I dette blogginnlegget skal vi utforske hvordan biomedisinsk teknikk, konvergensen av bio- og elektroteknikk, kan revolusjonere fremtidens helsevesen gjennom en rekke eksempler.
I dag lever vi i en tid med rask teknologisk endring. Selv om det finnes mange teknologiområder, spesielt innen elektronikk, kommunikasjon og datamaskiner, er endringstakten rask og vidtrekkende. Når du for eksempel kjøper en ny mobiltelefon, tar det bare noen få måneder før en bedre telefon lanseres. Når det gjelder TV-er, har vi sett digitale TV-er, HDTV-er, 3D-TV-er og nå smart-TV-er. Disse ulike elektronikk-, kommunikasjons- og datarelaterte teknologiene faller inn under paraplyen elektroteknikk.
Elektroteknikk handler imidlertid ikke bare om elektrisitet. I tillegg til elektriske kretser og kraft, dekker elektroteknikk et bredt spekter av andre felt, som displayer, programmering, signalbehandling, kommunikasjon og systemer. Dette er områder som har blitt studert innen elektroteknikk i lang tid. I dag dukker det imidlertid opp nye forskningsområder innen elektroteknikk på grunn av den økende konvergensen av fagområder. Et av dem er biomedisinsk teknikk (BME), et felt som mange forskere innen elektroteknikk begynner å interessere seg for.
Som navnet tilsier, er BME en teknologi som er smeltet sammen med biologi og anvendes innen det medisinske feltet, spesielt for mennesker. Det 21. århundre har blitt kalt bioalderen, som betyr at det aktivt drives forskning relatert til liv, og det endelige målet med slik forskning er å finne noe som er gunstig for mennesker. I denne forbindelse er BME, som er direkte relatert til helsevesenet for mennesker, et felt med en lys fremtid, og det forventes mange fremskritt. Av denne grunn vokser BME raskt i industrien og blir en stadig viktigere del av elektroteknikk. Betydningen av BME kan ikke overvurderes, så i denne artikkelen vil vi forklare den økende betydningen av BME. Spesielt siden BME dekker et bredt spekter av emner, vil vi illustrere det med noen representative studier og eksempler på bruken.
For det første er en av hoveddelene av dyp hjernestimulering (BME) stimulering og registrering. Mange organismer, inkludert mennesker, består av mange celler som ikke fungerer isolert, men snarere kommuniserer med hverandre og metaboliserer. I denne prosessen beveger ioner seg inn og ut av cellene, og skaper potensialforskjeller som brukes til å overføre signaler. Registrering og stimulering er teknikker som utnytter denne potensialforskjellen. Bokstavelig talt er registrering en måte å registrere potensialforskjellen mellom innsiden og utsiden av en celle for å bestemme hvordan og med hvilke celler cellene kommuniserer. Omvendt er stimulering påføring av elektriske impulser på spesifikke celler for å aktivere inaktive celler eller for å stoppe celler som gjør unødvendig arbeid. Et eksempel på hvordan denne teknikken brukes i praksis er hos pasienter med synstap, hvor registrering brukes til å bestemme hvilket av de forskjellige stadiene i cellens respons på lysstimulering som forårsaker problemet. Når det gjelder stimulering, brukes det i en metode som kalles dyp hjernestimulering for å stimulere deler av hjernen til pasienter som lider av Parkinsons sykdom.
For det andre finnes det biosensorer. Biosensor betyr bokstavelig talt en sensor som oppdager biologiske signaler eller stimuli, og den kan deles inn i elektriske sensorer, kjemiske sensorer og optiske sensorer i henhold til deteksjonsmetoden. Når det gjelder elektroteknikk, er elektriske sensorer viktige, og EKG-sensorer er de mest brukte. EKG er en forkortelse for elektrokardiografi, som er deteksjon av biopotensialer generert av hjertet. Hjertet pumper konstant blod gjennom kroppen og tar tilbake blod som inneholder avfallsprodukter, og det er EKG-sensorens jobb å oppdage de elektriske signalene som oppstår under denne prosessen. Når hjertet slår normalt, skal EKG-et se ut på en bestemt måte, men når unormal oppførsel oppstår, ser EKG-grafen annerledes ut. Dette er veldig nyttig for å forstå hjertets vitale funksjoner, og EKG er den periodiske grafen som vises på skjermen ved siden av pasienten på sykehuset.
Andre områder som dekkes av BME inkluderer forskning på biomaterialer for bedre å karakterisere materialer som brukes i ulike medisinske apparater. I tillegg er medisinsk avbildning, som bruker bevegelsen av elektroner og det resulterende elektromagnetiske feltet for å gjøre det lettere å se tilstanden til en person med en sykdom med et raskt blikk, et annet forskningsområde. Vevsteknikk, det vil si å lage kunstige organer, er også en gren av BME.
BME er et ungt felt som bare så vidt har begynt å bli studert for alvor, men det får stadig mer fotfeste over hele verden fordi mennesker lenge har forsøkt å leve lengre og sunnere liv. Det er til og med spådd at det vil bli et marked på flere billioner dollar i fremtiden. Mange fremskritt har allerede blitt gjort, spesielt innen områdene bionisk hørsel og bionisk syn. BME-teknologier hjelper mennesker med hørsels- og synstap, og tempoet i den teknologiske utviklingen er så raskt at det gjøres fremskritt hver dag.
Med mer forskning og investeringer kan BME revolusjonere dagens medisinske feltet. Dette vil bringe oss ett skritt nærmere de sunne livene vi drømmer om.
