Biomedizinische Technik - Faszination, Einführung, Überblick (eBook)

Vorwort zur Lehrbuchreihe Biomedizinische Technik 5
Vorwort zu Band 1 der Lehrbuchreihe Biomedizinische Technik – Faszination, Einführung, Überblick 10
Hinweise zur Benutzung 19
Verzeichnis der Abkürzungen 21
Verzeichnis der Formelzeichen und Symbole 31
Verzeichnis der Indizes 35
1 Biomedizinische Technik – Faszination, Einführung, Überblick 37
1.1 Die Biomedizinische Technik als interdisziplinäres Fachgebiet 38
1.2 Faszination und Breite des Fachgebiets Biomedizinische Technik 52
1.3 Gesundheitspolitische und wirtschaftliche Bedeutung des Fachgebiets Biomedizinische Technik 73
2 Zur Spezifik des medizinischen Arbeitsprozesses 79
2.1 Die Stellung des Biomedizintechnikfachmanns im Gefüge des medizinischen Arbeitsprozesses 80
2.2 Grundelemente der ärztlichen Tätigkeit 82
2.3 Evidenzbasierte, personalisierte, individualisierte Medizin 84
2.4 Medizinische Disziplinen 85
2.5 Der ärztliche Betreuungsprozess von Prävention über Diagnose und Therapie bis zu Rehabilitation 86
2.6 Die Verantwortung des Biomedizintechnikfachmanns im medizinischen Arbeitsprozess 91
3 Interdisziplinäres, lebenslanges und effizientes Lernen 93
3.1 Herausforderung Biomedizinische Technik 94
3.2 Reflexion der Lern-/Lehrziele als Nutzer der Lehrbuchreihe 94
3.3 Anregungen für Lehrende zur Aufbereitung der Inhalte 95
3.4 Anregungen für Lernende zum Umgang mit den Fachinhalten 97
3.5 Abschließende Bemerkungen 99
4 Geschichte der Biomedizinischen Technik 101
4.1 Charakteristika der Biomedizinischen Technik 102
4.2 Meilensteine in der Entwicklung 102
4.3 Erste Entdeckungen 103
4.4 Die bildgebenden Verfahren 107
4.5 Mikroskopische Diagnostik 112
4.6 Blutdiagnostik 114
4.7 Elemente des Monitorings 115
4.8 Allgemeine Therapie 116
4.9 Operative Therapie 118
4.10 Konservative Therapie 124
4.11 Weiterentwicklungen 127
5 Die deutschsprachigen Fachgesellschaften für Biomedizinische Technik 131
5.1 Deutschsprachige Fachgesellschaften in der Biomedizinischen Technik 132
5.2 Gesellschaften in benachbarten Fachgebieten 133
5.3 Ziele der Gesellschaften 134
5.4 Entwicklung in der Bundesrepublik Deutschland und in der DDR 137
5.5 Entwicklung in den fachlichen Nachbargebieten 144
5.6 Entwicklung in Österreich und in der Schweiz 146
5.7 50 Jahre DGBMT 148
6 Physikalische Grundlagen für die Biomedizinische Technik 149
6.1 Physik und Technik im biologisch-medizinischen Umfeld 150
6.2 Auswahl und Methodik der Darstellung physikalischer Grundlagen 154
6.3 Systematik der naturwissenschaftlich-technischen Grundlagen 156
7 Biomaterialien, Implantate, Tissue Engineering 167
7.1 Werkstoffe für die Biomedizinische Technik 168
7.2 Implantate 184
7.3 Bioengineering 193
8 Modellierung und Simulation: Methodik und Applikation 205
8.1 Modell, Modellierung und Simulation in der Biomedizinischen Technik 206
8.2 Arbeitsstufen der Modellierung und Simulation 218
8.3 Merkmale eines Modells 221
8.4 Klassifikation von Modellen 223
8.5 Voraussetzungen und Methoden für Modellentwurf undIdentifikation 228
8.6 Simulation: Experimente am Modell anstatt am System 230
8.7 Nachweis von Glaubwürdigkeit und Gültigkeit, Evaluation und Gütebewertung 234
8.8 Der Umgang mit Modellen bei der Simulation 238
9 Biosignale und Monitoring 243
9.1 Einführung 244
9.2 Sensorik für dieMedizin 248
9.3 Elektrische Biosignale 252
9.4 Nichtelektrische Biosignale 255
9.5 Biosignalverarbeitung 266
9.6 Klinische Anwendungen 269
9.7 Ausblick 272
10 Medizinische Informatik 275
10.1 Einführung in die Medizinische Informatik 276
10.2 Klinische Informationsverarbeitung 279
10.3 Medizinische Bioinformatik 288
10.4 Medizinische Bildverarbeitung 293
10.5 eHealth 298
10.6 Ausblick 303
11 Bildgebung 307
11.1 Bedeutung der bildgebenden Verfahren in der Medizin 308
11.2 Übersicht über die Verfahren der medizinischen Bildgebung 309
11.3 Allgemeine Qualitätskriterien für Systeme der medizinischen Bildgebung 312
11.4 Projektionsröntgen 315
11.5 Computertomographie 323
11.6 Szintigraphie und Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie 329
11.7 Positronen-Emissionstomographie 335
11.8 Ultraschallbildgebung (Sonographie) 340
11.9 Magnetresonanztomographie 347
11.10 Endoskopie 357
11.11 Zusammenfassung und Ausblick 362
12 Bild- und computergestützte Interventionen 365
12.1 Der moderne Operationssaal und Interventionsraum 366
12.2 Medizinische und technische Aufgabenstellungen 371
12.3 Grundlegende technische Vorgehensweise 375
12.4 Medizinische Navigationssysteme 383
12.5 Navigierte intraoperative Bildgebung und Augmented Reality 386
12.6 Bild- und signalgestützte Leistungssteuerung von Instrumenten 391
12.7 Medizinische Robotersysteme 395
12.8 Bildgestütztes patientenindividuelles Rapid Manufacturing 399
13 Automatisierte Therapiesysteme 407
13.1 Einführung 408
13.2 Herzschrittmacher 411
13.3 Defibrillatoren 415
13.4 Herzunterstützungssysteme und das künstliche Herz 417
13.5 Beatmungstechnik 420
13.6 Narkosetechnik 423
13.7 Herz-Lungen-Maschinen und extrakorporale Membranoxygenierung 425
13.8 Dialysetechnik 427
13.9 Leberersatz 431
13.10 Artifizielles Pankreas 433
13.11 Automatisierung in der Bewegungstherapie 436
14 Rehabilitationstechnik 441
14.1 Einführung 442
14.2 Gliedmaßenprothetik (Exoprothetik der Extremitäten) 444
14.3 Orthesen 455
14.4 Rollstühle 457
14.5 Hilfsmittel gegen Dekubitus 461
14.6 Kommunikationshilfen, Sehhilfen, Hörhilfen und Sprechhilfen 465
14.7 Funktionelle Elektrostimulation in der Rehabilitation 468
14.8 Übungssysteme für die Bewegungstherapie nach Schlaganfall 472
15 Neurotechnik 477
15.1 Einführung 478
15.2 Begriffsbestimmung und -abgrenzung 478
15.3 Übersicht über Anwendungen im Bereich der Neurotechnik 479
15.4 Die neurotechnische Schnittstelle 480
15.5 Bioelektrische Signale 481
15.6 Elektrische Stimulation von Nerven 482
15.7 Auswahl und Bewertung von Implantationsorten 484
15.8 Elektroden als technische Realisierung einer Schnittstelle 485
15.9 Biokompatibilität von neurotechnischen Schnittstellen 487
15.10 Grundlegende Anforderungen an Neuroimplantate 488
15.11 Neuroprothetik 492
15.12 Gehirn-Computer-Schnittstellen 494
15.13 Neuromodulation 498
15.14 Trends 499
15.15 Ethik und Neurotechnik 500
16 Entwicklung und Bewirtschaftung von Medizinprodukten 503
16.1 Einführung 504
16.2 Entwicklungsinitiierung: Vom Kunden zur Produktidee – Von der Technologie zur Produktidee 507
16.3 Entwicklungsprozess: Von der Produktidee zum Prototyp 515
16.4 Produktrealisierung: Vom Prototyp zur Marktfreigabe 521
16.5 Produktanwendung: Vom Beschaffungswunsch zur Aussonderung 525
16.6 Produktpflege: Von der Marktfreigabe zur Abkündigung 534
17 Die Fachsprache der Biomedizinischen Technik und ihre Bedeutung für den Anwender 539
17.1 Die lateinisch-griechische Fachlexik und der Aufbau von Termini 541
17.2 Einfluss weiterer Fremdsprachen 544
17.3 Akronyme (Abkürzungen) 545
17.4 Gebrauch von Eponymen (Eigennamen) 545
17.5 Zusammenfassung 546
18 Entwicklungstendenzen der Biomedizinischen Technik 547
18.1 Darstellung des historischen Trends 548
18.2 Stellung und Bewertung der Biomedizinischen Technik heute 551
18.3 Die Medizintechnikbranche 556
18.4 Der Innovationsprozess 558
18.5 Innovationsfelder und Schlüsseltechnologien 560
18.6 Ausblick und Vision 562
Autorenverzeichnis 569
Bandspezifisches Glossar 575
Sachwortverzeichnis 605
Personenregister 628