In den letzten Jahren haben wir im Gesundheitswesen eine wahre Hightech-Revolution erlebt. Wir haben nicht nur neue Innovationen zur Behandlung von Krankheiten entwickelt, die noch vor wenigen Jahren unbehandelbar waren, sondern schaffen auch eine Grundlage, in der wir dank Wearables vielen Krankheiten vorbeugen können. Zudem könnten sich in Zukunft echte humanoide Roboter um kranke und ältere Menschen kümmern, während wir Menschen möglicherweise sogar heilen können, indem wir ihre Zellen genetisch verändern. Es besteht eine Chance, dass die Medizintechnik uns zukünftig in die Nähe dessen bringen kann, was wir derzeit als Unsterblichkeit bezeichnen würden. Werfen wir doch einen Blick auf einige dieser bahnbrechenden technologischen Fortschritte und wie sie die Welt verändern werden.

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Telemedizin & mHealth

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Die sogenannte Telemedizin bietet Zugang zu Gesundheitsdiensten aus der Ferne und ist durch den Einsatz digitaler Informations- und Kommunikationstechnologien möglich. Wird einer dieser Gesundheitsdienste über das Handy oder ein anderes Mobilgerät in Anspruch genommen, spricht man von mHealth oder „Mobile Health“, was „mobile Gesundheit“ bedeutet. Bei dieser neuen Form der medizinischen Gesundheitsfürsorge gibt es viele Vorteile und Ziele:

• Einen günstigen Zugang zu medizinischer Versorgung und Bildung für Menschen, die in ärmeren Gemeinden leben.
• Entwicklung eines Dienstes, der für Menschen mit eingeschränkter Mobilität oder in abgelegenen Gegenden leicht zugänglich ist.
• Online-Zugang zu Fachärzten von jedem Ort aus.
• Verbesserung der Kommunikation zwischen Mitgliedern eines Gesundheitsteams und Patienten.
• Unterstützung und Aufklärung für das Selbstmanagement der Gesundheitsversorgung.
• Wissensmitteilung unter Ärzten, um Krankheiten besser und schneller zu diagnostizieren.

Mit etwas Einfachem wie einem Patientenportal kann man mit Pflegepersonal und Ärzten kommunizieren, Rezepte einholen, Termine vereinbaren und Untersuchungsergebnisse online abrufen. Darüber hinaus bieten einige Kliniken sogar virtuelle Termine an, was z. B. im Bereich der Online-Psychotherapie während der Pandemie sehr nützlich sein kann.

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Sensoren und Wearables

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Wearables gibt es tatsächlich bereits seit dem 13. Jahrhundert, als die ersten Brillen entwickelt worden sind. Die Wearable-Technologie ist allerdings erst in den letzten zwanzig Jahren entstanden und ermöglicht zusammen mit der Bluetooth-Technologie eine drahtlose Interaktion zwischen unseren Geräten.

Gegenwärtig werden die meisten Wearables auf dem Markt vor allem zur Überwachung des Fitnesszustands, zur Standortbestimmung mit GPS und zur schnellen Anzeige von Textnachrichten verwendet. Aber auch im Gesundheitsbereich haben diese Geräte ein unübertroffenes Potenzial, Wearables können Herzfrequenz, Schlaf und Bewegung aufzeichnen und anhand der gewonnenen Daten Gesundheitsempfehlungen erstellen. Durch eine Analyse des Herzschlags können Unregelmäßigkeiten und sogar Herzinfarkte erkannt werden, um sofort Kontakt mit dem Notruf herzustellen und Leben zu retten.

Wearables und andere Sensoren werden aktuell immer weiterentwickelt, sodass die gesammelten Daten immer zuverlässiger und vollständiger werden. Werden wir in Zukunft etwa Sensoren in unserem Körper haben, die rund um die Uhr Daten über unsere Lebenszeichen sammeln? Werden diese Geräte so raffiniert werden, dass sie sogar Krankheiten vorhersagen können?

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Augmented Reality & Virtual Reality

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Über unsere Mobilgeräte und spezielle Wearables, wie z. B. Smart Glasses, können wir eine erweiterte und virtuelle Realität erleben. Augmented Reality (AR) ist eine Technologie, die digitale Informationen in die reale Umgebung des Nutzers integriert, d.h. sie kann visuelle Elemente, Töne und sensorische Reize in der Alltagswelt platzieren. Virtual Reality (VR) hingegen erschafft eine virtuelle Welt, die unserer Welt sehr ähnlich oder auch völlig anders sein kann. Beide Technologien stehen wahrscheinlich kurz davor, die Gesundheitsbranche vollständig zu revolutionieren.

Schauen wir uns einige Beispiele an. In der Medizin kann Augmented Reality z. B. verwendet werden, um Venen im Körper eines Patienten zu sehen oder um Bilder von Röntgenaufnahmen oder CT-Scans zu projizieren. Sie kann sogar eingesetzt werden, um Ärzte bei Operationen zu leiten. Im Juni 2020 führten Neurochirurgen an der Johns Hopkins University in Baltimore zum ersten Mal eine AR-Operation durch, um sechs Schrauben während einer Wirbelsäulenoperation zu platzieren. Kurz darauf wurde ein Wirbelsäulentumor mit Hilfe der Technologie entfernt.

Auch die Virtual Reality verändert die medizinische Versorgung, angefangen bei der medizinischen Ausbildung, um jede mögliche medizinische Situation zu simulieren. Mit dieser Technologie können Studierende alle Verfahren aus erster Hand erleben, ohne auf einen echten Patienten angewiesen zu sein. Außerdem scheint die VR auch bei Patienten bezüglich der Bewältigung von Schmerzen und Ängsten sehr erfolgreich zu sein. Denn auch wenn die gezeigte Realität nicht „real“ ist, nimmt unser Körper sie wahr und reagiert darauf, als wäre sie echt. Wenn du dich also während einer Chemotherapie z. B. an einem tropischen Strand wiederfindest, nimmst du die Schmerzen und das Unbehagen tatsächlich weniger stark wahr.

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Roboterassistenten

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Die oben genannten medizinischen Technologien sind recht simpel und unkompliziert, aber es gibt auch noch weiteres verborgenes Potenzial. Rafael Hostettler, einer der Redner auf der Biostasis2021-Konferenz, leitet z. B. ein Unternehmen namens Devanthro, das am Bau eines „roboy“ arbeitet, einem humanoiden Roboter, der durch künstliche Muskeln die Bewegungsabläufe des Menschen nachahmen kann. Dieser Roboter kann eingesetzt werden, um ältere und kranke Menschen zu betreuen. Krankenschwestern und -pfleger könnten diese Roboter sogar über tragbare Geräte wie AR-Brillen und Fernbedienungen aus der Ferne steuern und müssten nicht mehr physisch anwesend sein, sodass mehrere Personen gleichzeitig aus der Ferne betreut werden könnten. Damit würde natürlich auch der Preis der Dienste im Vergleich zu einer Vollzeitpflegekraft deutlich niedriger sein, während ältere und kranke Menschen die Dienstleistung in Anspruch nehmen können, ohne ihr Haus verlassen und in ein Pflegeheim umziehen zu müssen.

Dies ist jedoch nur ein Beispiel für das verborgene Potenzial der neuesten technologischen Fortschritte. Es liegt an den weitsichtigen Menschen unter uns, diese Potenziale zu nutzen.

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KI & maschinelles Lernen

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Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen verändern das Gesundheitswesen, auch wenn diese beiden Bereiche äußerst komplex sind. Um ihr gemeinsames Potenzial daher voll ausschöpfen zu können, brauchen wir Menschen, die in der Lage sind, KI und medizinisches Wissen zu kombinieren.

Schauen wir uns einige mögliche Anwendungen an. Da die Algorithmen des maschinellen Lernens die menschliche Wahrnehmung nachahmen können, können sie zur Analyse, Darstellung und dem Verständnis von komplexen medizinischen Daten eingesetzt werden. Darunter zum Beispiel zum:

• Verständnis der Patientensymptome durch Analyse der Vitalparameter.
• Diagnose durch Vergleich der Symptome mit einer großen Datenbank.
• Erkennung von Krankheiten, wie z. B. Krebs, früher und mit größerer Genauigkeit.
• Prädiktiven Analyse, um Krankheiten zu verhindern, bevor sie auftreten.
• Tiefere Einblicke in Krankheiten und deren Behandlungsmöglichkeiten durch eine medizinische Bildanalyse und Datenvergleiche.
• Effizientere und günstigere Medikamente, da die Notwendigkeit von Tests an lebenden Organismen verringert oder sogar beseitigt wird.
• Entwicklung von personalisierten Medikamenten.
• Erstellung personalisierter Gesundheitspläne und digitaler Assistenten für günstigere und wirksamere Behandlungen.
• Automatisierung von sich wiederholenden Aufgaben im Gesundheitswesen, damit Ärzte und Krankenschwestern mehr Zeit für ihre Patienten haben.

In Anbetracht der oberen Punkte kann die KI das Gesundheitssystem vollständig revolutionieren. Dennoch dürfen wir nicht vergessen, dass unser Verständnis für alle möglichen Fähigkeiten noch ganz am Anfang steht. Je mehr wir jedoch über die künstliche Intelligenz lernen, desto größer wird wahrscheinlich die Vielfalt der möglichen zukünftigen Anwendungen sein.

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Roboterchirurgie

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Roboterchirurgie, auch Roboter-assistierte Chirurgie genannt, ist eines der unglaublichen Ergebnisse der KI in der Medizin. Dabei ist jedoch wichtig zu betonen, dass Roboteroperationen heutzutage immer noch von Menschen durchgeführt werden. Auch wenn hyperintelligente Maschinen eine Operation in Zukunft vielleicht alleine übernehmen können, steht aktuell immer noch ein Mensch hinter der Maschine.

Mithilfe der Roboterchirurgie können Ärzte komplexe Operationen mit mehr Präzision, Flexibilität und Kontrolle durchführen, als dies mit herkömmlichen Techniken möglich war. Außerdem ermöglichen sie weniger invasive Methoden, die oft zu einer kürzeren Erholungszeit führen. Die am häufigsten verwendeten klinischen Roboter-Systeme bestehen aus zwei Teilen: Einem Arm mit einer Kamera, die mit einem hochauflösenden 3D-Bildschirm verbunden ist sowie mehreren Arme mit daran befestigten chirurgischen Instrumenten. Der Chirurg bewegt diese Arme mithilfe einer Steuerung.

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Medizinischer 3D-Druck

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In den letzten Jahren hat sich die 3D-Druckindustrie explosionsartig angestiegen. Ursprünglich wurde der 3D-Druck in Bereichen wie Bauwesen, Architektur, Elektronik und Automobilbau eingesetzt, doch neuerdings erstrecken sich die Anwendungsmöglichkeiten auch auf die Luft- und Raumfahrt, den Stromsektor sowie das Gesundheitswesen mit beeindruckenden Ergebnissen.

Werfen wir doch einmal einen Blick auf die verschiedenenAnwendungen des 3D-Drucks im Gesundheitswesen.

• Zunächst einmal können patientenspezifische anatomische Modelle in 3D gedruckt werden. Diese haben sich als unglaublich nützlich erwiesen, um Ärzte auf Operationen vorzubereiten, Zeit zu sparen und die Genauigkeit zu verbessern.
• Auch medizinische Werkzeuge können in 3D gedruckt werden. Selbst gedruckte Prototypen sind viel schneller und billiger, als sie von Dritten herstellen zu lassen.
• Der 3D-Druck von Prothesen hat deutlich zugenommen. Anstatt auf eine teure und standardisierte Prothese angewiesen zu sein, können Bedürftige jetzt eine individuelle und günstigere Prothese in 3D drucken lassen. Auf diese Weise kann der Benutzer sogar das von ihm bevorzugte Design auswählen.
• 3D-Drucker können maßgeschneiderte Einlegesohlen (herausnehmbare Sohlen) und Orthesen (Vorrichtungen zur Unterstützung der Gliedmaßen und zur Unterstützung der Bewegungen) drucken.
• Schließlich gibt es noch das so genannte 3D-Bioprinting. Biodrucker verwenden Zellen und Biomaterialien, um gewebeähnliche Strukturen zu drucken. Diese Entwicklung des 3D-Bioprinting könnte uns helfen, alle Probleme im Zusammenhang mit Organtransplantationen zu lösen, da wir benötigte personalisierte Organe einfach drucken könnten.

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Wohin wird uns die Forschung im Bereich der medizinischen Anwendungen des 3D-Drucks führen? Werden wir in der Zukunft ganze Körper drucken können? Verlorene Gliedmaßen wiederherstellen? Könnten wir vielleicht sogar lernen, wie man ein komplexes Organ wie unser Gehirn in 3D drucken kann?

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Nanomedizin

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Die Nanomedizin ist ein Teilbereich der Medizin, der die Nanotechnologie zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten einsetzt. Wie der Name schon sagt, wird hier im Nanobereich gearbeitet - ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters. Die Nanomedizin verwendet u.a. biokompatible Nanopartikel und Nanoroboter, um Krankheiten zu erkennen und zu bekämpfen.

Doch wie wird die Nanomedizin eingesetzt? Seit einigen Jahren ist die Nanotechnologie eher ein Forschungsgebiet. Hier gibt es verschiedene interessante Bereiche: Medikamentenverabreichung, Impfstoffentwicklung, antibakterielle Mittel, Diagnose- und Bildgebungsinstrumente, tragbare Geräte, Implantate.

Hier sind einige Beispiele:

• In der Diagnostik helfen Nanopartikel bei der anatomischen und funktionellen Bildgebung. Sie können als sogenanntes Kontrastmittel verabreicht werden, um Informationen einer betreffenden Stelle im Körper zu liefern. Damit kann krankes Gewebe im menschlichen Körper direkt von gesundem Gewebe unterschieden werden.
• Bei der Behandlung von Krankheiten können Nanopartikel als Transportmittel für pharmazeutische Wirkstoffe eingesetzt werden. In den letzten Jahren hat sich die Forschung besonders auf die Behandlung von Krebs konzentriert. Nanopartikel können so programmiert werden, dass sie den Wirkstoff während des Transports in den Blutkompartimenten zurückhalten und ihn erst am intrazellulären Zielort freisetzen.
• Die Forscher arbeiten auch an der Synthese von Nanomaterialien für implantierbare Systeme, die möglicherweise geschädigtes Gewebe wiederherstellen könnten. Wenn sich diese spezielle Technologie weiterentwickelt, werden sich unsere Zellen von innen heraus regenerieren können. Wird die Nanomedizin damit vielleicht sogar einen Weg zur „Behandlung“ der Zellalterung finden?

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Fazit

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Die Medizintechnik verändert die Gesundheitsbranche in vielerlei Hinsicht. Menschen können sich nicht nur selbst besser überwachen, sondern können auch von digitalen Assistenten profitieren, die ihnen in Echtzeit Vorschläge machen, wie sie gesünder leben können. Dank dieser Daten werden Vorsorge und Diagnose wahrscheinlich präziser. Auch personalisierte Geräte wie Prothesen und Orthesen, die das Leben erheblich verbessern können, werden kostengünstiger. Viele der aktuell unheilbaren Krankheiten werden behandelbar und eventuell Leben retten.

Die technologischen Fortschritte von heute sind beeindruckend, und viele Möglichkeiten sind bis dato noch unentdeckt. Wir von Tomorrow Biostasis blicken mit Begeisterung und Optimismus in die Zukunft. Und wenn du die Chance haben möchtest, von diesen zukünftigen Behandlungen zu profitieren, werde ein Teil unserer Community!

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