Ein Mann nutzt ein Herzüberwachungsgerät zum Überwachen seiner Gesundheit.

Trend

Krankenpflege der nächsten Generation

Mithilfe von Sensoren von TE Connectivity (TE) können Medizingerätehersteller Lösungen für die häusliche Gesundheitsüberwachung entwickeln, mit denen Patienten ein gesünderes und mobileres Leben führen können.

Autor:

Brian Ream, Principal Field Applications Engineer, Sensoren

Während des 20. Jahrhunderts gab es in allen Bereichen medizinische Fortschritte – von neuen Arzneimitteln bis hin zu Fortschritten bei der Krankenpflege. 1935 wurde von Dr. John Gibbon, Jr. beispielsweise die erste kardiopulmonale Bypassoperation an einer Katze durchgeführt. 1953 konnte das Gerät dann erfolgreich beim Menschen eingesetzt werden. Mit der Entwicklung des ersten Herzschrittmachers durch Paul Zoll im Jahr 1952 konnten dann Herzrhythmusstörungen behandelt werden, indem dem Patienten ein Gerät implantiert wurde. Seit den frühen 1980er Jahren ermöglicht die kardiale Ablation eine Behandlung unregelmäßiger Herzrhythmen, indem die herzeigenen elektrischen Kreise verändert werden. Dadurch konnte sich ab 1953 die Herzinfarktprävention durch koronare Bypassoperationen zügig entwickeln, und bis zum Jahr 2000 wurden von der American Heart Association jährlich fast 600.000 US-Patienten gemeldet, die sich einer Bypassoperation unterzogen hatten. In dieser Zeit entstanden neue Ideen für schonendere Bypassverfahren, bei denen nun nicht mehr das Herz des Patienten gestoppt und sein Brustkorb geöffnet werden mussten. Aus diesen Ideen resultieren neue Techniken und Technologien, durch die medizinische Verfahren verbessert werden und Patienten sich schneller erholen können.

Durch den technologischen Fortschritt ändert sich, welche Verfahren Ärzte anwenden können – und wo sie diese anwenden können. Traditionell erfolgte eine medizinische Behandlung meist in hochentwickelten medizinischen Zentren und wissenschaftlichen Einrichtungen mit entsprechender Ausstattung. Die Größe, Kosten und Komplexität der Bedienung dieser Instrumente bedeutete aber auch, dass die Patienten zu den Instrumenten kommen mussten. Heute können Ärzte auf einfache Weise – wie sie dies vor Jahrzehnten taten – die Diagnose, Überwachung und Behandlung in der Wohnung des Patienten durchführen. Dadurch verringern sich die Belastung und das Infektionsrisiko für den Patienten, und er kann sich in der relativen Bequemlichkeit und Sicherheit seines eigenen Zuhauses erholen. Medizingerätehersteller erkennen diesen Nutzen und entwickeln vermehrt medizinische Produkte, die speziell für den häuslichen Gebrauch gedacht sind. Die Ingenieure für Sensoren von TE arbeiten eng mit diesen Herstellern zusammen, um die Technik zu entwickeln, die zur Integration komplexer Systeme für Anwendungen des Internets der Dinge erforderlich sind.

  1. Entwicklung von zukunftsorientierten Anwendungen medizinischer Geräte

Erfahren Sie, wie TE die Entwicklung medizinischer Geräte für moderne minimalinvasive Herzoperationen unterstützt.

Diese Fortschritte haben die Behandlung von Patienten verändert. Anstatt nur die Symptome von Krankheiten zu behandeln, also im Endeffekt eine palliative Langzeitpflege in der Wohnung des Patienten zu leisten, konnten Ärzte ihre Patienten nun oft „heilen“. Die dabei verwendeten Geräte waren jedoch teuer und konnten nur in Behandlungszentren angeboten werden. Dadurch kam es zu einem Boom beim Bau von Krankenhäusern und Kliniken, sodass Patienten ein medizinisches Zentrum aufsuchen mussten, um medizinische Dienste in Anspruch zu nehmen. Durch diesen Wandel sind Patienten inzwischen mit einer Häufigkeit von 1:25 Krankenhausinfektionen ausgesetzt, und in vielen Fällen findet eine Entpersönlichung der Patientenpflege statt. Moderne Krankenhäuser bekämpfen Krankenhausinfektionen mit verbesserten antiseptischen Verfahren. Dies kann aber auch eine „sterile“ Patientenumgebung in Bezug auf die persönliche Interaktion schaffen. Organisationen haben darauf mit stärker personalisierten Dienstleistungen reagiert und die Krankenpflege noch mehr in den Mittelpunkt gestellt. Dennoch würden die meisten Patienten, hätten sie die Wahl, nach wie vor lieber zuhause bleiben.

Durch den technologischen Fortschritt ändert sich, welche Verfahren Ärzte anwenden können – und wo sie diese anwenden können.

Heutzutage erkennen Medizingerätehersteller die Vorteile für Patienten und die Gelegenheiten bei der Behandlung von Patienten im eigenen Zuhause. Neben einer stärker personalisierten Pflege können Patienten auch die Kosten für die benötigte Behandlung deutlich reduzieren – im Komfort ihres eigenen Zuhauses. Zwar können Ärzte nicht alle medizinischen Verfahren im häuslichen Bereich anbieten, aber überraschend viele Behandlungen sind aber auch zuhause möglich. Ein Beispiel ist die Dialyse. Aufgrund der Art und Häufigkeit der Dialysebehandlung müssen Patienten viel Zeit für diese lebensrettende Therapie aufwenden. Um Patienten die Mühe der Anreise in die Behandlungseinrichtung zu ersparen und um das Infektionsrisiko zu senken, entwickeln viele Hersteller spezielle Dialysegeräte für den häuslichen Gebrauch.

Dialysegerät für den häuslichen Gebrauch
Dialysegerät für den häuslichen Gebrauch
Tragbarer Monitor
Tragbarer Monitor

Eine Reihe von Unternehmen entwickelt Produkte, die eine häusliche Patientenüberwachung über tragbare Überwachungssysteme ermöglichen oder mit denen der Patient bestimmte Vitalwertmessungen selbst durchführen kann. Diese Messungen werden in einem Heimsystem protokolliert und an Stationen weitergeleitet, die von Klinikärzten überwacht werden. Stellt der Klinikarzt ungewöhnliche Werte fest, kann der Patient zur Nachbehandlung in die Klinik gebeten werden. Dies ist besonders für ältere, allein lebende Patienten eine Erleichterung. Diesen Menschen wird eine bessere Lebensqualität ohne Angst vor Stürzen ermöglicht. Mit Sensoren ausgestattete Monitore können die Aktivität und den Aufenthaltsort erfassen, sodass sich ans Haus gebundene Patienten und deren Familienmitglieder keine Sorgen machen müssen, da im Notfall automatisch Hilfe gerufen werden kann. Die neue Technik für den häuslichen Gebrauch bietet Personen außerdem die Möglichkeit, ihr körperliches Wohlbefinden besser zu überwachen und zu verbessern. Angesichts der allgegenwärtigen Fitnesstracker hört man mittlerweile immer öfter Gespräche über die auf den Geräten aufgezeichneten Aktivitäten. Die nächste Generation der häuslichen Gesundheitselektronik verspricht noch detailliertere Einblicke in unsere Gesundheit, sodass wir mögliche gesundheitliche Probleme früh und deutlich erkennen können. 

TE Sensoren ähneln den Rezeptoren des zentralen Nervensystems von medizinischen Geräten in Krankenhäusern, mit denen verschiedene Schlüsselparameter überwacht werden, die von entscheidender Bedeutung für den ordnungsgemäßen Betrieb der Geräte und das Überleben des Patienten sind. Diese Sensoren werden in Anwendungen integriert, die auf keinen Fall ausfallen dürfen, da das Leben von Patienten auf dem Spiel steht. Seit den ersten kommerziellen Herz-Lungen-Maschinen überwachen unsere Sensoren die Temperatur des Blutflusses zurück zum Körper. Bei Wärme-/Kühlanwendungen für Patienten überwachen unsere Druck- und Temperatursensoren die ordnungsgemäße Funktionsweise des Geräts. Bei Dialysegeräten überwachen Druck-, Kraft- und Temperatursensoren wichtige Parameter. Diese lange Geschichte der Zusammenarbeit mit Geräteherstellern ist das Fundament für die Ausweitung des Einsatzes dieser Sensoren auf Medizingeräte für den häuslichen Gebrauch. Bei diesen Geräten spielen Sensoren eine noch wichtigere Rolle. Da ausgebildete Klinikärzte nicht mehr direkt in die Patientenüberwachung involviert sind, verlassen sich Gesundheitsfachkräfte und medizinische Zentren zunehmend auf mit Sensoren ausgestattete Instrumente, um den Gesundheitszustand des Patienten mit minimalem Risiko zu überwachen. Durch den Einbau von Sensoren in häusliche Gesundheitsgeräte werden diese intelligenter und können in weitere Systeme integriert werden und wichtige Informationen aus der Ferne weiterleiten. Bei jeder Anwendung haben Hersteller Schlüsselparameter identifiziert, die gemessen und gesteuert werden müssen, damit das Instrument im häuslichen Bereich einwandfrei funktioniert. 

medizinischer Drucksensor
AAMI-konformer Einweg-Drucksensor
Fotooptischer Fingerclip-Sensor
Fotooptischer Fingerclip-Sensor

Zu den Beispielen für diese Sensoren zählen Temperatur-, Druck-, Kraft- und Blasenerkennungssensoren in Dialysegeräten. Dank dieser Sensoren können die Geräte ihre Funktionsweise so überwachen und regeln, dass Patienten nach einer Einweisung diese komplexe Geräte selbst bedienen können. Mithilfe von Piezo-Foliensensortechnik können bettlägerige Patienten auf Aktivität, Atmung und Bewegung überwacht werden. Durch anwendungsspezifische Sensoren können Patienten außerdem auf Temperatur und SpO2 überwacht werden. Zur Sturzerkennung und Aktivitätsüberwachung werden empfindliche Drucksensoren, die kleine Änderungen in der Höhe erkennen, dazu eingesetzt, um zwischen vertikaler und horizontaler Position zu unterschieden oder um die Stufen zu zählen, die der Patient pro Tag hinaufsteigt. Bei der Überwachung kongestiver Herzinsuffizienz ist die Gewichtszunahme durch Flüssigkeitsretention ein Schlüsselparameter, der kontrolliert werden muss. Hochpräzise Kraftsensoren ermöglichen aus der Ferne eine Überwachung von täglichen Gewichtsschwankungen, die auf Herzprobleme hindeuten könnten. Mit der Weiterentwicklung der Sensortechnik können Geräte mit immer mehr Intelligenz ausgestattet werden, sodass auch komplexe Ausrüstung leicht bedient werden kann. Dank des breiten Spektrums an Sensoren von TE ist die Integration in Multiparameter-Sensoren leicht durchführbar. Die Weiterentwicklung medizinischer Anwendungen für den häuslichen Gebrauch scheint keine Grenzen zu kennen.

Enge Zusammenarbeit mit Herstellern

TE verfügt über langjährige Erfahrung bei der Mitwirkung an Designs für medizinische Geräte. Unsere erfahrenen Ingenieure arbeiten eng mit Designern zusammen, um Multifunktions-Sensortechnik für eine fortschrittliche Krankenpflege zu entwickeln, die weniger störend für Patienten ist und gleichzeitig die Gewissheit bietet, dass der Gesundheitszustand effektiver überwacht wird und im Notfall Hilfe zur Verfügung steht.