Welt der Technik 2 : Die Zukunft der Technologie im Bereich der Medizin

Vorteile des technologischen Fortschritts in der Medizin

Die Verbindung zwischen Gesundheitsversorgung und aktuellen Technologien könnte zu beeindruckenden Ergebnissen führen. 

Was könnten Investitionen in Innovationen digitaler Technologien im Bereich von Medizin und Gesundheitswesen bewirken?

1. Schaffung kostengünstigerer, schnellerer und effektiverer Diagnosen und Behandlungen für verschiedene Krankheiten.
2. Senkung der öffentlichen Kosten für die Gesundheitsversorgung.
3. Rechtzeitige Unterstützung bei der Behandlung von besonders schweren Krankheiten wie Krebs, AIDS usw..
4. Hilfe bei der nachhaltigen Gestaltung nicht nachhaltiger Gesundheitssysteme. (Gemäß Fazit des europäischen Rats der Gesundheitsminister von 2006)
5. Effektivere Kommunikation und Beziehungen zwischen medizinischem Fachpersonal und Patienten.

Durch den Einsatz digitaler Technologien können wir nicht nur unsere Gesundheit verbessern und unser Leben verlängern. Wir ändern gleichzeitig auch unsere Einstellung in Bezug auf die Gesundheit, die Medizin und das Gesundheitswesen an sich.

Künstliche Intelligenz – „Der Schlüssel zum medizinischen Fortschritt“

Künstliche Intelligenz (KI) kann das Gesundheitssystem vollständig umstrukturieren, da mittels KI-Algorithmen mühelos mehrere medizinische Aufzeichnungen analysiert, Behandlungspläne erstellt, Medikamente schneller entwickelt und Warnungen vor potenziellen Bedrohungen mitgeteilt werden können, die bislang zu unerwarteten Komplikationen führten. Hier sind ein paar Beispiele:

• Startup Chematria initiierte eine virtuelle Suche nach sicheren aktuellen Medikamenten, die zur Behandlung des Ebola-Virus von 2015 angepasst werden können. Der KI-Algorithmus entdeckte zwei Medikamente, welche die Ebola-Infektiosität deutlich reduzieren könnten.
• Google Deep Mind hat kürzlich eine KI für die Brustkrebsanalyse entwickelt. Dieser Algorithmus übertraf alle menschlichen Radiologen bei der Erkennung von Brustkrebs anhand vorausgewählter Datensätze um 11,5 Prozent.

3D-Druck

Innovative medizinische Lösungen im Bereich des 3D-Drucks scheinen im Gesundheitswesen großen Anklang zu finden, hauptsächlich aufgrund ihres Potenzials bei der Verbesserung chirurgischer Eingriffe mit Blick auf verschiedene gesundheitliche Komplikationen. Perfekte Nachbildungen, die nicht nur Herz-, Wirbelsäulen- oder Zahndefekte, sondern alle austauschbaren Teile des menschlichen Körpers betreffen, bieten eine umfassendere Auswahl an Lösungen im Rahmen der einzigartigen Anatomie von Patienten. 

Das bahnbrechende Biotechnologieunternehmen BIOLIFE4D, das auf Gewebezüchtung ausgerichtet ist, gab kürzlich bekannt, dass es 3D-Bioprinting verwenden kann, um ein lebensfähiges menschliches Herz für die Transplantation zu schaffen. Die Entdeckung des 3D-Drucks für Nervensonden und andere elektronische Geräte, die weich und flexibel wie Gummi sind, wird Ingenieuren dabei helfen, 3D-Nachbildungen von Gehirnimplantate aus weichem Gummi zu erstellen, und so die schnelle Entwicklung weicherer und sichererer Nervengeräte ermöglichen, die zur bedarfsgerechten Behandlung von Gehirnerkrankungen geeignet sind.

Computerschnittstellen könnten sicherlich eine Revolution in der Gesundheitsbranche und eine allgemeine Verbesserung der Gesundheit mit sich bringen. Neuralink geht davon aus, dass uns die BCI-Schnittstelle (Brain-Computer Interface) in Zukunft ermöglichen wird, Computer mit unseren Gedanken zu steuern, was nicht nur die Bedrohung durch Verbesserungen der künstlichen Intelligenz mindern würde, sondern uns auch dabei helfen würde, komplizierte Hirnerkrankungen besser verstehen und behandeln zu können. 

Laut Weltgesundheitsorganisation sind über 40 Millionen Menschen auf der Welt von Blindheit betroffen. Daher ist die Schaffung des perfekten Ersatzes für das menschliche Auge eines der angesagtesten Themen der modernen Wissenschaft. Eine der bedeutendsten Veränderungen verzeichneten Forscher der University of Minnesota, die mithilfe von Multimaterial-3D-Druck eine Reihe von Lichtrezeptoren auf der halbkugelförmigen Oberfläche erzeugten. Diese Entdeckung stellt einen bedeutenden Schritt zur Schaffung eines „bionischen Auges“ dar. Der revolutionäre Charakter dieser Entdeckung liegt in der Tatsache begründet, dass das bionische Auge im Gegensatz zu den derzeit verwendeten Augenprothesen, welche lediglich die physische Struktur und das Erscheinungsbild des Auges ersetzen, innerhalb der bestehenden Strukturen des Auges und des Gehirns voll funktionsfähig ist. Das von Wissenschaftlern geschaffene Auge enthält Fotodioden, die Licht mit einer Effizienz von 25 Prozent in Strom umwandeln.

Der 3D-Druck scheint somit in vielen Bereichen der Medizin überaus vielversprechend zu werden.

Selbstdiagnose mittels Selfie

Die Kameras heutiger Smartphones sind längst nicht mehr nur zum Aufnehmen von Selfie-Fotos da. Sie haben sich zu einwandfreien Auswertegeräten entwickelt, die nicht nur verschiedene Krankheiten diagnostizieren können, sondern auch detaillierte medizinische Daten über Patienten direkt an das medizinische Personal übermitteln.

Die University of Washington hat die BiliScreen-App entwickelt, mit der man Selfies verwenden kann, um eine Vielzahl von Krankheiten zu erkennen, einschließlich von Bauchspeicheldrüsenkrebs, eine der Krebsformen mit der schlechtesten Überlebensrate überhaupt, da sich die Symptome erst im weiteren Verlauf der Krankheit bemerkbar machen. Die Technologie der App ist auf das Scannen der Patientenaugen und die anschließende Einschätzung des Bilirubinspiegels ausgerichtet. Eine Krankheit wie Hepatitis wäre beispielsweise erst in späteren Stadien mit bloßem Auge erkennbar, während ein Test mit Computervision und maschinellem Lernen bereits milderen Formen detektieren kann.

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS)

MEMS-Bauteile kommen in Geräten für die medizinische Diagnose, Überwachung, Chirurgie und Therapeutik bei einer Vielzahl medizinischer Anwendungsbereiche zum Einsatz.

Derzeit ermöglicht die Sensortechnologie innovative Funktionen, darunter bspw. eine genaue Atem- und Luftstromüberwachung zur Kontrolle des Atemwegsdrucks während der respiratorischen Unterstützung, intelligente Inhalatoren, die den Status und die Medikamentendosierung für Asthmapatienten überwachen oder die äußerst genaue Kontrolle von Gasgemischen und deren Konzentration (O₂, N₂O) während der Anästhesie.

Die Sensoren werden auch verwendet, um den Pumpenfluss zu überwachen und Fehler wie Luftblasen oder Infiltration zu erkennen, was zu einem Höchstmaß an Sicherheit und Komfort für Patienten beiträgt. Die kontinuierliche Messung des Urinflusses mit hochpräzisen Sensoren ermöglicht zudem die Früherkennung eines akuten Nierenversagens bei schwer kranken Patienten. 

Sensirion stellt Sensoren mit einer so hohen Genauigkeit her, dass diese selbst kleinste Abweichungen in der Durchflussrate erkennen können. Wenn sie an ein Infusionsset angeschlossen sind, kann der Sensor sogar den Herzschlag des Patienten fühlen.

Durchflussmessung bei intelligenten Inhalatoren

Studien zufolge machen Patienten bei Inhalatoren, den am häufigsten verwendeten Geräten zur Behandlung von Atemwegserkrankungen wie Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), in bis zu 70 % bis 90 % der Fälle mindestens einen Fehler bei der Verabreichung eines Inhalationsmedikaments, sodass die Kosten für die Gesundheitsversorgung bei unkontrollierten Patienten mehr als doppelt so hoch sind, wie bei kontrollierten Patienten.

Die technologischen Innovationen, um diese gängigen Fehler durch das Messen des Luftstroms von Patienten während des Einatmens durch das Inhalationsgerät zu reduzieren, sind bereits vorhanden, und ermöglichen eine erhöhte Effizienz für die Arzneimittelverabreichung, eine verbesserte Therapietreue, geringere Gesundheitskosten und letztendlich einen verbesserten Zustand der Patienten.

Obwohl viele dieser Technologien in der Praxis noch einige Einschränkungen aufweisen, zeichnet sich mehr als deutlich ab, dass sich die Wissenschaft in Zukunft auf ihre Optimierung konzentrieren wird. Die innovativen Lösungen werden aber auch die Verbesserung von bereits bekanntem medizinischem Zubehör in den Fokus rücken, darunter z. B. die Grundausstattung von Krankenwagen, Reha-Geräte, Laboranalysatoren, Spezialbeleuchtung, Ozongeneratoren, Inkubatoren ebenso wie die allgemeine Hygienekontrolle in Krankenhäusern.

Produkte für medizinische Anwendungen und Geräte

Unser Unternehmen, SOS electronic, in seiner Funktion als multinationaler Vertriebspartner für elektronische Bauteile, kooperiert langfristig mit globalen Herstellern von Bauteilen für medizinische Anwendungen. Wir können daher eine komplexe Lösung für Ihre Entwicklung und Produktion von medizinischen Geräten unter Verwendung von Bauteilen gestalten, die höchsten Ansprüchen in puncto Qualität und Zuverlässigkeit gerecht wird:

• Medizinisch zertifizierte Netzteile, verstärkte DC/DC-Wandler
• Kommunikationsmodule mit geringem Stromverbrauch, Antennen
• Hochwertige EMI-Filter
• Zuverlässigste Feuchtigkeits- und Temperatursensoren, Gewichts- und Flüssigkeitsdurchflussmesser
• Beständige Tasten, leistungsstarke LEDs und Ventilatoren von höchster Qualität
• Intelligente Displays und Hochleistungsbatterien
• Leistungsstarke Industriecomputer und Embedded-Systeme
• RFID-Produkte, RF-Module, zuverlässige Lautsprecher
• Bauteile für Laboranalysatoren,
• Halbleiter, Steckverbinder, Gehäuse, Kabel u.v.m.

 All diese und viele weitere „unsichtbare“ Bauteile tragen in gewisser Weise zur Modernisierung der Technologie im medizinischen Bereich bei. Darüber hinaus helfen Ihnen bewährte Produktlösungen bei der Entwicklung sicherer und zuverlässiger medizinischer Anwendungen. 

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