Biomedizinische Elektronik: Innovationen, Anwendungen und Zukunftstrends

Einführung

Die Entwicklung biomedizinischer Elektronik erfordert Fachwissen in Naturwissenschaften und Elektrotechnik. Die Manifestation von Elektronik zur Unterstützung der Medizin ist täglich in Krankenhäusern zu sehen, etwa durch Computertomographien, Magnetresonanztomographien und Elektrokardiogramme. Biomedizinische Elektronikprojekte führen auch zu Erfindungen, die nicht nur die Diagnostik verbessern, sondern auch die Lebensqualität des Menschen.

Biomedizinisches Überwachungssystem

Discover Projects in Maharashtra, Indien, hat ein diagnostisches Überwachungssystem entwickelt, das Daten aus Vitalfunktionsuntersuchungen kombiniert. Das Überwachungssystem wird mit Software geliefert, die auf einen Computer hochgeladen werden kann. Es ersetzt den Bedarf an Blutdruckmessgeräten, EKG-Geräten und Körperthermometern. Es funktioniert, indem Sensoren am Körper befestigt werden. Diese Sensoren verwenden empfindliche Funkfrequenz-Sender, die automatisch Körpertemperatur, Atemfrequenz und elektrische Aktivität im Herzen erkennen. Sobald sie mit einem Computer verbunden sind, lädt das Gerät die Informationen zur Auswertung hoch.

Robotergestützte Chirurgie

Intuitive Surgical aus Sunnyvale, Kalifornien, ist ein führender Anbieter roboterassistierter Chirurgie. Die von der FDA zugelassenen Roboter von Intuitive Surgical ermöglichen es Chirurgen, ohne direkten Kontakt mit einem Patienten zu arbeiten. Die Roboter haben Arme mit Kameras oder Endoskopen. Diese Arme verfügen über flexible Handgelenke, die Bewegung und Geschicklichkeit bieten, die das mit der menschlichen Hand Mögliche übertreffen. Die Bewegung der Endoskope wird von einem Chirurgen an einer Konsole gesteuert. Kabel in den Endoskop-Handgelenken ermöglichen es Chirurgen, Aufgaben wie Gewebedissektion und Nähen durchzuführen. Der Roboter wurde bei Operationen eingesetzt, darunter Hysterektomien, Nephrektomien, Kehlkopfresektionen, Mitralklappenreparaturen, Resektionen der Oralhöhle und Magenbypass.

Gedankensteuerte Prothesen

Im Mai 2010 berichtete BBC News über die Erstellung und Nutzung eines gedankensteuerten Prothesenbeins für einen jungen Österreicher, der nach einem Stromunfall seine Arme verlor. Der Hersteller Otto Bock Healthcare entwickelte das Projekt und wies Chirurgen an, Nerven, die einst seine Arme steuerten, in seine Brustmuskeln zu verlegen. Gehirnsignale erreichen die Nerven, bevor sie von den Muskeln zur Ausführung von Bewegungen genutzt werden können. Der Prothesenarm von Otto Bock Healthcare war mit Elektroden ausgestattet, die an der Brust befestigt werden konnten, um die Gedanken des Mannes aufzunehmen und Bewegungen auszulösen. Die Echtzeitreaktion auf seine Gedanken erlaubte es, seine Prothesenarme wie natürliche Arme zu nutzen. Die Operation hat es dem Mann ermöglicht, zur Arbeit zurückzukehren und unabhängig zu leben.