časa trdno uveljavljeno. V Evropi so programi biomedicinske tehnike in/ali kliničnega inženirstva (ena od poddisciplin BMT) najbolj razširjeni v Veliki Britaniji in Italiji. V Evropi je bilo zato že v preteklosti vloženega veliko napora za harmonizacijo študija biomedicinske tehnike, vključno z razvojem kriterijev, ki se tičejo organizacije izobraževanja, akreditacij in podeljevanja strokovnih nazivov (podobno kot je to urejeno za medicino). Med letoma 1996 in 2000 je tako tekel velik evropski projekt v okviru programa SOCRATES z naslovom TEMPERE – Thematic network or Training and Education in Medical Physics and Biomedical Engineering [7]. Iz leta 2004 pa izvira vseevropska iniciativa BIOMEDEA – Biomedical and Clinical Engineering Education, Accreditation, Training and Certification, ki je potekala v sodelovanju s krovno svetovno organizacijo biomedicinskih inženirjev IFMBE in pod pokroviteljstvom WHO [5]. Zadnja tovrstna pobuda, ki gradi na predhodnem delu in izkušnjah predvsem projekta TEMPERE, je projekt v okviru evropskega programa TEPUS IV CRH-BME – Curricula Reformation and Harmonisation in the Field of Biomedical Engineering [8], ki teče od leta 2009 in se končuje leta 2012. V projektu sodelujejo predstavniki 25 univerz iz 20 držav iz EU in partnerskih držav. Eden glavnih ciljev konzorcija CRH-BME je predlagati priporočila za ustanavljanje novih in posodabljanje obstoječih študijskih programov BMT. Ta naj bi po eni strani omogočal harmonizacijo programov (skupna oziroma primerljiva izhodišča) ter hkrati omogočal komplementarnost (izkoriščanje specifičnih razlik) med njimi na različnih univerzah ter tako spodbujal mobilnost študentov in učiteljev, kar je eden od ciljev vzpostavitve evropskega visokošolskega prostora (EHEA – European Higher Education Area [9]). 2.1 Vrste programov BMT Projektna skupina CRH-BME je ob analizi trenutnega stanja in pričakovanj v prihodnje identificirala potrebo po petih različnih tipih študijskih programov, ki jih prikazuje tabela 1, v kateri so krediti ECTS za vsak tip 238 JARM, MIKLAVČIČ programa porazdeljeni med deset vsebinskih kategoriji. Predlagani tipi programov so [10]: A) Samostojni program BMT 1. stopnje. Namenjen je zadostitvi naraščajočih potreb industrije in zdravstva za takoj zaposljive inženirje BMT. Lahko je izhodišče za nadaljevanje študija na 2. stopnji BMT ali katere druge tehniške discipline. B) Samostojni program BMT 2. stopnje (za diplomante 1. stopnje drugih tehniških disciplin ali fizike). Najpogostejša oblika programov BMT. Od študentov tega programa se ob vstopu pričakuje trdno inženirsko, matematično in fizikalno predznanje, toda nič ali malo predznanja univerzitetne ravni iz medicine in biologije. C) Samostojni program BMT 2. stopnje (za diplomante 1. stopnje BMT). Izhodiščno predznanje študentov je nekoliko drugačno kot pri tipu B, kar se odraža v različnih deležih osnovnih vsebin tehnike in biomedicine v tabeli 1. Končno znanje in spretnosti diplomantov programov tipov B in C so podobni ali enaki. D) Samostojni program BMT 2. stopnje (za diplomante 1. stopnje biologije ali medicine). Potreba po tem tipu programov narašča zaradi tehnološkega napredka in specifike na nekaterih področjih klinične medicine ter v laboratorijih, kjer je specialistično znanje BMT prednost (ortopedija, rehabilitacija, plastična kirurgija, ...). Diplomanti programa tega tipa po inženirskem znanju seveda ne dosegajo tistih pri tipih B, C in E. E) Integrirani program BMT 1. in 2. stopnje. Alternativa programom tipov B in C. Prednost integriranega programa je v večji fleksibilnosti in večji širini ali globini vsebine, ker ni prekrivanja v vsebini, ki je neizogibna pri kombinaciji samostojnih programov 1. in 2. stopnje. Ker bodo med univerzami vedno obstajale razlike v ekspertizi in možnostih za izvajanje programov BMT, je priporočeno, da lahko število kreditov v posamezni kategoriji iz tabele 1 odstopa od priporočenih za do 25 % (ali do 10 kreditov). V zadnji vrstici tabele 1 je navedeno samo najmanjše dopustno skupno število kreditov za vsak tip programa. Ker mora biti skupno število kreditov 1. in 2. bolonjske stopnje 300, mora bodisi samostojni program 1. ali 2. stopnje zagotoviti dodatnih 30 kreditov. V praksi bo na večini univerz študij na 2. stopnji tisti, ki bo dejansko prinesel 120 kreditov, največkrat v obliki dveletnega študija. Razlike med tipi programov v številu kreditov v posamezni kategoriji (tabela 1) odražajo predvsem razlike v predznanju, ki se od študentov pričakuje ob vpisu, ter glavni izobraževalni cilj programa. Tako pri tehniško-fizikalnih kot biomedicinskih vsebinah so krediti razdeljeni med osnovne predmete (kategoriji 1 in 3) ter uporabne predmete (kategoriji 2 in 4). Uporabno naravnani predmeti gradijo na osnovnih, snov pa podajajo z jasno navezavo na uporabo v praksi. Predmeti kategorije 5 so uvod v študij BMT ali pa vključujejo ozka specialistična področja BMT. Kategorije 6—9 vključujejo različna netehniška "prenosljiva" znanja in spretnosti, ki jih potrebujejo inženirji BMT za delo v interdisciplinarnem okolju. Poudariti je treba medicinski etični vidik, s katerim se drugi inženirji ne srečujejo. Študij v vsakem programu BMT se mora obvezno končati s samostojnim, toda vodenim raziskovalnim ali razvojnim projektom, ki vodi do diplome (kategorija 10) [10]. Tabela 1: Predlog generičnih tipov študijskih programov BMT za 1. in 2. stopnjo bolonjskih programov. Števila pomenijo število kreditov ECTS. Tipi programov* Vsebinska kategorija A B C D E 1. Osnove tehnike in fizikalnih znanosti 70 5 15 20 100 2. Tehnika in fizikalne znanosti za uporabo v BMT 20 10 10 10 40 3. Osnove biologije in biomedicinskih znanosti 15 20 5 5 25 4. Biologija in biomedicinske znanosti za uporabo v BMT 20 10 10 10 30 5. Uvod v BMT in specializacija v BMT 30 15 20 15 60 6. Splošna generična znanja 7. Etika (splošna, medicinska, raziskovalna) 8. Management in zagotavljanje kakovosti 10 5 5 5 15 9. Obiski iz/v podjetjih; seminarji 10. Raziskovalno ali projektantsko delo na področju BMT za diplomo 15 25 25 25 30 Min. skupno št. kreditov ECTS* 180 90 90 90 300 *Glej razlago v besedilu. 2.2 Generični predmetnik BMT V preteklosti so bili že večkrat predlagani nabori vsebin oziroma predmetov, ki naj bi neki študijski program opredeljevali kot program biomedicinske tehnike [5,7]. Projektna skupina CRH-BME je ob upoštevanju preteklih tovrstnih pobud in pregledu trenutnega stanja v Evropi in ZDA predlagala nabor sedmih temeljnih tem (ang. core topics) v predmetnikih biomedicinske tehnike [10]. Pri tem je pojem teme opredeljen kot širša kategorija od predmeta. Posamezna temeljna tema je lahko v konkretnem predmetniku realizirana z več kot enim predmetom, odvisno od namena in razpoložljivih možnosti konkretnega programa. Ne glede na tip ali stopnjo programa (1. ali 2.) naj bi po priporočilu skupine CRH-BME vsak študijski program BMT v zadostni globini in širini vseboval vsaj štiri temeljne teme, ki so (v abecednem vrstnem redu): a biomateriali, b biomedicinske naprave in senzorji, c biomehanika, NOVI ŠTUDIJSKI PROGRAM BIOMEDICINSKE TEHNIKE NA FAKULTETI ZA ELEKTROTEHNIKO UNIVERZE V LJUBLJANI 239 d informacijske in komunikacijske tehnologije v medicini in zdravstvu, e medicinske slikovne tehnike in obdelava slik, f načrtovanje, preizkušanje in upravljanje tehnologije v zdravstvu, g obdelava biomedicinskih podatkov in signalov. V predlogu CRH-BME so temeljne teme podrobno opisane, tako da so za vsako podani splošni cilj ter pričakovani rezultati, kot primer praktične implementacije, pa so podani tudi konkretni predmetniki predmetov, ki spadajo k posamezni temeljni temi. Poleg temeljnih tem je v projektni dokumentaciji podan še odprt (ne dokončen) seznam izbirnih tem, s katerimi programi BMT dopolnijo svoje programe v celoto [10]. 3 ŠTUDIJSKI PROGRAM BIOMEDICINSKE TEHNIKE NA FAKULTETI ZA ELEKTROTEHNIKO Ob prenovi študijskih programov na Fakulteti za elektrotehniko je bila smer biomedicinska tehnika vključena kot ena izmed sedmih smeri v programu podiplomskega študija elektrotehnike na 2. stopnji, ki se bo začel izvajati v študijskem letu 2012/13 [4]. Predmetnik za smer biomedicinska tehnika je oblikovala Katedra za biomedicinsko tehniko, ki je tudi odgovorna za izvedbo programa, pri izvajanju pa bodo sodelovale tudi druge katedre. Tabela 2 prikazuje predmetnik smeri BMT, pri čemer lahko študenti izbirne predmete nadomestijo tudi s predmeti z drugih smeri ali celo drugih študijskih programov [4]. Novi program biomedicinske tehnike pripada tipu B programov BMT, kot jih predvidevajo priporočila konzorcija CRH-BME. Gre torej za samostojni program 2. stopnje, ki je v prvi vrsti namenjen študentom, ki so na 1. stopnji diplomirali na programu ene od tehniških smeri ali fizike. Iz tabele 2 je razvidno, da novi program BMT tudi po vsebinski plati ustreza priporočilom CRH- BME. V zadnjih dveh stolpcih so kot indikator te ustreznosti podane številske oznake vsebinskih kategorij iz tabele 1 ter črkovne oznake temeljnih tem, kot jih definirajo priporočila CRH-BME. Pri tem je v tabeli 2 prikazana le najbolj očitna pripadnost predmetov eni ali več od kategorij ali temeljnih tem. Glede na to, da so v tabeli 1 predvidena odstopanja znotraj vsebinske kategorije do 25 % oziroma 10 kreditov, ta novi program BMT v celoti ustreza kriterijem. Prav tako lahko ugotovimo, da predmetnik vključuje najmanj pet od sedmih definiranih temeljnih tem, torej ustreza tudi temu kriteriju. Glede na to, da je ta program BMT nastal in ga bomo izvajali na Fakulteti za elektrotehniko, je v predmetniku poudarek na predmetih, ki so z elektrotehniko tesneje povezani. Predvsem so močno zastopana področja biomedicinske inštrumentacije, meritev, slikovnih tehnologij ter obdelave in analize slik in signalov. Taka navezava programov BMT na eno od tradicionalnih tehniških disciplin je pogosta tudi na drugih univerzah. Ker se od študentov pričakuje predznanje iz biologije in medicine le na ravni srednje šole, so v program BMT vključena tudi dodatna izbrana poglavja iz biologije in medicine, ki jih vsebujeta predvsem predmeta Biološki sistemi in Nevrokibernetika, v manjši meri pa tudi nekateri drugi predmeti. Tabela 2: Predmetnik študija BMT na Fakulteti za elektrotehniko. Oznaka (ob/iz) pred imenom predmeta označuje, ali je predmet obvezen ali izbiren [4]. Zadnja dva stolpca ilustrirata kompatibilnost predmetnika s priporočili projektne skupine CRH-BME glede na kategorije vsebin podanih v tabeli 1 (stolpec I) in glede na seznam sedmih temeljnih tem BMT v generičnem predmetniku (stolpec II). CRH-BME Letnik, semester, predmet ECTS I II 1. LETNIK 60 1. semester 30 (ob) Biološki sistemi 6 3,4 (ob) Biomedicinska informatika 6 2,5,7 d,g (ob) Meritve in senzorji v biomedicini 6 2 b (ob) Biomedicinska elektronika 6 2 b (iz) Numerične metode v elektrotehniki in biomedicini 6 1,2 2. semester 30 (ob) Nevrokibernetika 6 3,4 (ob) Obdelava biomedicinskih signalov 6 2 g (ob) Biomedicinske slikovne tehnologije 6 2 e (iz) Roboti v stiku s človekom 6 2,5 (iz) Biomehanika 6 2 c 2. LETNIK 60 3. semester 30 (ob) Analiza medicinskih slik 6 2,5 e (ob) Inteligentne metode raziskovanja podatkov v biomedicini 6 2,5 d,g (ob) Bioelektromagnetika 6 2,4 (ob) Seminar iz biomedicinske tehnike 6 5,7,9 (iz) Komunikacija v razvoju in raziskavah 6 6 4. semester 30 (ob) Magistrsko delo 30 SKUPAJ 120 4 RAZPRAVA Industrija, povezana z biomedicinsko tehniko ter zdravstvenim sektorjem v celoti, je ena najhitreje rastočih sodobnih industrij na svetu. Pomemben razlog za to je staranje prebivalstva in s tem naraščajoča incidenca različnih kroničnih obolenj. Drugi pomemben razlog za rast pa je izjemno hiter razvoj novih tehnologij na tem področju. Po poročanju Wall Street Journala [11], ki je povzel najnovejšo izdajo Ministrstva za delo ameriške vlade Occupational Outlook Handbook 2010- 240 JARM, MIKLAVČIČ 11 [12], bo poklic biomedicinskega inženirja v ZDA do leta 2018 celo z naskokom na prvem mestu po relativni rasti zaposlovanja (72 %) med vsemi poklici. Med desetimi najbolj "vročimi" poklici v ZDA pa jih je kar osem povezanih z zdravstvenim sektorjem. Te podatke povzema tabela 3 [12]. V Sloveniji ima biomedicinska tehnika dolgoletno tradicijo. Industrija biomedicinske tehnike (čeprav je trenutno še ni veliko) je zato v Sloveniji ena redkih industrij, ki razvija, proizvaja in pod lastno blagovno znamko trži ter prodaja visokotehnološke izdelke po vsem svetu. Leta 2011 je zaživel tudi Kompetenčni center biomedicinska tehnika, ki je odgovor slovenske industrije (tako malih kot večjih visokotehnoloških podjetij) na izzive globalnega trga in s tem jasno kaže naraščajočo potrebo po biomedicinskih inženirjih tudi s strani domače industrije [13]. Kompetenčni center biomedicinska tehnika v svojih šestih razvojnih projektih združuje vse ključne akterje na področju BMT pri nas: podjetja (Fotona, Gorenje, Optotek, Iskra Medical, Instrumentation Technologies), obe največji univerzi (Univerzo v Ljubljani s Fakulteto za elektrotehniko in Fakulteto za strojništvo ter Univerzo v Mariboru s Fakulteto za elektrotehniko, računalništvo in informatiko), Inštitut Jožefa Stefana ter tri ključne slovenske medicinske ustanove (Onkološki inštitut Ljubljana, Univerzitetni klinični center Ljubljana in Univerzitetni rehabilitacijski inštitut RS – Soča). Tabela 3: Projekcija povečanja zaposlovanja za deset poklicev z največjo pričakovano relativno rastjo do leta 2018 v ZDA [12]. Poklic Raven izobrazbe Rast (%) Nova del. mesta (x1000) Biomedicinski inženir Diploma 72 11,6 Analitik omrežneih sistemov in prenosa podatkov Diploma 53 155,8 Zdravstvena pomoč na domu Usposab. na delu 50 460,9 Osebna in druga pomoč na domu Usposab. na delu 46 375,8 Finančni revizor Diploma 41 11,1 Medicinski znanstvenik (razen epidemiolog) Doktorat 40 44,2 Pomočnik zdravnika Magist. 39 29,2 Specialist za nego kože Posebno usposab. 38 14,7 Biokemik in biofizik Doktorat 37 8,7 Atletski trener Diploma 37 6,0 Biomedicinska tehnika bo tako s prihodnjim študijskim letom dobila svoje mesto tudi v slovenskem visokošolskem sistemu. Od začetka na tem študiju pričakujemo predvsem diplomante Fakultete za elektrotehniko, vendar pa želimo pritegniti tudi čim več število študentov drugih programov, kot so strojništvo, fizika, računalništvo in drugo. V zadnjih letih smo bili priča nenehnemu upadanju zanimanja za vpis na študij elektrotehnike, s čimer ta doživlja usodo drugih tehniških disciplin. Pripravljanje novih kakovostnih, zanimivih in perspektivnih študijskih programov, ki se dotikajo perečih aktualnih področij, je lahko eden od učinkovitih ukrepov, kako zopet povečati zanimanje za tehniko na splošno in na Fakulteto za elektrotehniko znova pritegniti več študentov. Že zdaj, še bolj pa bo to očitno v prihodnje, bo interes družbe kot celote vedno bolj usmerjen na področja okolja, energije in zdravja, temu pa bo moral slediti tudi izobraževalni sistem. Študijski program biomedicinske tehnike na 2. stopnji študija elektrotehnike na Fakulteti za elektrotehniko je prvi tovrstni program pri nas. Izhaja iz bogate in uspešne zgodovine tega področja na matični ustanovi in gradi na tistih podpodročjih BMT, na katerih je Fakulteta za elektrotehniko močna in uspešna. Zasnova programa pa obenem ustreza najnovejšim priporočilom za oblikovanje novih programov BMT evropskega konzorcija CRH-BME.