Bioinstrumentation ist ein Studiengebiet, das sich auf die Entwicklung von Geräten konzentriert, die physiologische Werte wie Blutdruck oder Gehirnwellen messen, sowie Geräte, die dazu beitragen können, einen Patienten am Leben zu erhalten. Beispiele für Bioinstrumente umfassen elektrische Sensoren, Beatmungsgeräte und Ultraschallgeräte. Typischerweise haben diejenigen, die in diesem Bereich arbeiten, einen Abschluss in Biomedizintechnik, Optik oder Biologie.
Die Medizin hat sich seit jeher auf die fortschrittlichsten Technologien verlassen. Diese Technologien können von einfachen Herzmonitoren bis hin zu künstlichen Organen reichen. Der Bedarf an besseren, genaueren Geräten hat zu einem Boom im Bereich der Bioinstrumentierung geführt, wobei Colleges und Universitäten jetzt Abschlüsse in diesem Bereich anbieten. In den Vereinigten Staaten verfügt das National Institute of Health auch über ein Labor, das sich der Entwicklung von Biosensoren und Bioinstrumenten widmet.
Einer der größten Teilbereiche der Bioinstrumentierung ist die biomedizinische Optik. Dieses Feld umfasst die Entwicklung von Verfahren zur Durchführung nichtinvasiver Operationen, bei denen kein Schnitt des Patienten mit chirurgischen Instrumenten erforderlich ist. Die Entwicklung der lasergestützten in situ Keratomileusis (LASIK) Augenchirurgie ist beispielsweise einer der bekanntesten Fortschritte in der Lasermikrochirurgie. LASIK ermöglicht es Ärzten, eine Vielzahl von Augenproblemen zu korrigieren, einschließlich Myopie und Astigmatismus. Die biomedizinische Optik umfasst auch die Entwicklung fortschrittlicherer Bildgebungsmaschinen, wie z.
Ein weiteres Hauptgebiet der Bioinstrumentierung ist die Herstellung von Sensoren. Diese Geräte wurden entwickelt, um verschiedene Aspekte der Physiologie zu beobachten, wie beispielsweise die Temperatur, die Geschwindigkeit des Blutflusses und die elektrische Aktivität im Gehirn. Ein spezifischer Sensor ist eine Elektromyographie, die die elektrische Aktivität in Muskeln misst. Wenn die elektrische Rückkopplung eines Elektromyographiesensors von den normalen Werten abweicht, kann dies auf medizinische Probleme wie Karpaltunnelsyndrom, Myopathie oder Muskeldystrophie hinweisen.
Bioinstrumente können auch verwendet werden, um spezifische Biomarker im Körper zu messen. Blutsensoren können unter anderem den Kohlendioxid-, Elektrolyt- und Glukosespiegel erkennen. Sie können auch verwendet werden, um den Potenzwasserstoff (pH) von Blut zu messen und Ärzte zu warnen, wenn das Blut zu alkalisch oder zu sauer wird, was nachteilige Komplikationen, insbesondere für die Knochen, verursachen kann. Es gibt andere Instrumente, die zum Testen von Gentests verwendet werden können.
Andere Formen von Bioinstrumenten umfassen Pumpen, die zur Abgabe von Medikamenten wie Insulin oder Anästhesie verwendet werden. Die Liste umfasst auch Defibrillatoren, Ultraschalltechnik und Beatmungsgeräte. Bioinstrumentation schafft auch Maschinen, um physiologische Systeme wie Herzschrittmacher und Hörgeräte zu stärken.