La biostrumentazione è un campo di studio che si concentra sulla creazione di dispositivi che misurano i livelli fisiologici, come la pressione sanguigna o le onde cerebrali, nonché dispositivi che possono aiutare a mantenere in vita un paziente. Esempi di biostrumenti includono sensori elettrici, respiratori e apparecchiature a ultrasuoni. In genere, chi opera nel settore ha lauree in ingegneria biomedica, ottica o biologia.
La medicina si è sempre affidata alle tecnologie più avanzate del momento. Tali tecnologie possono variare da semplici monitor cardiaci a organi artificiali. La necessità di dispositivi migliori e più accurati ha visto il boom dello studio della biostrumentazione, con college e università che ora offrono diplomi di laurea nel settore. Negli Stati Uniti, il National Institute of Health ha anche un laboratorio dedicato allo sviluppo di biosensori e biostrumenti.
Uno dei più grandi sottocampi della biostrumentazione è l’ottica biomedica. Questo campo include lo sviluppo di modi per eseguire interventi chirurgici non invasivi che non richiedono il taglio di un paziente con strumenti chirurgici. Ad esempio, lo sviluppo della chirurgia oculare laser-assistita in situ keratomileusis (LASIK) è uno dei progressi più comunemente noti nella microchirurgia laser. LASIK consente ai medici di correggere una vasta gamma di problemi agli occhi, tra cui miopia e astigmatismo. L’ottica biomedica comprende anche la creazione di macchinari di imaging più avanzati, come dispositivi di scansione e microscopi per tomografia assiale computerizzata (CAT).
Un altro campo principale della biostrumentazione è la creazione di sensori. Questi dispositivi sono progettati per osservare diversi aspetti della fisiologia, come la temperatura, la velocità del flusso sanguigno e l’attività elettrica nel cervello. Un sensore specifico è un’elettromiografia, che misura l’attività elettrica nei muscoli. Se il feedback elettrico da un sensore elettromiografico devia dai livelli normali, potrebbe indicare problemi medici come la sindrome del tunnel carpale, la miopatia o la distrofia muscolare.
I biostrumenti possono essere utilizzati anche per misurare biomarcatori specifici nel corpo. I sensori del sangue possono identificare i livelli di anidride carbonica, elettroliti e glucosio, tra le altre sostanze chimiche. Possono anche essere impiegati per misurare la potenza idrogeno (pH) del sangue, avvisando i medici se il sangue diventa troppo alcalino o troppo acido, il che può causare complicazioni avverse, specialmente alle ossa. Esistono altri strumenti che possono essere utilizzati per testare i test genetici.
Altre forme di biostrumenti includono le pompe utilizzate per la somministrazione di farmaci, come l’insulina o l’anestesia. L’elenco comprende anche defibrillatori, tecnologia a ultrasuoni e respiratori. La biostrumentazione crea anche macchine per aiutare a potenziare i sistemi fisiologici, come pacemaker e apparecchi acustici.