Co to jest bioinstrumentacja?
Bioinstrumentation to dziedzina badań, która koncentruje się na tworzeniu urządzeń do pomiaru poziomów fizjologicznych, takich jak ciśnienie krwi lub fale mózgowe, a także urządzeń, które mogą pomóc utrzymać pacjenta przy życiu. Przykłady instrumentów biologicznych obejmują czujniki elektryczne, respiratory i sprzęt ultradźwiękowy. Zazwyczaj ci, którzy pracują w tej dziedzinie, mają stopnie naukowe w inżynierii biomedycznej, optyce lub biologii.
Medycyna zawsze polegała na najbardziej zaawansowanych technologiach dnia. Technologie te mogą obejmować zarówno proste monitory serca, jak i sztuczne narządy. Potrzeba lepszych, bardziej dokładnych urządzeń doprowadziła do badań nad boomem na bioinstrumentację, a college i uniwersytety oferują obecnie stopnie naukowe w tej dziedzinie. W Stanach Zjednoczonych National Institute of Health posiada również laboratorium poświęcone rozwojowi bioczujników i instrumentów biologicznych.
Jedną z największych dziedzin bioinstrumentacji jest optyka biomedyczna. Dziedzina ta obejmuje opracowywanie sposobów przeprowadzania nieinwazyjnych operacji, które nie wymagają cięcia pacjenta przy pomocy narzędzi chirurgicznych. Na przykład, rozwój chirurgii oka inercji rogowej macicy (LASIK) in situ jest jednym z najbardziej znanych postępów w mikrochirurgii laserowej. LASIK pozwala lekarzom korygować szeroki zakres problemów z oczami, w tym krótkowzroczność i astygmatyzm. Optyka biomedyczna obejmuje również tworzenie bardziej zaawansowanych maszyn do obrazowania, takich jak urządzenia skanujące do tomografii komputerowej (CAT) i mikroskopy.
Innym głównym obszarem bioinstrumentacji jest tworzenie czujników. Urządzenia te są zaprojektowane do obserwowania różnych aspektów fizjologii, takich jak temperatura, prędkość przepływu krwi i aktywność elektryczna w mózgu. Jednym konkretnym czujnikiem jest elektromiografia, która mierzy aktywność elektryczną w mięśniach. Jeśli elektryczne sprzężenie zwrotne z czujnika elektromiograficznego odbiega od normalnego poziomu, może to wskazywać na problemy medyczne, takie jak zespół cieśni nadgarstka, miopatia lub dystrofia mięśniowa.
Bioinstrumenty można również wykorzystać do pomiaru określonych biomarkerów w ciele. Czujniki krwi mogą wykrywać poziomy dwutlenku węgla, elektrolitów i glukozy, między innymi chemikaliami. Można je również wykorzystać do pomiaru wodoru potenzu (pH) krwi, ostrzegając lekarzy, jeśli krew stanie się zbyt alkaliczna lub zbyt kwaśna, co może powodować niekorzystne powikłania, szczególnie w przypadku kości. Istnieją inne instrumenty, które można wykorzystać do testowania testów genetycznych.
Inne formy instrumentów biologicznych obejmują pompy stosowane do dostarczania leków, takich jak insulina lub znieczulenie. Lista obejmuje również defibrylatory, technologię ultradźwiękową i respiratory. Bioinstrumentation tworzy także maszyny wspomagające poprawę systemów fizjologicznych, takie jak rozruszniki serca i aparaty słuchowe.