Gesund und aktiv durch Technik

Hightech-Strategie Gesund und aktiv durch Technik

Wieder sehen können, besser hören, sich wieder schmerzfrei bewegen. Technik leistet heute eine Menge, um Patientinnen und Patienten mit Behinderungen ein selbstständiges Leben zu ermöglichen. Prothesen und künstliche Gelenke arbeiten fast wie das natürliche Körperteil.

Hörgeräte und ein Chip, der Blinden Seheindrücke vermittelt, sind nur einige weitere Beispiele. Das künstliche Herz wird noch entwickelt. In einigen Jahren wird es eine Hoffnung für Menschen sein, die heute oft jahrelang vergeblich auf ein Spenderorgan warten.

Medizintechnik ist Hightech

All das ist Medizintechnik, und Medizintechnik ist Hightech. In enger Zusammenarbeit von Ingenieuren, Physikern und Ärzten entstehen Geräte mit unglaublicher Präzision.

Besonders beeindruckend ist die technische Entwicklung bei den bildgebenden Verfahren und bei den modernen Operationstechniken. Die Zukunft liegt in einem immer engeren Zusammenwirken beider Disziplinen. Minimalinvasive Operationen werden mehr und mehr zum Standard. Über winzige Schnitte werden kleinste Instrumente in innere Organe und Gewebestrukturen eingeführt. Das belastet den Organismus sehr viel weniger als Operationen.

Immer bessere Bilder

Zur Vorbereitung minimalinvasiver Eingriffe wird zunächst das Körperinnere genau abgebildet. Moderne Verfahren wie die Computertomografie (CT) und die Magnetresonanztomografie (MRT) ergeben äußerst präzise dreidimensionale Abbildungen der inneren Körperregionen. So lässt sich eine Operation millimetergenau planen.

Zwei Personen testen ein MRT-Gerät

Der Mensch im Mittelpunkt

Foto: Sebastian Bolesch

Das Deutsche Krebsforschungszentrum in Heidelberg verfügt über eines der stärksten Ganzkörper MRT-Geräte, entwickelt gemeinsam mit der Industrie. Michael Bock betreut es und hat auch vor 7 Tesla keine Angst. Tesla heißt die Maßeinheit, mit der man die Stärke eines Magneten benennt. Ein großer Hufeisenmagnet bringt es in unmittelbarer Nähe auf ein Tausendstel Tesla. Die meisten Geräte in der medizinischen Praxis sind um die 1,5 Tesla stark.

Anders als mit Röntgenstrahlung, die im CT zum Einsatz kommt, belasten nach heutiger Kenntnis selbst extrem starke magnetische Felder und Radiostrahlung den Körper nicht. Sie machen dagegen etwas möglich, was Röntgenstrahlung nur sehr unzureichend schafft: Auch weiche Gewebe sind im MRT-Bild deutlich zu unterscheiden. Die MRT nutzt den winzigen natürlichen Magnetismus der Kerne der beiden Wasserstoffatome im Wassermolekül. Im Unterschied zur CT, die Knochenstrukturen präzise abbildet, vermag die MRT daher wasserreiches Gewebe, so genanntes Weichteilgewebe, mit hohem Kontrast darzustellen. 

Was werden bildgebende Verfahren in Zukunft alles leisten können? Mittels immer leistungsfähigerer und damit schnellerer höher auslösender Geräte erhält der Operateur, die Operateurin auf dem Bildschirm direkten Einblick ins Innere des Körpers. Schritt für Schritt kann des OP-Team den Weg der Instrumente verfolgen. Möglich machen soll’s ein Röntgenscanner, den das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik in Berlin zur Zeit entwickelt. Ein großer Fortschritt: Denn so lässt sich noch wesentlich besser vermeiden, dass zu viel Gewebe entfernt wird. Schnitte an der falschen Stelle entfallen ganz.

Mit Hilfe eines ferngesteuerten Roboters entfernt ein Chirurg die Gallenblase

Operation per Internet

Foto: picture-alliance / dpa

Die immer präzisere Technik wird schon bald vierdimensionale Bilder geben. Vierdimensional? Als vierte Dimension bezeichnen die Forschenden die Zeit. Die spielt immer dann eine Rolle, wenn sich das Körperinnere bewegt, etwa wegen der Atmung. Ein Lungentumor bewegt sich dann mit. Um ihn zielgerichtet zu bestrahlen und zu zerstören, muss die Strahlenquelle die Bewegung verfolgen können. So kann sie gezielt Strahlung aussenden, wenn der Tumor in einer bestimmten Position ist.

Diese Kombination von Röntgentechnik und Strahlentherapie ist mit völlig neuartigen Tomotherapiegeräten bereits Realität in fünf Kliniken in Deutschland. In diesen Geräten wird der radioaktive Behandlungsstrahl durch das gleichzeitige Röntgenbild gesteuert. Die Nebenwirkungen der Strahlentherapie, die vor allem dadurch bedingt sind, dass auch gesundes Gewebe bestrahlt wird, lassen sich so verringern.

Kleine Schnitte durch Hightech

Über Jahrzehnte waren bei Operationen ausgedehnte Schnitte der "Goldene Standard". Heute weiß man: Kleinere Schnitte und kleinere Verletzungen der Weichteile verringern die Schmerzen nach dem Eingriff und kürzen den Heilungsprozess ab. Je kleiner die Schnitte, desto besser für den Patienten.

Integrierter Operationssaal der Firma Storz

Integrierter Operationssaal der Zukunft

Foto: Karl Storz GmbH & Co. KG

Kleinste Schnitte durch Photonik

Die somit immer kleiner werdenden Instrumente erfordern immer bessere technische Lösungen. Ein besonderes Problem ist dabei, dass die oder der Operierende nur mit technischen Hilfsmitteln sehen kann. Endoskope liefern ein Bild, das auf einen Monitor übertragen wird. Auch sie werden immer kleiner. Derzeit sind Endoskope mit dem Durchmesser eines menschlichen Haares in Entwicklung. Besonders für Operationen am Gehirn verringern sie die Gefahr unbeabsichtigter Verletzung wichtiger Regionen.

Die Informationstechnologien ermöglichen inzwischen eine exakte Bildübertragung über das Internet und eine Steuerung der Instrumente auf große Entfernung. So kann der Operateur auf der anderen Seite des Globus sitzen. So lassen sich die besten Experten bei einer Operation einbeziehen, ohne dass diese oder der Patient reisen müssen.

Bundesregierung fördert Medizintechnik

Die Chancen, die neue technische Lösungen bieten, sind ebenso gewaltig wie vielfältig: Mikroelektronik in Implantaten überwacht die Heilung von Knochenbrüchen. Winzige Sensoren erkennen Tumorzellen im Blut und fangen sie ein. Die „Thermofusion“ soll die Naht- und Klammertechnik zum Verschluss von Darmwandenden nach Operationen ersetzen und damit sowohl die Wundheilung als auch die Sicherheit für den Patienten entscheidend verbessern. Alles beispielhafte Innovationen, die im Innovationswettbewerb Medizintechnik ausgezeichnet wurden.

Dieser Wettbewerb ist eines von mehreren Instrumenten, mit denen das Bundesforschungsministerium die Medizintechnik förderte. Mit den Aktivitäten der Bundesministerien für Gesundheit und Wirtschaft sind sie im "Aktionsplan Medizintechnik" unter drei Themen gebündelt:

  • Medizintechnik in der Rehabilitation und Pflege - Intelligente Implantate
  • Molekulare Bildgebung in der Medizin
  • Medizintechnik für die regenerative Medizin

Nach dem Auslaufen des Innovationswettbewerbs gibt es inzwischen mit das im Rahmen der Initiative Zwanzig20 vom BMBF geförderte Konsortium Response – Partnerschaft für Innovation in der Implantattechnologie. Forschung und Industrie arbeiten zusammen an neuartigen Entwicklungen in der Medizintechnik. Kern ist der Forschungsverband Remedis, in dem die Universsität Rostock federführend ist. hier geht es um neuartige Miniimplantate für Blutgefäße.

Wohl und Wohlstand

Denn Medizintechnik ist nicht zuletzt auch ein bedeutender Wirtschaftsfaktor. Auf einem Weltmarkt für Medizinprodukte im Umfang von etwa 170 Milliarden Euro erzielen deutsche Unternehmen etwa 12 Milliarden Euro Umsatz mit etwa 85.000 Beschäftigten.

Der Gesamtumsatz der produzierenden Medizintechnikunternehmen lag bei der letzten Erfassung 2010 bei 20 Milliarden Euro. Der Inlandsumsatz lag bei 7,2 Milliarden Euro, der Exportumsatz bei 12,8 Milliarden Euro.

Die medizintechnischen Innovationen aus Deutschland sind damit nicht nur hilfreich für unserer gesundheitliches Wohl. Unserer Wirtschaft tun sie ebenfalls gut.

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