Innovationsstärke ist eines der Kennzeichen der deutschen Medizintechnik. Fast neun Prozent ihres Umsatzes investieren die Unternehmen jedes Jahr wieder in Forschung und Entwicklung und übertrumpfen damit die meisten anderen Industrie-Zweige. Die Anwendung moderner Verfahren bedeutet jedoch auch, dass die Investitionskosten dafür sehr hoch sind. Eine differenzierte Betrachtung dieser Anschaffungskosten bleibt allerdings häufig aus. Ergo ist die Medizintechnik gemeinhin als Kostentreiber des Gesundheitswesens verschrien. „Wir können es uns weder mit Blick auf die Effizienz noch auf die Qualität der Gesundheitsversorgung leisten, auf die Innovationen der Medizintechnik zu verzichten“, rechtfertigt Hans-Peter Bursig, Geschäftsführer des ZVEI-Fachverbands Elektromedizinische Technik, den Einsatz modernster Geräte und Verfahren. Mit ihnen ließen sich Operations- und Liegezeiten verkürzen, Personal- und Materialkosten reduzieren sowie oftmals teure Nachbehandlungen vermeiden. „Einsparungen, die in der finanziellen Bilanz des Gesundheitswesens praktisch nicht berücksichtigt werden“, kritisiert Ulrich Krauss, Fachverbandsvorsitzender Medizintechnik bei Spectaris.
Sparer und Verdiener gewinnen gleichermaßen
Woraus sich diese Einsparungen ergeben, erarbeitete die Technische Universität Berlin gemeinsam mit der Unternehmensberatung Droege & Comp. im Auftrag des Deutschen Industrieverbands für optische, medizinische und mechatronische Technologien e.V. (Spectaris) und dem Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI). In der Studie „Das Einsparpotenzial innovativer Medizintechnik im Gesundheitswesen 2008“ wurde an zehn Beispielen untersucht, wie moderne Medizintechnik-Produkte Abläufe und Kostenstrukturen verändern. Ergebnis: Allein durch diese zehn Produkte beläuft sich das Einsparpotenzial auf rund 330 Mio. Euro pro Jahr.
Dass das Gesundheitswesen mit diesen Produkten nicht nur Geld sparen, sondern die Elektronikindustrie auch welches verdienen kann, zeigt beispielhaft das in der Studie analysierte System zur patientenschonenden intraoperativen Überwachung der zerebralen (im Gehirn) und somatischen (im Körper) Sauerstoffsättigung. In diesem Gerät stecken neben Display, Software, Signalwandlern und Stromversorgung noch viele weitere elektronische Komponenten, ohne die das Invos 5100C von Covidien (Abbildung 1) nicht das leisten könnte, was es leistet – nämlich als nicht-invasive Messmethode das Operationsrisiko für den Patienten reduzieren und kognitive Schädigungen sowie das Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall während dem Eingriff, ausgelöst durch einen lokalen Sauerstoffmangel, vermeiden. Das System besteht aus einer Anzeige- und Bedieneinheit, bis zu zwei Vorverstärkern mit jeweils bis zu zwei Kanälen sowie insgesamt vier (für Erwachsene und Kinder sowie zur zerebralen und somatischen Messung) daran anzuschließenden Optoden, die am Patienten angebracht werden. Mittels einer Dual-LED, die Licht mit Wellenlängen von 730 und 810 nm emittiert, senden die Optoden Licht in das zerebrale oder somatische Gewebe. Die Photonen dringen in das Gewebe ein, werden dort absorbiert, gebrochen oder reflektiert, wodurch sich anhand der zurückkehrenden Photonen sowohl der Gehalt als auch die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins bestimmen lassen. Zwei Silizium-Fotodioden dienen als Empfänger der Tiefenauflösung der Signale: Während der näher an der Lichtquelle liegende Oberflächendetektor (OD) hauptsächlich Signale aus den oberen Regionen, wie beispielsweise der Haut oder der Schädelknochen, erfasst, analysiert der entfernter liegende größere Tiefendetektor (TD) Signalteile aus tieferen Regionen wie der Hirnrinde. Subtrahiert man das Signal des OD vom TD, verbleiben die Signale aus einer Region ca. 2 bis 3 cm unterhalb der Optode. Spezielle Algorithmen bereiten das verbleibende Signal auf und verstärken es. Bislang gab es keine direkte und nichtinvasive Messmethode für die Überwachung der zerebralen und gleichzeitig somatischen Sauerstoffsättigung. Mit dem Invos-System ist erstmalig die Kombination aus Überwachung des Gehirns und parallel somatischer Überwachung möglich. Momentan befindet sich das Gerät bundesweit in etwa 70 Kliniken im Einsatz, hauptsächlich in Zentren für Herz- und Gefäßchirurgie. Die theoretischen Kosten für den Material- und Geräteeinsatz – berücksichtigt wurden u.a. zwei Optoden pro Eingriff, Abschreibung auf Geräte, Wartung – des Invos liegen bei etwa 31Mio. Euro. Klingt nicht gerade sparsam. Bedenkt man allerdings, dass sich bei 150.000 Herzoperationen im Jahr die Komplikationsrate eines ischämischen Hirninfarkts (Apoplex) während der OP durch den Einsatz des Invos-Systems von 2,1 auf 0,97 Prozent reduziert, verringern sich auch die durch den Apoplex hervorgerufenen Folgekosten von 315 auf 145,5Mio. Euro. Letzten Endes liegt das Einsparpotenzial, das sich mit dieser medizintechnischen Innovation erzielen lässt, bei 138,5 Mio. Euro. Jährlich!
Medizintechnik ist Deutschlands Exportschlager
Dass dies nur eine von vielen Neuheiten aus der Welt der Medizintechnik ist, zeigte das Forum MedTech Pharma e.V. auf seinem diesjährigen Kongress „Medizin Innovativ“, der im Juli in Nürnberg stattfand. Unternehmen aus 14 Ländern präsentierten dort u.a. innovative Implantate und Instrumente für den künstlichen Gelenkersatz, Oberflächen- und Dünnschichttechniken für medizinische Anwendungen, OP-Assistenzsysteme mit bedienergesteuerter Kameraführung, Systeme für die robotergestützte Chirurgie, ein vollimplantierbares Kunstherz, innovative Applikationen für die Bildanalyse von 2D-, 3D- und 4D-Daten oder eHealth-Lösungen zur Verbesserung der medizinischen Versorgung. Welche Rolle Deutschland in der Medizintechnik spielt, das beispielsweise in der medizinischen Bildgebung Spitzenreiter ist, zeigen die Exporte hiesiger Medizintechnik in Abbildung 2. Laut Spectaris erzielte die deutsche Medizintechnik vergangenes Jahr rund 64 Prozent ihrer Umsätze im Ausland.
Für die Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e.V. (F.O.M.) Grund genug, ihre Aktivitäten in der Medizintechnik mit derzeit drei neuen Projekten weiter auszubauen. „Die Projekte werden nach erfolgreichem Abschluss die Medizintechnik-Diagnostik verändern und Grundlage für neue innovative Produkte sein“, ist sich Dr. Joachim Giesekus, Geschäftsführer F.O.M., sicher. Unter dem Projektnamen Optima entwickelt das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik der Universität Ulm mit dem Klinikum für Neurologie des Universitätsklinikums Ulm ein optisches In-vivo(im lebenden Organismus)-FLIM(Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy)-Verfahren mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Damit sollen Dynamik und Interaktion mehrerer Proteine verfolgt werden, die bei der Alzheimer-Demenz eine Rolle spielen. Als verbesserte Kontrastmethode bei der Untersuchung nach der so genannten FLIM/FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfesoll)-Methode soll insbesondere die SLIM(Spectral Lifetime Imaging)-Technik für In-vivo-Anwendungen optimiert und die Datenerfassung und -auswertung beschleunigt und vereinfacht werden. Das Projekt Komet beschäftigt sich mit der wichtigsten optischen Funktion von Kunststoffoberflächen, der Reflexminderung. Entwickelt wird ein Verfahren, bei dem in einem Plasma-Ionenätzprozess Nano- und Mikrostrukturen auf Polymethylmethacrylat-Oberflächen die Reflexe deutlich minimieren sollen. Zum Einsatz kommen diese Materialien u.a. bei Intraokularlinsen, zum Beispiel beim Grauen Star, sowie zur Entspiegelung und Hydrophobie für Koloskop-Optiken (ein Koloskop dient zur kontinuierlichen optischen Darstellung der Schleimhaut vom Dickdarm) oder zur Verbesserung der Proteinabsorption auf Biochips. Beim Projekt OCT(optische Kohärenztomografie)-gestützte Laryngoskopie werden der Aufbau und die Erprobung eines Laryngoskops (Kehlkopfspiegel) mit integrierter OCT-Bildgebung zur Beurteilung von Veränderungen der Stimmlippen (klinisch auch als Stimmbänder bezeichnet) entwickelt. Die Eindringtiefe der verwendeten nahinfraroten Strahlung von bis zu 2 mm reicht aus, um schichtübergreifende Prozesse in der Stimmlippenmorphologie darzustellen und so gutartige von bösartigen Gewebeveränderungen zu unterscheiden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ist dieses Verfahren genauer und die eingesetzte Strahlung für den Patienten unschädlich.
Mit neuen Lasern in eine gesunde Zukunft
Eine drastische Verbesserung hinsichtlich Auflösung und Geschwindigkeit bei der lasergestützten Bildgebung könnte schon bald durch den Einsatz eines völlig neuen Lasers möglich werden: dem Fourier Domain Mode-Locking Laser. Dr. Robert Huber, Leiter der entsprechenden Arbeitsgruppe an der LMU München, erklärte auf dem diesjährigen Workshop „Lasertechnologie für die Medizin“, veranstaltet vom Forum MedTech Pharma e.V., wie durch eine Zwischenspeicherung des Lichts in einer 7 km langen Glasfaser eine schnellere und breitbandigere Frequenzabstimmung möglich wird.
Völlig andere Lasertypen, insbesondere mit einem Vielfachen an Leistung, werden bei der Herstellung von Implantaten mit dem Selective Laser Melting eingesetzt. Simon Höges vom Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) stellte dieses Verfahren vor, bei dem durch laserinduziertes Verschmelzen eines Pulverwerkstoffes schichtweise komplexe Bauteile hergestellt werden können. Kann der Prozess weiter optimiert werden, ist zukünftig die Erstellung individueller Implantate, beispielsweise für Hüftpfannen oder Wirbelkörper, auf Basis der Bilddaten des Patienten direkt in der Klinik innerhalb eines Tages möglich.
Dieser Beitrag als PDF und weiterführende Informationen (ähnliche Beiträge, technische Daten, Direktlinks zum Hersteller etc.) sind online verfügbar auf www.EuE24.net
• more@click-Code: EE128010
