Zukunft & Trends
Sicher dank Sensoren. Wie feinfühlige Technik das Gesundheitswesen revolutioniert.
Die moderne Medizin ist ohne technische Hilfsmittel kaum mehr vorstellbar. Von der imposanten CT-Röhre bis zum filigranen Mikrochip, der in die Haut transplantiert wird: Im medizinischen Bereich kommen beeindruckende Technologien zum Einsatz. Eine davon: Sensoren, die unterschiedlichste Parameter messen, dabei größte Präzision beweisen und so im wahrsten Sinne des Wortes Leben retten. Doch damit diese zuverlässig funktionieren, ist professionelle Messtechnik unerlässlich. Im Folgenden zeigt die dataTec SPEKTRUM, welche Technik heute schon im Gesundheitswesen Anwendung findet und an welchen Technologien aktuell geforscht wird.
dataTec Redaktion
Ein Tag im Krankenhaus: Kommen Sie mit!
Wie helfen Sensoren, den Krankenhausalltag einfacher und sicherer zu gestalten? Welche Technologien unterstützen das medizinische Fachpersonal schon heute? Und an welchen Technologien, die es noch nicht gibt, arbeiten Forschende aktuell, damit sie morgen Realität werden und Menschen helfen können? Begleiten Sie uns auf einer Reise durch den Tag in einem Krankenhaus.
Morgen
Auslastung der Betten
Die ersten Sonnenstrahlen kommen durchs Fenster und die Stationsleitung hat gerade ihre Schicht begonnen. Sie versichert sich, wie viele Betten aktuell zur Verfügung stehen. Möglich wird dies durch in die Betten integrierte Sensoren, welche den Belegungsgrad in Echtzeit messen und per Funk übermitteln. So werden auch Folgeprozesse wie die Bettenaufbereitung nach dem Entlassen von Patienten effizienter gestaltet und die Pflegekräfte haben den Rücken frei für echte Notfälle. Ein Berliner IoT-Unternehmen hat das Verfahren bereits erfolgreich getestet und arbeitet nun daran, die Daten noch besser in Krankenhausinformationssysteme zu integrieren.
Kleidung misst Vitalwerte
Der Morgen steht für die Ärzte ganz im Zeichen der Visite. Für diese ist es praktisch, schon vorher die Vitalwerte der Patienten zu kennen. Gut, dass sich die Ärzte auf die Pflegekräfte verlassen können. Mittels in die Kleidung eingearbeiteter Sensoren, die so dünn wie Papier sind, werden Werte wie der Blutdruck, die Herzfrequenz oder die Körpertemperatur bereits vorab automatisch gemessen und in den Büroräumen in Echtzeit analysiert. Gibt es Auffälligkeiten, werden die Ärzte sofort informiert und können schnell handeln. In Zeiten des zunehmenden Fachkräftemangels eine erhebliche Unterstützung.
Mittag
Chip überwacht Tumor-Entwicklung
Gegen Mittag geht es in den Behandlungszimmern ins Detail. Eine Onkologin möchte sich vergewissern, wie sich der Tumor ihres Patienten in den letzten Tagen entwickelt hat. Dazu liest sie per Smartphone Daten aus einem Sensor-Chip aus, der direkt in das befallene Gewebe implantiert wurde und dessen Sauerstoffgehalt misst. Medizintechniker der Technischen Universität München haben diese Technologie entwickelt, um vor allem schwer operable oder langsam wachsende Tumore zuverlässig beobachten zu können. Der Chip ist dabei kaum so groß wie ein Daumennagel und an zahlreichen Körperstellen einsetzbar.
Atemüberwachung bei Frühgeborenen
Währenddessen geht es auf der Kinderstation hektisch zu: Ein Frühgeborenes kommt auf die Welt und hat Probleme beim Atmen. Mit Hilfe eines intelligenten Pflasters, das die schwache Atmung des Babys analysiert, können die sofort eingeleiteten Beatmungsmaßnahmen dank Echtzeit-Daten ideal an die Eigenatmung des Frühgeborenen angepasst werden. Das leichte und dehnbare Pflaster mit über 36 Biege-Sensoren wird dem Baby einfach auf die Brust geklebt – schmerzfrei und ohne invasiven Eingriff. Studien haben bewiesen, dass dieses Verfahren zu signifikant besseren Langzeitergebnissen führt. Bei all der Aufregung ein Lichtblick für die frisch gebackenen Eltern und das Personal.
Früher Nachmittag
Intelligente Säge zur Schädelöffnung
Höchste Konzentration im OP: Auf dem Plan der Chirurgin steht eine Hirnoperation. Dazu muss zuerst die Schädeldecke des Patienten geöffnet werden – ein kritischer Punkt, denn kleinste Verletzungen könnten fatale Folgen haben. Hinzu kommt, dass viele noch heute eingesetzte Knochensägen technisch seit Jahrzehnten nicht verändert wurden. Nicht so in diesem Krankenhaus: Eine Säge mit Sensoren liefert beim Schneiden detaillierte Informationen über die zu durchtrennende Knochendicke und schont durch ihre spezielle Konstruktion das Weichgewebe. Dank ihres minimalen Schnittspalts verheilt die Wunde anschließend besonders schnell, was den gesamten Heilungsprozess verkürzt, der Chirurgin Zeit spart und den Patienten insgesamt weniger belastet.
Vernetzung aller Instrumente
Die OP läuft gut an, doch nach einigen Minuten piepst es plötzlich laut. „Etwas stimmt nicht“, meldet der OP-Assistent mit einem Tablet in der Hand. Auf ihm laufen alle gemessenen Vitalwerte und Daten der Instrumente zusammen. Sogar ein Live-Kamerabild des OP-Saals und eine aktuelle Röntgenaufnahme des Patienten sind zu sehen. Denn die Klinik verfügt über ein intelligentes Monitoring-System, mit dem man den gesamten OP-Saal vernetzen kann. Hunderte Sensoren liefern dafür ihre Daten an, die von einem Computer verarbeitet werden und mittels künstlicher Intelligenz in vielen Fällen sogar eine erste Diagnose liefern können.
Später Nachmittag
Überwachung der Flüssigkeit im Bauchraum
Auch in einem anderen OP-Saal hat das Monitoring-System gerade angeschlagen: „Verdacht auf blutende Wunde“, ruft die Assistenzkraft. Die Auswertung von Sensordaten hat ergeben, dass ein Chirurg bei einer OP mehr Flüssigkeit aus dem Bauchraum gesaugt hat, als eingespült wurde. Dies weist auf eine blutende Wunde hin, die sofort gestillt werden muss. Ein Assistent tippt auf das Tablet und plötzlich verändert sich die Stellung des Tisches, das Licht wird heller und EKG-Linien erscheinen auf dem Monitor: Der vollständig digitalisierte OP-Saal hat sich selbst für die nächsten Schritte eingerichtet. Welch Glück für den Patienten, dass alles so schnell ging.
Datenbrille für Augmented Reality
Wo ist die offene Wunde? Dies gilt es nun herauszufinden. Der Chirurg greift zu einer futuristisch aussehenden Brille mit vielen Kameras und setzt sie auf. Sie ist mit Augmented Reality ausgestattet und markiert ihm virtuell die Stelle, die verletzt ist. Nun bekommt der Chirurg in seinem Blickfeld angezeigt, wo er zum Nähen der Wunde ansetzen muss. Dabei kann er sogar einzelne Organe und Hautschichten ein- oder ausblenden, da der Körper des Patienten vorher gescannt und als vollständiges 3D-Modell abgespeichert wurde. Nach wenigen Minuten ist die Blutung gestillt – und der Eingriff bereits in der digitalen Patientenakte protokolliert.
Abend
Smarte Orthese gegen Überlastung
Während sich am späten Nachmittag die ersten Patienten schon auf das Abendessen freuen, ist für die Pflegekräfte noch lange nicht an Feierabend zu denken. Im Behandlungsraum legen sie einer Patientin mit Sprunggelenksverletzung gerade eine mit Sensoren ausgestattete Orthese um den Fuß. Die druckempfindlichen Sensoren achten darauf, dass die auf einer Treppe gestürzte Frau ihren Fuß nicht zu sehr belastet und aus Selbstüberschätzung ihre Bänder überdehnt. Passiert es doch, ertönt auf ihrem Smartphone ein Alarm. Wie aus einem Projekt von Fraunhofer IWU hervorgeht, wird der Heilungsprozess so deutlich verkürzt und das Risiko erneuter Schäden aus Übermut minimiert.
Blutzucker ohne Stechen messen
In einem anderen Behandlungszimmer erscheint während-dessen ein Diabetiker zum Kontrolltermin, denn der junge Mann hat vor Kurzem einen Sensor in den Oberarm implantiert bekommen. Dieser misst im Subkutanfettgewebe automatisch den Blutzucker und kann per Smartphone zuhause ausgelesen werden, ohne dass der Diabetiker sich stechen muss. Dabei werden alle Messergebnisse automatisch digital gespeichert. Praktisch für die betreuende Ärztin, die im Krankenhaus nun mit wenigen Klicks am Computer einen schnellen Überblick vom Gesundheitszustand des Patienten erhält und seine Therapie individuell optimieren kann.
Nacht
Auswertungen von Röntgenbildern
Es ist Nacht geworden, doch das Krankenhaus kommt nicht zur Ruhe. In der Notaufnahme fährt der Krankenwagen mit einem verunfallten Motorradfahrer vor. Er hat starke Schmerzen in der Brust, doch die anwesenden Ärzte sind sich nicht einig, welche Verletzungen genau vorliegen. Deshalb kommt das neueste Teammitglied zum Einsatz: Eine künstliche Intelligenz, die Röntgenbilder analysieren kann. Schon nach wenigen Minuten steht das Ergebnis fest: Eine Fraktur liegt vor, doch ein Pneumothorax gilt als unwahrscheinlich. Weitere Untersuchungen bestätigen diese Vermutung und die Ärzte sind froh, den Patienten nun entsprechend versorgen zu können, ohne etwas übersehen zu haben.
Sensoren: Sensibel, doch nicht zimperlich.
Das Wirkungsprinzip von Sensoren lässt sich im Kern auf folgendes Zusammenspiel reduzieren: Der Sensor stellt eine elektrische Größe zur Verfügung, zum Beispiel Spannung, Strom oder Widerstand, und die Auswerteelektronik wandelt diese um in den zu erfassenden Parameter, beispielsweise Druck, Helligkeit, Durchfluss oder Temperatur. Um sich jedoch auf die Sensorsysteme verlassen zu können, ist präzise Mess- und Prüftechnik nötig. Und zwar von der Entwicklung der Sensoren bis zur regelmäßigen Wartung.
Messen heißt Vergleichen – und damit sind in der modernen Welt nicht nur physikalische Größen, sondern auch digitale Daten gemeint. Viele liebgewonnene Technologien aus unserem Alltag wären ohne Sensoren und die passende Messtechnik nicht vorstellbar. Auch standardisierte Prozesse, welche eine stetige Qualitätskontrolle erfordern, könnten ohne Sensoren nicht umgesetzt werden. Denn nur ein falscher Messwert kann fatale Folgen haben – und im Zweifel Menschenleben kosten.
Mit dataTec bei der Sensorik die richtige Entscheidung treffen.
Sie sehen, die Anwendungen für Sensorgeräte sind vielfältig – doch sie funktionieren nur so zuverlässig, wie sie für ihren Einsatzzweck eingerichtet wurden. Dazu gehören neben der richtigen Installation und Inbetriebnahme auch die regelmäßige Wartung und Kalibrierung. Mit der Mess- und Prüftechnik, die Sie bei dataTec erhalten, sorgen Sie stets für präzise Messergebnisse und tragen so dazu bei, das Beste aus der Sensor-Technologie herauszuholen.
Sie benötigen Unterstützung? Die dataTec Experten beraten Sie gerne, um mit Ihnen die optimale Messlösung für Ihre Aufgabe und Branche zu finden.
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Sie sind sich noch nicht ganz sicher oder haben weitere Fragen zu den Geräten? Zögern Sie nicht uns zu kontaktieren. Ob direkt am Telefon oder per Online-Demo bequem bei Ihnen vor dem Bildschirm – Unsere Experten sind für Sie da.