Anwendungen in der Medizin und im Gesundheitswesen

Custom Sensor Assemblies for Medical Device OEMs

From sensors that survive hundreds of autoclave cycles to hospital beds, and infusion pump pressure sensor, nearly every medical device with a plug has a pressure, force, strain gauge, load or torque sensor monitoring mechanical influences. As an example, we engineer sensors that are designed to give force feedback and can be built to withstand the rigors of multiple autoclave cycling.

Die Herausforderung

How to summarize the key issues facing global healthcare? There are multiple vectors that interact simultaneously. And while there may be general agreement about the direction of those vectors, expert opinions about their magnitude and speed of change vary, both at global and regional levels.

As a first vector, let’s begin with the size of the global population. Although the growth rate is decelerating, total population continues to increase. Estimated in 2022 by the UN at 7.9 billion, estimates suggest figures of 8.6 billion in 2030, 9.8 billion in 2050, to reach a peak of approximately 11.2 billion somewhere around 2080.

A second vector is the health of the population and causes of death. Thanks to the progress made since 1800 in combating communicable diseases, nutrition and infant mortality, life expectancy has increased. It continues to do so – and this has two impacts. Firstly, the proportion of people aged over 65 will increase (from 9% in 2019 to about 16% in 2050). Secondly, the major causes of death are increasingly non-communicable diseases.

Ein dritter Vektor der globalen Gesundheit ist die Entwicklung des Gesundheitswesens und seiner Institutionen. Der weltweite Durchschnitt von 1,3 Ärzten pro 1.000 Einwohner im Jahr 1960 ist auf 1,76 im Jahr 2017 gestiegen. In Wirklichkeit sind diese Fähigkeiten ungleich verteilt, sagt die Weltgesundheitsorganisation (WHO). In den verschiedenen Regionen der Welt kann die Dichte des Gesundheitspersonals um den Faktor 10 variieren, und der Qualifikationsmix ist sehr unterschiedlich. Die WHO schätzt, dass weltweit 4,3 Millionen Ärzte und Krankenschwestern fehlen, was 15 % der Gesamtzahl der Angehörigen der Gesundheitsberufe weltweit entspricht.

Die steigende Nachfrage nach Gesundheitsdienstleistungen und unzureichende Fachkräfte setzen Gesundheitseinrichtungen unter Dauerstress. Hinzu kommt, dass sich die globalen Prioritäten im Gesundheitswesen ständig weiterentwickeln. Die Bewältigung einer Herausforderung im Gesundheitswesen wirft einfach eine neue Herausforderung auf, die eine völlig andere Reaktion erfordert.

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Die Antwort
Die Chance

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Für das Gesundheitswesen wurden riesige Mengen an Ressourcen zur Verfügung gestellt. Die Ausgaben der Regierungen für Gesundheitssysteme und Versicherungssysteme, die vor den 1930er Jahren praktisch unbedeutend waren, haben einen wachsenden Anteil am BIP ausgemacht. Die Zahlen für einzelne OECD-Länder, die 1960 typischerweise zwischen 2 % und 4 % lagen, sind im Jahr 2020 auf 6 % bis 11 % gestiegen. Ob das genug Ressource ist, ist eine laufende Diskussion.

Gesundheitseinrichtungen sind sich bewusst, dass sie sich immer wieder neu erfinden müssen. In der Zwischenzeit tragen Innovatoren in Technologie, Industrie und Forschung täglich zu neuen Lösungen bei. Und Gesundheitseinrichtungen sind sehr daran interessiert, sie zu nutzen.

Das pragmatische Zusammenspiel zwischen Industrie und Gesundheitswesen hat zahlreiche Innovationen hervorgebracht, die ein "besseres Werkzeug für die Aufgabe" liefern. Die Hinzufügung zuverlässiger, miniaturisierter Sensoren führte zu einer Reihe von Innovationen in der Patientenüberwachung, die die Produktivität des medizinischen Fachpersonals steigern und damit die Qualität der Ergebnisse verbessern. Fügen Sie jetzt eine erschwingliche drahtlose Kommunikation hinzu, die die Verbindung eines einzelnen Geräts mit dem Internet ermöglicht.... und die Gesundheitstechnologie expandiert exponentiell in das vernetzte Internet der medizinischen Dinge (IoMT).

Das Internet der medizinischen Dinge eröffnet völlig neue Möglichkeiten, auf die Herausforderungen im Gesundheitswesen zu reagieren. Wie immer hängt die Art der Antwort von der Frage ab. Hier werfen wir einen kurzen Blick auf einige:

Wie kann die institutionelle Patientenversorgung entlastet werden?
Der "Home Health"-Ansatz sieht Lösungen für unkritische Zustände vor, die der Patient selbst anwenden kann. Medizinische Geräte, die eine Erkrankung kontinuierlich überwachen und/oder kontrollieren, können getragen (z. B. ein Aktivitätstracker) oder implantiert (z. B. ein Herzschrittmacher) werden. Diejenigen, die eine intermittierende Überwachung oder Intervention erfordern (z. B. Blutdruck, Diabetes), können tragbar sein. Diese Art von Geräten sammelt Daten und liefert Analysen zur Selbstbeobachtung, sodass sich medizinisches Fachpersonal auf kritische Fälle konzentrieren kann. Der Schwerpunkt auf häusliche Gesundheit nimmt als Reaktion auf das alternde Profil der Weltbevölkerung zu.

Wie kann die Gesundheitsvorsorge verbessert werden?
Der Tele-Health-Ansatz ergänzt die häusliche Gesundheit. Die von den häuslichen Gesundheitssystemen gesammelten Daten können bei Bedarf und aus der Ferne über Online-Meetings mit medizinischem Fachpersonal geteilt und diskutiert werden. Rezepte können ausgestellt und Medikamente online bestellt werden.

Wie kann man seltene chirurgische Fähigkeiten besser nutzen?
Die Fernchirurgie (auch als Telechirurgie bezeichnet) ermöglicht es einem Arzt, einen Patienten zu operieren, obwohl er sich nicht physisch am selben Ort befindet. Es kombiniert Robotik und Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation, um Patienten weltweit das Fachwissen spezialisierter Chirurgen zur Verfügung zu stellen, ohne dass die Patienten über ihr örtliches Krankenhaus hinaus reisen müssen.

Wie kann die Verfügbarkeit von Behandlungen erhöht werden, um den tatsächlichen Bedarf zu decken?
Angesichts fester Grenzen für die Anzahl der verfügbaren Fachkräfte verfolgen die nationalen und regionalen Behörden sehr unterschiedliche Ansätze bei der Frage, wer was tun darf. Einige nationale Behörden gestatten die Durchführung bestimmter medizinischer oder chirurgischer Eingriffe durch entsprechend ausgebildetes Pflegepersonal oder paraprofessionelles Personal, um einen Mangel an Ärzten oder Chirurgen zu umgehen.

Wie kann die Produktivität von medizinischem Fachpersonal gesteigert werden?
Die Neugestaltung der professionellen Werkzeuge ist nach wie vor eine der effektivsten Möglichkeiten, die Produktivität zu steigern. Führt die Neugestaltung dazu, dass das Verfahren konsequent und erfolgreich an Mitarbeiter mit geringerer Qualifikation delegiert werden kann, multipliziert sich der Produktivitätsgewinn mit der Erweiterung des Anwendungsbereichs.