Biomedizinische Technik - Vernetzte und intelligente Implantate

Das vorliegende Fachbuch liefert detaillierte Einblicke in intelligente und vernetzte Implantate und ihren Aufgaben und begleitet die Bände der Lehrbuchreihe Biomedizinische Technik. In Ergänzung zur Lehrbuchreihe vermittelt es Grundlagen zur Systemarchitektur mit den Komponenten und Schnittstellen der funktionalen Implantate vom biokompatiblen Sensorinterface bis zur Mensch-Maschine-Schnittstelle und zum Systementwurf. Einen breiten Raum nimmt die Vorstellung aktueller funktionaler Implantate ein. Darunter sind sowohl bereits kommerziell erhältliche Systeme, wie der Herzschrittmacher und Cochlea-Implantate, aber auch Systeme aus der Forschung, von denen in den letzten Jahren Funktionsdemonstratoren aufgebaut wurden. Die funktionalen Implantate besitzen viele Gemeinsamkeiten bei den zu erfüllenden Aufgaben und in ihrem Aufbau, die aufgezeigt werden. Nur durch eine Spezialisierung einzelner Hersteller auf Teilprozesse und -technologien kann eine Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung erreicht werden. Die Konsequenz ist ein modularer Aufbau der Hardware, der aber genormte Schnittstellen an den Modulgrenzen voraussetzt. Eine solche Standardisierung engt die Hersteller nicht ein, sondern verkürzt Entwicklungszeiten und erleichtert den Zugang zum Markt. Einheitliche Schnittstellen sollen eine Vielfalt von Monitoring-Systemen ermöglichen und zeitnah Voraussetzungen für völlig neuartige kompakte, miniaturisierte, portable und integrierte Diagnosegeräte schaffen. Potentiellen Unternehmen bieten sich damit deutliche Wachstumschancen auf in- und ausländischen Märkten. Die weiteren Kapitel präsentieren solche herstellerneutrale Schnittstellen, die für medizinische Mikrosysteme innerhalb des IMEX-Projektes (Implantierbare und extrakorporale modulare Mikrosystemplattform) erarbeitet wurden. Die aus dem Projekt heraus entstandene VDE "Initative MikroMedizin" hat sich zum Ziel gestellt, unter anderem diese Schnittstellen zu propagieren, dem Markt zur Verfügung zu stellen und die Herstellung und Verbreitung medizinischer Mikrosysteme voranzutreiben. Das Buch wendet sich vor allem an industrielle Entwickler, medizinische Anwender, Forscher und Studenten auf dem Gebiet der Medizintechnik, um eine Basis für ihre enge und interdisziplinäre Kooperation und gegenseitiges Verständnis für die mit der Entwicklung intelligenter und vernetzter Implantate verbundenen Probleme zu schaffen. Vor allem bei der Herstellung und Assemblierung von biokompatiblen MST-Bauelementen wie elektromechanischen Schnittstellen oder Transpondereinheiten wird erwartet, dass kleine und mittlere Unternehmen partizipieren. Gleichzeitig sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um Mikrosysteme unter wirtschaftlichen Bedingungen in die Serienfertigung bei mittleren Stückzahlen zu überführen. Dies betrifft sowohl biokompatible Einzelelemente, als auch medizintechnische Gesamtsysteme.

Uwe Marschner, Technische Universität Dresden; Bernhard Clasbrummel, Zollernalb Klinikum, Balingen.

1. Einleitung 2. Mikrosystem-Anwendungen Beispiele für medizintechnische Mikrosysteme 3. Aufbau signalverarbeitender Mikrosysteme 4. Entwurf modularer signalverarbeitender Mikrosysteme 5. Schnittstelle S1: Sensor-Signalverarbeitung 6. Signalverarbeitungsmodul M1 7. Schnittstelle S2: Signalverarbeitung - Interface 8. Telemetrieschnittstelle S3: Mikrosystem - Empfänger 9. Externe Schnittstelle S4: Microsystem Data Format 10. Schnittstelle S5: Mensch-Maschine-Interface 11. Risikomanagementprozess von Medizinprodukten 12. Literatur 13. Glossar