LGS 2018: Das Institut für Medizintechnik Schweinfurt zeigt Wege zum digitalen Humanismus

Die Digitalisierung der aktuellen Lebens- und Arbeitswelt ist ein zentrales Thema. Häufig sind persönliche Ängste mit dem Einsatz der modernen digitalen Techniken verbunden. Das Institut für Medizintechnik Schweinfurt (IMES) zeigt in der Ausstellung „Medizinelektronik trifft Bioelektrizität – Vernetzung von Physiologie mit Technologie“ im LAB 13 auf der Landesgartenschau Würzburg 2018 mit einer wandfüllenden Komposition aus vier Exponaten eigene medizintechnische, digitale Entwicklungen auf dem Weg zu einem digitalen Humanismus bis zum Sonntag, 7. Oktober.

Stehen Natur und Digitalisierung im Widerspruch? Bei genauer Betrachtung im Nanomaßstab führen elektrische, biologische Prozesse in Zellen, Pflanzen, Tieren und Menschen zu digitalen Phänomenen in der biologischen und physiologischen Informationsübertragung. Digitale elektrische Pulse, so genannte Aktionspotentiale, leiten Informationen durch die biologischen Organismen. Bei Pflanzen lassen sich diese Effekte besonders eindrucksvoll am Beispiel der fleischfressenden Venusfliegenfalle bei einer mechanischen Reizung oder beim Fangen von Insekten beobachten. Äußere elektrische Felder, die auf Zellen einwirken, erlauben das gezielte Öffnen und Schließen von Zellmembranen. Derartige Techniken nutzt die moderne Krebstherapie zur Zerstörung von wuchernden Krebszellen genauso wie die Biotechnologie bei der Verschmelzung von biologischen Zellen.

Die Messung von elektrischen, optischen und mechanischen Signalen auf der menschlichen Hautoberfläche mit mobilen, digitalen Messsystemen ermöglicht die medizinische Diagnostik von Herz- und Kreislauferkrankungen sogar im häuslichen Bereich und im eigenen Garten. Mittels digitaler telemedizinischer Informationsübertragung werden die Körpersignale von zuhause zum behandelnden Arzt übertragen. Stationäre Krankenhausaufenthalte können verkürzt und die Anzahl der Arztbesuche minimiert werden. Für Patienten bedeutet der Einsatz der digitalen Assistenten eine Verbesserung der Lebensqualität. Den Ärzten ermöglicht Einsatz der modernen Technik eine erhöhte Effizienz bei der täglichen Arbeit. Die gleichen technischen Systeme erweitern die diagnostischen Einsatzmöglichkeiten in Katastrophenlagen, in denen ein Zugang der Rettungsmannschaften von außen wegen natürlichen Hindernissen nicht möglich ist.

Nervenaktivitäten im menschlichen Gehirn und bei der Muskelansteuerung können ebenso durch die Aufzeichnung der körpereigenen elektrischen Aktivitäten mittels mobilen, digitalen Assistenzsystemen beobachtet und für den Menschen hilfreich genutzt werden. Ist beispielsweise ein behinderter Mensch wegen reduzierter Muskelkraft nicht mehr in der Lage, einen Rollstuhl über einen Joystick zu steuern, kann die Augensteuerung oder Gesichtsgestensteuerung durch Abgreifen von elektrischen Signalen im Schläfen- und Gesichtsbereich helfen. Bei vollständiger Lähmung ist die Rollstuhlsteuerung sogar mittels Gedankenkraft nach einer Trainingsphase möglich. Die direkte Nutzung von detektierten Gehirnströmen ermöglicht weiterhin einen Weg zur Inklusion von schwerstbehinderten, vollständig gelähmten Menschen in die gesellschaftlichen Aktivitäten der Familie, z.B. im Rahmen einer verbesserten Kommunikation oder bei der aktiven Einbindung in Gesellschaftsspiele in der Familie. Insbesondere in diesen Beispielen offenbaren sich die persönlichen Vorteile durch die Nutzung von physiologischen Signalen in Verbindung mit medizinelektronischen Hilfssystemen. Die physische und psychische Mobilität schwerstbehinderter Menschen wird gestärkt und die persönliche Lebensqualität gesteigert.

Schließlich zeigt das vierte Exponat der Ausstellung den Entwicklungs- und Entstehungsprozess derartiger Mensch-Maschine-Schnittstellen. Ausgehend von einer menschlichen Problemstellung überlegen die Medizintechniker auf Basis von physiologischen Zusammenhängen, technischen Simulationen und Modellen einen Lösungsweg. Durch Vernetzung von elektronischen Bauteilen in einem Schaltplan und die computergestützte Anordnung der Bauteile auf meist mehrlagigen Platinen entstehen Arbeitspläne für die Herstellung der elektronischen Systeme zur Vernetzung der körpereigenen menschlichen Regelsysteme mit den technischen Assistenten zur Unterstützung. Die Ausstellung zeigt beispielhaft die Entwicklung eines mobilen Diagnosesystems zum manschettenfreien und kontinuierlichen Online-Blutdruck-Monitoring und zur Bestimmung der arteriellen Gefäßsteifigkeit. Derartige Systeme eignen sich sowohl für den Einsatz auf der Intensivstation im Krankenhaus als auch für die präventive Kreislaufdiagnostik in bemannten Weltraummissionen.

Die Ausstellung eröffnet einen kleinen Einblick, wie moderne medizinelektronische Assistenzsysteme die Menschen im Alltag, bei schweren Behinderungen und in futuristischen Erkundungen, z.B. in zukünftigen Weltraummissionen, unterstützen und den menschlichen Wirkungsradius erweitern können. Der Einsatz derartiger Technologien nützt dem Menschen direkt und befähigt ihn, Ziele neu zu definieren und zu erreichen, die bisher nicht möglich waren. Der Mensch steht im Mittelpunkt, die digitale Technik assistiert. Sie erweitert die menschlichen Fähigkeiten ohne den Versuch, diese zu ersetzen.