Durchbrüche in der Biomedizinischen Technik

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Anonim

Biomedizinische Technik, manchmal auch als biomedizinische Technologie oder Bioengineering bezeichnet, setzt die Prinzipien der Technik für die medizinische oder biologische Forschung ein. Laut The Biomedical Engineering Handbook sind 13 Subspezialitäten in der Biomedizinischen Technik bekannt, darunter Biomechanik, Biomaterialien, Biosensoren und medizinische Informatik. Zwei der frühesten Durchbrüche in der biomedizinischen Technik - Röntgengeräte und Elektrokardiographen - reichen über ein Jahrhundert zurück. Prothesen sind seit Jahrtausenden bekannt. Zu den jüngsten Durchbrüchen in der biomedizinischen Technik gehören hoch belastbare und funktionelle künstliche Gelenke, biotechnologisch hergestellte Blutgefäße, robotergestützte chirurgische Robotersysteme für medizinische Informatik und eine Reihe medizinischer Bildgebungstechnologien wie Ultraschall, Kernspintomographie und Positronenemissionstomographie.

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Künstliche Gelenke

Gelenkprothesen wie künstliche Hüften und Knieersatz haben sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch verbessert. Neue Erkenntnisse in der Biomechanik und neue Durchbrüche in Biomaterialien haben zu künstlichen Gelenken geführt, deren Funktionalität und Haltbarkeit wesentlich höher sind als bei früheren Modellen. Wie bei den meisten biomedizinischen Ingenieurprojekten erfordert der Entwurf und die Entwicklung von künstlichen Gelenken den Einsatz von biomedizinischen Ingenieuren aus verschiedenen Teilbereichen.

Biotechnologisch hergestellte Blutgefäße

Ein Forschungsteam der Duke University entwickelte im Juli 2013 ein biotechnologisch hergestelltes Blutgefäß und transplantierte es in den Arm eines Patienten mit Niereninsuffizienz im Endstadium. Die neue Vene basiert auf menschlichen Zellen und wurde durch Kultivierung gespendeter menschlicher Zellen auf einem Tubulus erzeugt Gerüst, um ein Gefäß zu bilden. Das kultivierte Gefäß wird dann behandelt, um Proteine ​​zu entfernen, die eine Immunantwort auslösen. Die neuen Blutgefäße werden bei Hämodialysepatienten getestet, und falls erfolgreich, werden sie entwickelt, um Transplantatgewebe für Herzbypassoperationen und andere Verfahren bereitzustellen.

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Expert-System Chirurgische Robotergeräte

Roboter bauen nicht mehr nur Autos oder saugen Böden ab. Moderne Expertensystem-Roboter werden zur Entschärfung von Bomben und zur Durchführung komplexer Operationen eingesetzt. Robotermikro-Baugruppen ermöglichen eine äußerst feine Kontrolle, und moderne medizinische Informatik und Datenbanktechnologie ermöglichen die Vorprogrammierung von Robotern mit den neuesten chirurgischen Techniken. Roboterchirurgische Systeme werden von menschlichen Ärzten bedient, aber sie werden immer autonomer. Fortgeschrittene Systeme wie das da Vinci-Chirurgiesystem können eine Vielzahl von chirurgischen Eingriffen am Herzen, am Kolorektum, an der Gynäkologie, an der Gynäkologie, am Thorax und am Urologen durchführen.

Medizinische Bildgebungssysteme

In den letzten Jahrzehnten wurden eine Reihe bahnbrechender Technologien auf dem Gebiet der diagnostischen Bildgebungssysteme für die Medizin geschaffen. Biomedizinische Ingenieure waren an der Entwicklung diagnostischer Bildgebungstechnologien beteiligt, einschließlich Ultraschall, Computertomographie, Magnetresonanztomographie, Einphotonenemissions-Computertomographie und Positronenemissionstomographie. Verfeinerungen bei Ultraschallgeräten und -techniken, wie verbesserter Doppler, radiales Scannen, 3-D-Scanning und Harmonic-Imaging, haben die Sonographie in einer wachsenden Anzahl diagnostischer Anwendungen immer nützlicher gemacht.