Was ist Bioinstrumentation?
Bioinstrumentation ist ein Forschungsgebiet, in dem Geräte zur Messung physiologischer Werte wie Blutdruck oder Gehirnströme sowie Geräte zum Erhalt des Lebens eines Patienten entwickelt werden. Beispiele für Bioinstrumente sind elektrische Sensoren, Atemschutzgeräte und Ultraschallgeräte. Typischerweise haben diejenigen, die auf diesem Gebiet arbeiten, Abschlüsse in Biomedizintechnik, Optik oder Biologie.
Die Medizin hat sich immer auf die fortschrittlichsten Technologien des Tages verlassen. Diese Technologien können von einfachen Herzmonitoren bis zu künstlichen Organen reichen. Der Bedarf an besseren und genaueren Geräten hat zu einem Boom bei der Bioinstrumentierung geführt. Hochschulen und Universitäten bieten jetzt Graduiertenabschlüsse in diesem Bereich an. In den Vereinigten Staaten verfügt das National Institute of Health über ein Labor, das sich mit der Entwicklung von Biosensoren und Bioinstrumenten befasst.
Eines der größten Teilgebiete der Bioinstrumentierung ist die biomedizinische Optik. Dieses Gebiet umfasst die Entwicklung von Methoden zur Durchführung nichtinvasiver Operationen, bei denen ein Patient nicht mit chirurgischen Instrumenten geschnitten werden muss. Beispielsweise ist die Entwicklung der laserunterstützten in situ Keratomileusis (LASIK) Augenchirurgie eine der bekanntesten Fortschritte in der Lasermikrochirurgie. Mit der LASIK können Ärzte eine Vielzahl von Augenproblemen, einschließlich Kurzsichtigkeit und Astigmatismus, korrigieren. Die biomedizinische Optik umfasst auch die Entwicklung fortschrittlicher bildgebender Geräte wie Computertomographie (CAT) und Mikroskope.
Ein weiteres Hauptgebiet der Bioinstrumentierung ist die Entwicklung von Sensoren. Diese Geräte überwachen verschiedene Aspekte der Physiologie, wie z. B. die Temperatur, die Geschwindigkeit des Blutflusses und die elektrische Aktivität im Gehirn. Ein spezifischer Sensor ist eine Elektromyographie, die die elektrische Aktivität in Muskeln misst. Wenn das elektrische Feedback eines Elektromyographiesensors von den normalen Werten abweicht, kann dies auf medizinische Probleme wie Karpaltunnelsyndrom, Myopathie oder Muskeldystrophie hinweisen.
Mit Bioinstrumenten können auch bestimmte Biomarker im Körper gemessen werden. Blutsensoren können unter anderem Kohlendioxid-, Elektrolyt- und Glukosespiegel identifizieren. Sie können auch verwendet werden, um den potenziellen Wasserstoff (pH) des Blutes zu messen und Ärzte zu warnen, wenn das Blut zu alkalisch oder zu sauer wird, was zu nachteiligen Komplikationen führen kann, insbesondere bei Knochen. Es gibt andere Instrumente, die zum Testen von Gentests verwendet werden können.
Andere Formen von Bioinstrumenten umfassen Pumpen, die zur Abgabe von Arzneimitteln verwendet werden, wie Insulin oder Anästhesie. Die Liste umfasst auch Defibrillatoren, Ultraschalltechnologie und Atemschutzgeräte. Bioinstrumentation stellt auch Geräte zur Verfügung, mit denen physiologische Systeme wie Herzschrittmacher und Hörgeräte gestärkt werden können.