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2-2016

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  • Medizinelektronik
  • Medizintechnik
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Editorial Intelligente

Editorial Intelligente Sensoren auf dem Vormarsch Gerd Schulze, Sales Manager bei Nordson-Asymtek www.asymtek.com Die Industrie 4.0 und das Internet der Dinge sind schon lange keine Zukunftsvisionen mehr, sondern in vielen Bereichen bereits mehr oder weniger unauffällig in unserem Alltag vertreten. Doch betrifft dies auch die Medizintechnik? Die Antwort lautet: ja und zwar gleich in doppelter Hinsicht – einmal bezogen auf die Produktion und das andere Mal auf die gefertigten Medizinprodukte. Betrachtet man die Produktion, sind zu den sowieso speziellen Anforderungen der Medizintechnik noch weitere dazugekommen: höhere Qualität und Präzision, reduzierte Fertigungskosten, höhere Effizienz, geringere Stillstandzeiten, längere Laufzeiten der Maschinen, einfachere Wartung mit größeren Intervallen, etc. Einen Lösungsansatz bietet die Digitalisierung mit den dazu notwendigen intelligenten Komponenten und Maschinen. Ziel ist es, individuelle Produkte über die Massenfertigung günstig, aber trotzdem qualitativ hochwertig herstellen zu können. Ein Beispiel sind individuelle Hüftprothesen. In einer solchen Produktionsumgebung spielen die Sensoren eine ganz wesentliche Rolle. Die vollvernetzten Maschinen sind reichlich damit ausgestattet, um alle benötigten Daten aufnehmen zu können. Um der Datenflut Herr zu werden, eignen sich besonders intelligente Sensoren, die die Daten gleich auswerten, Aktoren bedienen und sich nur bei einer Grenzwertüberschreitung melden. Die Erfassung der Daten und deren Analyse erfolgen in Echtzeit. Für das Internet der Dinge sind miniaturisierte, multifunktionale und autark operierende Sensor- Aktor-Systeme die Voraussetzung, welche die Daten zuverlässig aufnehmen, schnell verarbeiten und sicher übertragen. Sensoren im Dienste des Menschen Das zweite wichtige Zukunftsgebiet der Sensoren ist ihr Einsatz in der Diagnose und Therapie. Durch die Miniaturisierung der technischen Komponenten und Systeme wurde die minimalinvasive Chirurgie erst möglich. Weitere und sehr populäre Beispiele sind die tragbaren Sensorsysteme zur Überwachung von Vitalparametern und die Intelligenten Implantate. Letztere bilden hochkomplexe Systeme aus Sensorik, Aktorik und Signalverarbeitung. Betrachtet man eine moderne Hüftprothese, so überwacht diese die Belastung. Überbeanspruchung oder falsche Belastung werden gemeldet und dem Arzt mitgeteilt. So kann er gezielt Gegenmaßnahmen ergreifen, was einen problemlosen Heilungsprozess fördert. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Personalisierung im Bereich der Therapie. Hier wird die Behandlung individuell auf den Patienten ausgelegt. Dazu werden maßgeschneiderte Komponenten, Geräte und Systeme eingesetzt. Koppelt man die Diagnostik mit einer patientenspezifischen Therapie und erarbeitet daraus eine individuelle Behandlung, spricht man von Theranostik. Ein Beispiel ist die individualisierte Krebstherapie. Hier wird dem Patien ten entartetes Gewebe entnommen und auf Mikrotitrationsplatten aufgetragen. Das Gewebe wird versorgt und am Leben gehalten. Um die notwendige Nährstoffversorgung zu steuern und zu überprüfen sowie andere Parameter wie beispielsweise Temperatur etc. zu messen, benötigt man viele Sensoren. Wenn sich das Gewebe eingelebt hat, werden auf unterschiedliche Bereiche der Mikrotitra tionsplatten verschiedene Chemotherapeutika aufgebracht, was ebenfalls durch Sensoren überwacht wird. Anschließend wird beobachtet, welches Medikament am wirkungsvollsten ist. Auch dazu sind Sensoren notwendig. Auf die Gleiche Art und Weise wird auch die wirkungsvollste Dosierung ermittelt. So kann der Patient so schonend wie möglich aber gleichzeitig effektiv behandelt werden. Fazit Um wettbewerbsfähig zu bleiben und die Produktivität bei einer gleichbleibenden Qualität zu erhöhen, werden immer mehr intelligente Sensoren benötigt. Die Anforderungen diesbezüglich steigen kontinuierlich: kleiner, leistungsfähiger, absolute Ausfallsicherheit, hohe Signalqualität und Geschwindigkeit der Signalverarbeitung sowie die Datenverfügbarkeit in Echtzeit. Auf der anderen Seite werden immer mehr Sensoren für die Diagnose und Therapie benötigt. Hier liegt noch viel Potential für zukünftige Innovationen. Gerd Schulze, Nordson-Asymtek meditronic-journal 2/2016 3

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