Die professionelle Gesundheitsversorgung hat sich schon immer stark auf Technologie verlassen. Die Medizin erlebte vor etwa 2.000 Jahren eine Art Revolution, als die Beobachtungswissenschaft begann, die Art und Weise zu dominieren, wie Patienten behandelt wurden. Die Wissenschaft der Medizin hat sich seitdem weiterentwickelt, und im Zuge dessen haben Ärzte Technologien eingesetzt, um ihre Behandlungen zu unterstützen. Medizinische Geräte, die heute in Krankenhäusern, Kliniken und sogar Krankenwagen verwendet werden, sind hochentwickelt, oft autonom und jetzt wahrscheinlich mit dem Internet of Medical Things (IoMT) verbunden. Während wir unser Wissen über menschliche Psychologie weiterentwickeln, sind Pioniere in der Lage, Technologie anzuwenden, um die Fähigkeiten und Erfahrungen des Gesundheitspersonals zu erweitern und zu ergänzen.
Kürzlich wurde künstliche Intelligenz (KI) in diagnostische Aufgaben für Krankheiten wie Krebs integriert, indem Bildsensoren verwendet werden, um Scanner und Röntgentests ähnlich wie ein Arzt zu untersuchen. Dies hilft nicht nur, den Diagnoseprozess zu verkürzen, sondern gibt den Ärzten auch eine „zweite Meinung“; einer, der sich mit Erfahrung verbessert, aber nie unter Ermüdung leidet. Obwohl dies nur ein Beispiel dafür ist, wie sich die Krankenhausversorgung entwickelt, gibt es eindeutig Innovationen auf allen Ebenen. Der Einsatz von Robotik nimmt rasant zu und ermöglicht es Chirurgen, Operationen aus der Ferne durchzuführen. Neben der Revolutionierung des Operationssaals sind neue Technologien implizit auch mit der Diagnose chronischer Krankheiten, der Analyse von Zellen und der allgemeinen Anwendung medizinischer Versorgung verbunden.
medizinische Bildgebungstechnologie
Vor der Verabreichung einer Behandlung müssen medizinische Fachkräfte die Erkrankung kennen, die sie behandeln. Oft ist die Ursache viel weniger offensichtlich als die Symptome, und dies ist ein Bereich, in dem Bildgebungsgeräte einen Unterschied machen. Die Bildgebung umfasst Techniken, die nahezu das gesamte Radiofrequenz(RF)-Spektrum abdecken, von Röntgenstrahlen über sichtbaren bis hin zu Ultraschall. Die medizinische Bildgebung ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Automatisierung die Art und Weise verändert, wie Patienten mit Gesundheitsteams interagieren. Die wiederholte Exposition gegenüber den verwendeten Strahlungsformen kann für Techniker schädlich sein, weshalb es immer häufiger vorkommt, dass Bildgebungsgeräte halbautonom oder ferngesteuert sind. In einigen Fällen haben die Patienten sogar eine Art Kontrolle über das Bildgebungsgerät, sodass sie das Sensorelement auf die richtige Stelle ihres Körpers richten können. Der Einsatz von Robotik nimmt auch in der medizinischen Bildgebung zu, oft in Verbindung mit einer stärkeren Integration der Bildgebungsmodalität. Dies kann bedeuten, dass ein einzelnes Gerät, das einen Schritt ausführt, mehrere Scans unter Verwendung komplementärer Bildgebungstechnologien wie Fluoroskopie oder Fluoroskopie, Angiographie und Radiographie durchführen kann. Diese Art von Fortschritt bietet Fachleuten realistischere 3D-Bilder in Echtzeit, indem das Röntgenbild verwendet wird, das nicht offline verarbeitet werden muss, bevor es analysiert werden kann.
Klinische Analysetechnologien für die Diagnose
Wie bei der Bildgebung ist das Ausmaß, in dem die Zellanalyse heute zur Diagnose von Krankheiten eingesetzt wird, beträchtlich. Viele dieser Techniken beinhalten Bluttests, einschließlich Toleranztests. Andere Zellen, die dem menschlichen Körper entnommen wurden, könnten ebenfalls Einblicke geben. So können beispielsweise Probleme in lebenswichtigen Organen erkannt werden. Diese Analysen von Zellproben wurden traditionell von Technikern unter Verwendung von Mikroskopen durchgeführt, um einzelne Zellen zu betrachten. Jetzt ist dies ein Bereich, in dem Hochleistungsbildsensoren und fortschrittliche Algorithmen (wie KI) einen massiven Beitrag leisten. Die Entwicklung zellulärer Gesundheitsanalysen unter Verwendung medizinischer Bildgebung und fortschrittlicher Geräte wird in naher Zukunft zu einem wichtigen Bereich der Forschung und Entwicklung (F&E).
Einsatz von Technologie für das Gesundheitswesen
Eines der kritischen Elemente bei der Bereitstellung von Gesundheitsversorgung ist die Verabreichung von Medikamenten. Bei stationären Patienten erfolgt dies in der Regel mit einem Gerät, das als Spritze oder Infusionspumpe bezeichnet wird. Im Wesentlichen regulieren diese Vorrichtungen die Abgabe eines Medikaments über eine Spritze für einen vorbestimmten Zeitraum. Seit der Einführung von Systemen wie dem Drug Error Reduction System (DERS), das 2002 in Europa eingeführt wurde, wurden große Anstrengungen unternommen, um die Automatisierung der Arzneimittelversorgung zu verbessern. Dies trägt dazu bei, die Fehlerquoten im Zusammenhang mit der Verschreibung, Transkription und Verabreichung von Arzneimitteln durch Infusionspumpen zu senken. Obwohl es intelligente Spritzenpumpen seit über zehn Jahren gibt, entwickeln sie sich wie alles andere in der Gesundheitsbranche weiter. Obwohl die Nutzungsdauer einer Infusionspumpe (oder vieler anderer Arten von medizinischen Geräten) erheblich länger sein kann als alles, was im Verbraucherbereich zu finden ist, sind die verwendeten Technologien sehr ähnlich, sodass die Gelegenheit für zukünftige Updates zweifellos vorhanden ist.
Diese intelligenten Geräte können so gestaltet werden, dass sie Hardwarewartung und Software-Upgrades unterstützen, und somit werden intelligente Infusionspumpen modularer gestaltet, um eine lange Betriebsdauer zu unterstützen, ohne auf Upgrades während des Betriebs verzichten zu müssen. Somit unterliegen sie den Vorschriften und Standards, die zum Schutz von Patienten und medizinischem Personal festgelegt wurden, aber es ist technisch möglich, den Wert medizinischer Geräte durch In-Service-Upgrades zu steigern. Dieser Ansatz wird sogar noch mehr auf medizinische Heimgeräte anwendbar sein.
Übertragbare Technologien zur Unterstützung von IoMT
Die meisten Geräte, die für den Einsatz in medizinischen Zentren bestimmt sind, müssen eine Reihe nationaler und internationaler Normen erfüllen, bevor sie in Betrieb genommen werden können. Allerdings gilt es zu bedenken, dass viele der verwendeten Komponenten für sich genommen nicht zertifizierungspflichtig sind. Das bedeutet, dass viele der für eine Branche entwickelten Technologien auch im Gesundheitswesen Anwendung finden können. Bei der Medikamentenabgabe liefern digitale Motoren den künstlichen Muskel, der von intelligenten Infusionspumpen benötigt wird, während Sensoren die Schlüsselkomponente im geschlossenen Rückkopplungspfad sind, der es der Pumpe ermöglicht, genau die richtige Dosis abzugeben. Die gleiche Konstruktionsmethodik wird auf andere Arten medizinischer Geräte, wie z. B. Beatmungsgeräte, angewendet.
Die entscheidende Rolle der Stromversorgung
Wenn ein medizinisches Gerät maßgeblich für die Überwachung oder Aufrechterhaltung des Lebens eines Patienten verantwortlich ist, muss dessen Energiebedarf zuverlässig gedeckt werden. Batteriepacks werden heute häufig verwendet, um die primäre oder sekundäre Energiequelle bereitzustellen. Hersteller wie RRC bieten versiegelte Batterielösungen an, die für medizinische Anwendungen entwickelt wurden, darunter Defibrillatoren, Infusionspumpen und Patientenmonitore. Wenn es sich um eine Wechselstromversorgung handelt, ist eine spezielle Stromversorgungslösung erforderlich. Hier sind lüfterlose, intelligente, modulare Netzteile wie die CoolX 1000-Serie von Advanced Energy gut platziert. Da es sich um ein lüfterloses Design handelt, eliminiert es jegliche Möglichkeit, Geräusche oder Vibrationen zu erzeugen, da es nur natürliche Konvektion nutzt. Darüber hinaus ist kein Motherboard erforderlich, wodurch ein einfacheres Design bereitgestellt wird. Mit einer Ausgangsleistung von 1000 W ist es ideal für eine Vielzahl medizinischer Anwendungen, darunter Diagnosegeräte, medizinische Laser, Hämodialysegeräte und radiologische Bildgebung.
Anbieten der menschlichen Note (Schnittstelle)
Medizinische Teams legen größeren Wert auf die Notwendigkeit einer guten und funktionalen Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI). Zu den beliebtesten Technologien gehören Encoder, Drucktasten und Joystick-Steuerungen, die alle so hergestellt werden können, dass sie die Anforderungen medizinischer Geräte erfüllen. Sie sind von Anbietern wie Grayhill erhältlich, das als führendes Unternehmen auf diesem Gebiet ein Gestenerkennungssystem mit einer Multi-Touch-Oberfläche namens Instinct Touch Technology entwickelt hat. Berührungen werden von der Systemsoftware „verfolgt“ und anschließend als Gesten interpretiert, mit denen beispielsweise 2D- oder 3D-Bilder manipuliert werden können. Die Lösungen von Grayhill werden bereits in einer Vielzahl medizinischer Anwendungen eingesetzt, darunter Frontplatten für Beatmungsgeräte und tragbare Defibrillatoren sowie Tastaturen für verstellbare Betten und Patientenüberwachungsgeräte.
Konnektivität für IoMT
Die Vorteile der Konnektivität sind nicht auf einen einzelnen vertikalen Markt beschränkt, aber die Bedürfnisse des Gesundheitssektors können einzigartig sein. Qualitätsanforderungen werden durch die Norm ISO 13485 abgedeckt, sodass jede verwendete Lösung die Kompatibilität mit dieser Norm nachweisen muss. Anwendungen erfordern häufig die Unterstützung gründlicher Reinigungsprozesse, und daher erreichen die Anforderungen an die Schutzart wahrscheinlich die Schutzart IP68. Natürlich müssen auch andere Industrieanforderungen in Form von EMI/EMV berücksichtigt werden. Der Einfachheit halber werden viele neue Designs drahtlose Konnektivität integrieren, und hier wie in anderen Branchen ist Wi-Fi die häufigste Wahl. Ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) kann in einer Krankenhausumgebung implementiert werden, insbesondere für die Patientenüberwachung über Geräte am Krankenbett. Überwachungsgeräte sind oft tragbar oder mobil und werden je nach den individuellen Bedürfnissen des Patienten verwendet, daher scheint die Umstellung auf Wireless ein klarer und inhärenter Vorteil zu sein. Zu den Herstellern, die auf diesen Bereich abzielen, gehört Panasonic mit seinen Dual-Band- (2,4 und 5 GHz) und Dual-Mode-Modulen (Wi-Fi und Bluetooth).
Fazit
Angesichts all dessen werden mittlerweile bekannte Technologien wie berührungsempfindliche Schnittstellen und drahtlose Konnektivität in medizinischen Geräten weit verbreitet, aber wir erwarten, dass auch neue Technologien wie KI eine Rolle spielen werden. Die Nachfrage nach medizinischen Geräten bleibt stark und ist ein Bereich, der Innovationen begrüßt und großartige Geschäftsmöglichkeiten für Hersteller mit Erfahrung in der Entwicklung medizinischer Geräte bietet. Sie können auch neuen Marktteilnehmern ein attraktives Angebot machen. Und um der Erste zu sein, sprechen Sie mit den Experten von AVNET Abacus, die Sie beraten, wie Sie sich am besten an die neuen Technologien des bevorstehenden Internet of Medical Things (IoMT) anpassen können.
Artikel bereitgestellt von AVNET ABACUS
