Kategorie-Archiv: Medizintechnik

Computertomografie

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Bei der Computertomografie (Abkürzung CT) handelt es sich um ein modernes, computergesteuertes Röntgenschichtverfahren. Bei der modernen Spiral-Computertomografie rotiert die ein Strahlenbündel aussendende Röntgenröhre um den zu untersuchenden Patienten, während der Untersuchungstisch kontinuierlich vorgeschoben wird. Die gegenüberliegenden Detektoren messen, wie stark die Strahlung vom Körper abgefangen wird. Es entstehen etwa 100 000 Messwerte, aus denen vom Computer errechnet wird, welche Bereiche im Körper wie viel Strahlung absorbiert haben, und die in ein Fernsehbild (Computertomogramm) umgesetzt werden.

Im Allgemeinen werden Strukturen, die wenig Röntgenstrahlen durchlassen (z. B. Knochen) weiß, solche, die viel Röntgenstrahlen durchlassen (z. B. Luft) schwarz dargestellt; alle anderen liegen als Grautöne dazwischen.

Die Vorteile der Computertomografie gegenüber konventionellen Röntgendarstellungen liegen in der höheren Bildauflösung, der besseren Darstellung von Weichgeweben und der besseren räumlichen Zuordnungsmöglichkeit von Veränderungen anhand der Schichtaufnahmen. Allerdings ist die Strahlenbelastung höher als bei einer Röntgenaufnahme, sodass der Einsatz der Computertomografie immer sorgfältig abgewogen werden sollte. Sie dient häufig zur Diagnostik von Veränderungen im Bereich des Oberkörpers (Thorax), Bauches (Abdomen), Bewegungsapparates und Skeletts, zum Tumornachweis in allen Körperabschnitten und v. a. zur Erkennung von Erkrankungen des Gehirns (z. B. Hirnblutungen, Hirntumoren). Auch der Nachweis geringer Veränderungen des Gehirns infolge Durchblutungsstörungen oder Ödemen ist mithilfe dieses Verfahrens möglich.

Ultraschalldiagnostik

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̣Die Ultraschalldiagnostik oder Sonografie ist ein bildgebendes Untersuchungsverfahren, das die teilweise Reflexion von hochfrequenten Ultraschallwellen (1‒10 MHz) an Grenzflächen unterschiedlicher Gewebestrukturen im Körper nutzt. Ein Schallkopf sendet kurze Schallimpulse in den Körper und empfängt die reflektierten Echoimpulse, die zu Bildern umgewandelt werden (Impulsechoverfahren). Als A-Bild-Verfahren wird die eindimensionale Darstellung der Echos einfacher Strukturen in Form von Signalen unterschiedlicher Amplitude bezeichnet, als B-Bild-Verfahren die Erzeugung eines zweidimensionalen Schnittbildes durch manuelle oder automatische Bewegung des Schallstrahls, bei dem die Intensität des Echos in verschiedene Helligkeitsstufen umgesetzt wird und bei periodischer Abtastung Bewegungsabläufe sichtbar macht (Real-Time-Verfahren). Diese Methode bietet die breiteste Anwendungsmöglichkeit, z. B. in der Geburtshilfe zum Feststellen möglicher Anomalien des Fetus, in der inneren Medizin und Urologie zur Erkennung von Tumoren, Zysten und Steinbildungen, zur Herz-, Gehirn-, Schilddrüsen- und Gelenkdiagnostik und zur Krebsdiagnostik der weiblichen Brust.

Das Doppler-Verfahren (Doppler-Sonografie) arbeitet mit kontinuierlichen Schallwellen konstanter Frequenz oder mit Schallpulsen, die aufgrund des Doppler-Effekts von sich bewegenden Grenzflächen (v. a. rote Blutkörperchen in Blutgefäßen) mit veränderter Frequenz reflektiert werden und z. B. Gefäßverengungen oder -verschlüsse erkennbar machen. Die Duplexsonografie kombiniert das Doppler- und das B-Bild-Verfahren. Dabei kann die Fließrichtung des Blutes in einem Blutgefäß in unterschiedlichen Farben dargestellt und die Pulsfrequenz angezeigt werden. Gleichzeitig ist eine Beurteilung von Veränderungen der Gefäßwand möglich.

Eine Verbesserung der Auflösung und der Abbildungsdetails erbringt die digitale Bildverarbeitung (Computersonografie), bei der auch räumliche Bilder erzeugt werden können (3-D-Sonografie und Panoramabildverfahren). Eine neuere Entwicklung ist der Einsatz der Ultraschalldiagnostik bei der endoskopischen Untersuchung (Endosonografie) z. B. von Magen, Darm, Gallengängen und Scheide mittels eines schnell rotierenden Ultraschallwandlers in der Spitze des Endoskops. Spezialkatheter ermöglichen auch die Innendarstellung von Blutgefäßen.

Antibakterielle Oberflächen

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Gefahren durch Bakterien und Keime lauern überall, angefangen beim heimischen Kühlschrank, über Türgriffe und Angriffsflächen im Sportcenter, Computertastaturen und Spielzeugoberflächen im Kindergarten bis hin zu den superresistenten, gefährlichen Keimen in Kliniken und Krankenhäusern.

Die antiseptischen Eigenschaften von Kupfer, Silber, Emaille und funktionalisierten Sol-Gel-Systemen, also keimtötende Oberflächenbeschichtungen, werden eingesetzt, um in den vielfältigen Bereichen unseres Lebens mehr Sicherheit vor schädlichen Bakterien und Keimen zu erreichen.

So lassen sich mit Hilfe von Kupfer entsprechende Materialeigenschaften und Oberflächenbeschichtungen realisieren. Die Oligodynamie, die schädigenden Wirkungen von metallischen Kationen auf die Lebenskraft organischer Zellen, wird benutzt, um beispielsweise medizintechnische Kunststoffe sowie die Oberflächenbeschichtung von Kühlschränken keimabtötend zu gestalten. Glas, Metall, Plast oder diverse Naturmaterialien lassen sich mit Hilfe effektiver Nano-Technologien mit einer hochdichten Beschichtung versehen.

Neben der antiseptischen Wirkung des Kupfers wird diese Eigenschaft auch bei Silber benutzt. Antibakterielle / antimikrobielle Oberflächen realisiert man durch nanotechnologisches Beschichten oder die Beimischung von Silberpartikeln bei der Produktion verschiedenster Werkstoffen bis hin zu Textilien. Silberionen werden freigesetzt und entfalten ihre antibakterielle Wirkung kontinuierlich.

Die Ausstattung von Gegenständen mit keimtötenden Eigenschaften wird auch mit modernsten Emaillierungsverfahren erreicht. Speziell Aluminium oder Stahl werden mit effizienter moderner Technologie emailliert. Neben der antibakteriellen Beschichtung, die ihrer hohen Dichte wegen auch extrem kratzfest, korrosions, wetter- und temperaturbeständig sowie weitgehend chemisch resistent ist, lassen sich bei Emaille viele Einfärbungen realisieren.

Eine antibakterielle Beschichtung kann transparent und glasähnlich sein. Sie ist mittels verschiedener Verfahren applizierbar. Auch unterschiedlich matte bis hochglänzende und dekorative Oberflächenstrukturen lassen sich erzielen, beim Berühren können diese Oberflächen mit einer weichen, warmen Anmutung versehen werden.

Die nanotechnologischen Verfahren , beispielsweise das Sprühen oder Tauchen, sind flexibel und kostengünstig.

Hygienisch, sinnvoll und effektiv sind die erzielbaren antibakteriellen Materialeigenschaften und Oberflächenbeschichtungen in nahezu allen Bereichen unseres Lebens.

Stammzelltransplantation

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Stammzelltransplantation ist Übertragung blutbildender Stammzellen zu therapeutischen Zwecken; unreife und nur gering geprägte Vorläuferzellen des Blutes werden aus dem Knochenmark (Knochenmarktransplantation) oder dem peripheren Blut (Blutstammzelltransplantation) gewonnen und auf den Empfänger durch Infusion übertragen. Ziel ist es, die Blutbildung und das Immunsystem des Patienten durch Zellen des Transplantats zu ersetzen. Die Stammzelltransplantation dient v. a. zur Behandlung angeborener Immundefekte, Leukämien, bösartiger Lymphome oder bestimmter Tumoren. Es gibt zwei Formen der Stammzelltransplantation: Die autologe Stammzelltransplantation wird meist bei festen Krebstumoren angewendet. Hier wird zur Kontrolle der Krebszellen eine zytostatische Behandlung so hoch dosiert eingesetzt, dass die normale Blutbildung zerstört wird. Damit trotzdem eine normale Blutbildung wiederhergestellt werden kann, müssen vor der Hochdosischemotherapie Blutstammzellen des Patienten gewonnen werden. Die allogene Stammzelltransplantation wird besonders bei mit normal dosierter Chemotherapie nicht beherrschbaren akuten oder chronischen Leukämien oder der aplastischen Anämie angewendet. Da die eigenen Blutzellen mit Leukämiezellen prinzipiell vermischt sind oder bei der aplastischen Anämie sich nicht mehr bilden können, werden Blutstammzellen von einem in den Gewebemerkmalen identischen Geschwister- oder Fremdspender verwendet. Bei allen Patienten besteht eine Gefährdung durch Infektionskrankheiten besonders in den ersten Wochen nach der Transplantation, da das Immunsystem erst allmählich wieder funktionstüchtig wird. Die Immunschwäche erfordert in dieser Zeit die Isolierung in sterilen Räumen; Infektionen müssen mit Antibiotika behandelt werden.

Reproduktionsmedizin

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Die Reproduktionsmedizin oder Fortpflanzungsmedizin ist ein Spezialgebiet der Medizin, das sich der menschlichen Fortpflanzung und Behandlung des unerfüllten Kinderwunsches unter Berücksichtigung gynäkologischer, urologischer, genetischer, biologischer, juristischer und ethischer Aspekte widmet. Verfahren der Reproduktionsmedizin zur Erfüllung des Kinderwunsches sind entsprechend der zugrunde liegenden Störung die kontrollierte Eierstockstimulation durch Hormongaben, die Spermienaufbereitung zur Anreicherung normal geformter, gut beweglicher Spermien mit anschließender Übertragung in den Gebärmutterhals oder die Gebärmutter, die In-vitro-Fertilisation und die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI). Hierbei zunächst überzählige Embryonen werden in Deutschland im 2-PN-Stadium (Vorkernstadium) für eine spätere Implantation eingefroren (Kryokonservierung). Die Erfolgsraten reproduktionsmedizinischer Techniken sind u. a. abhängig vom Alter der Frauen, den verschiedenen Methoden und den durchführenden Institutionen; sie liegen zwischen 5 und 50 %. Risiken der künstlichen Befruchtung bestehen in einer erhöhten Rate an Mehrlingsschwangerschaften mit einer höheren Belastung der Schwangeren und häufigeren Frühgeburten; auch das Risiko einer schweren Fehlbildung des Kindes ist im Vergleich zur natürlichen Befruchtung größer. Die Stimulationsbehandlung der Eierstöcke kann zu leichten Vergrößerungen der Eierstöcke und zu Zystenbildungen, aber auch zu einem Überstimulierungssyndrom mit Bauchschmerzen, Blähungen, Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, Wassersucht und Eindickung des Blutes führen. Die Behandlungen werden heute in darauf spezialisierten Kliniken durchgeführt. Im Vorfeld einer Behandlung erfolgt ein ausführliches Beratungsgespräch, bei dem die Paare über die Möglichkeiten der Behandlung informiert werden. In den meisten Kliniken wird eine psychologische Begleitung der Behandlungen angeboten. Sie folgen festgelegten Behandlungsschemata, die in Protokollen festgelegt sind. ‒ Die Verfahren der assistierten Reproduktion unterliegen dem Embryonenschutzgesetz und den Bestimmungen der Berufsordnungen der einzelnen Landesärztekammern, die Richtlinien zur Durchführung erlassen haben.