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LGS 2018: Das Institut für Medizintechnik Schweinfurt zeigt Wege zum digitalen Humanismus

Das IMES-Team auf der Ausstellung „Medizinelektronik trifft Bioelektrizität –
Vernetzung von Physiologie mit Technologie“ auf der Landesgartenschau
Würzburg 2018: Benedikt Keßler, Professor Dr. Walter Kullmann, Ying Zhao
(von li.)

 

LGS 2018: Das Institut für Medizintechnik
Schweinfurt zeigt Wege zum digitalen Humanismus

 

Nutzung von elektrischen, biologischen Prozessen in Zellen,
Pflanzen, Tieren und Menschen zur Informationsübertragung

 

Die Digitalisierung der aktuellen Lebens- und Arbeitswelt ist ein
zentrales Thema. Häufig sind persönliche Ängste mit dem Einsatz
der modernen digitalen Techniken verbunden. Das Institut für
Medizintechnik Schweinfurt (IMES) zeigt in der Ausstellung
„Medizinelektronik trifft Bioelektrizität – Vernetzung von
Physiologie mit Technologie“ im LAB 13 auf der
Landesgartenschau Würzburg 2018 mit einer wandfüllenden
Komposition aus vier Exponaten eigene medizintechnische,
digitale Entwicklungen auf dem Weg zu einem digitalen
Humanismus bis zum Sonntag, 7. Oktober.
Stehen Natur und Digitalisierung im Widerspruch? Bei genauer
Betrachtung im Nanomaßstab führen elektrische, biologische
Prozesse in Zellen, Pflanzen, Tieren und Menschen zu digitalen
Phänomenen in der biologischen und physiologischen
Informationsübertragung. Digitale elektrische Pulse, so genannte
Aktionspotentiale, leiten Informationen durch die biologischen
Organismen. Bei Pflanzen lassen sich diese Effekte besonders
eindrucksvoll am Beispiel der fleischfressenden Venusfliegenfalle
bei einer mechanischen Reizung oder beim Fangen von Insekten
beobachten. Äußere elektrische Felder, die auf Zellen einwirken,
erlauben das gezielte Öffnen und Schließen von Zellmembranen.
Derartige Techniken nutzt die moderne Krebstherapie zur
Zerstörung von wuchernden Krebszellen genauso wie die
Biotechnologie bei der Verschmelzung von biologischen Zellen.

Exponate der Ausstellung „Medizinelektronik trifft Bioelektrizität – Vernetzung
von Physiologie mit Technologie“ (Fotos FHWS / Kullmann)

 

Die Messung von elektrischen, optischen und mechanischen
Signalen auf der menschlichen Hautoberfläche mit mobilen,
digitalen Messsystemen ermöglicht die medizinische Diagnostik
von Herz- und Kreislauferkrankungen sogar im häuslichen Bereich
und im eigenen Garten. Mittels digitaler telemedizinischer
Informationsübertragung werden die Körpersignale von zuhause
zum behandelnden Arzt übertragen. Stationäre
Krankenhausaufenthalte können verkürzt und die Anzahl der
Arztbesuche minimiert werden. Für Patienten bedeutet der
Einsatz der digitalen Assistenten eine Verbesserung der
Lebensqualität. Den Ärzten ermöglicht Einsatz der modernen
Technik eine erhöhte Effizienz bei der täglichen Arbeit. Die
gleichen technischen Systeme erweitern die diagnostischen
Einsatzmöglichkeiten in Katastrophenlagen, in denen ein Zugang
der Rettungsmannschaften von außen wegen natürlichen
Hindernissen nicht möglich ist.
Nervenaktivitäten im menschlichen Gehirn und bei der
Muskelansteuerung können ebenso durch die Aufzeichnung der
körpereigenen elektrischen Aktivitäten mittels mobilen, digitalen
Assistenzsystemen beobachtet und für den Menschen hilfreich
genutzt werden. Ist beispielsweise ein behinderter Mensch wegen
reduzierter Muskelkraft nicht mehr in der Lage, einen Rollstuhl
über einen Joystick zu steuern, kann die Augensteuerung oder
Gesichtsgestensteuerung durch Abgreifen von elektrischen
Signalen im Schläfen- und Gesichtsbereich helfen. Bei
vollständiger Lähmung ist die Rollstuhlsteuerung sogar mittels
Gedankenkraft nach einer Trainingsphase möglich. Die direkte
Nutzung von detektierten Gehirnströmen ermöglicht weiterhin
einen Weg zur Inklusion von schwerstbehinderten, vollständig
gelähmten Menschen in die gesellschaftlichen Aktivitäten der
Familie, z.B. im Rahmen einer verbesserten Kommunikation oder
bei der aktiven Einbindung in Gesellschaftsspiele in der Familie.
Insbesondere in diesen Beispielen offenbaren sich die
persönlichen Vorteile durch die Nutzung von physiologischen
Signalen in Verbindung mit medizinelektronischen Hilfssystemen.
Die physische und psychische Mobilität schwerstbehinderter
Menschen wird gestärkt und die persönliche Lebensqualität
gesteigert.
Schließlich zeigt das vierte Exponat der Ausstellung den
Entwicklungs- und Entstehungsprozess derartiger MenschMaschine-Schnittstellen.
Ausgehend von einer menschlichen
Problemstellung überlegen die Medizintechniker auf Basis von
physiologischen Zusammenhängen, technischen Simulationen
und Modellen einen Lösungsweg. Durch Vernetzung von
elektronischen Bauteilen in einem Schaltplan und die
computergestützte Anordnung der Bauteile auf meist mehrlagigen
Platinen entstehen Arbeitspläne für die Herstellung der
elektronischen Systeme zur Vernetzung der körpereigenen
menschlichen Regelsysteme mit den technischen Assistenten zur
Unterstützung. Die Ausstellung zeigt beispielhaft die Entwicklung
eines mobilen Diagnosesystems zum manschettenfreien und
kontinuierlichen Online-Blutdruck-Monitoring und zur Bestimmung
der arteriellen Gefäßsteifigkeit. Derartige Systeme eignen sich
sowohl für den Einsatz auf der Intensivstation im Krankenhaus als
auch für die präventive Kreislaufdiagnostik in bemannten
Weltraummissionen.
Die Ausstellung eröffnet einen kleinen Einblick, wie moderne
medizinelektronische Assistenzsysteme die Menschen im Alltag,
bei schweren Behinderungen und in futuristischen Erkundungen,
z.B. in zukünftigen Weltraummissionen, unterstützen und den
menschlichen Wirkungsradius erweitern können. Der Einsatz
derartiger Technologien nützt dem Menschen direkt und befähigt
ihn, Ziele neu zu definieren und zu erreichen, die bisher nicht
möglich waren. Der Mensch steht im Mittelpunkt, die digitale
Technik assistiert. Sie erweitert die menschlichen Fähigkeiten
ohne den Versuch, diese zu ersetzen.






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