Che cos'è la bioistrumentazione?
La bio-strumentazione è un campo di studio incentrato sulla creazione di dispositivi che misurano i livelli fisiologici, come la pressione sanguigna o le onde cerebrali, nonché dispositivi che possono aiutare a mantenere in vita un paziente. Esempi di bio-strumenti comprendono sensori elettrici, respiratori e apparecchiature ad ultrasuoni. In genere, coloro che lavorano nel campo hanno una laurea in ingegneria biomedica, ottica o biologia.
La medicina ha sempre fatto affidamento sulle tecnologie più avanzate della giornata. Tali tecnologie possono variare da semplici cardiofrequenzimetri a organi artificiali. La necessità di dispositivi migliori e più accurati ha visto lo studio del boom della bio-strumentazione, con college e università che offrono ora titoli di studio sul campo. Negli Stati Uniti, il National Institute of Health ha anche un laboratorio dedicato allo sviluppo di biosensori e bio-strumenti.
Uno dei più grandi sottocampi della bioistrumentazione è l'ottica biomedica. Questo campo include lo sviluppo di metodi per eseguire interventi chirurgici non invasivi che non richiedono il taglio del paziente con strumenti chirurgici. Ad esempio, lo sviluppo della chirurgia oculare con cheratomilosi in situ (LASIK) assistita da laser è uno dei progressi più noti nella microchirurgia laser. LASIK consente ai medici di correggere una vasta gamma di problemi agli occhi, tra cui miopia e astigmatismi. L'ottica biomedica comprende anche la creazione di macchinari di imaging più avanzati, come i dispositivi di scansione e microscopi per tomografia assiale calcolata (CAT).
Un altro campo principale della bioistrumentazione è la creazione di sensori. Questi dispositivi sono progettati per monitorare diversi aspetti della fisiologia, come la temperatura, la velocità del flusso sanguigno e l'attività elettrica nel cervello. Un sensore specifico è un'elettromiografia, che misura l'attività elettrica nei muscoli. Se il feedback elettrico da un sensore elettromiografico si discosta dai livelli normali, potrebbe indicare problemi medici come la sindrome del tunnel carpale, la miopatia o la distrofia muscolare.
I bio-strumenti possono anche essere utilizzati per misurare specifici biomarcatori nel corpo. I sensori di sangue possono identificare livelli di anidride carbonica, elettroliti e glucosio, tra le altre sostanze chimiche. Possono anche essere impiegati per misurare il potenziale idrogeno (pH) del sangue, avvisando i medici se il sangue diventa troppo alcalino o troppo acido, il che può causare complicazioni avverse, specialmente alle ossa. Esistono altri strumenti che possono essere utilizzati per testare i test genetici.
Altre forme di bio-strumenti includono pompe utilizzate per la consegna di farmaci, come l'insulina o l'anestesia. L'elenco comprende anche defibrillatori, tecnologia a ultrasuoni e respiratori. La bio-strumentazione crea anche macchine per aiutare a potenziare i sistemi fisiologici, come pacemaker e apparecchi acustici.