Es ist eine aufregende Zeit in der Geschichte der Medizin. Während die 2010er von unkonventionellen Fortschritten in der Medizintechnik gekennzeichnet waren, sind wir nun so positioniert, dass wir im nächsten Jahrzehnt noch größere Innovationen voranbringen können. Die Künstliche Intelligenz (KI) wird klüger, Roboter sind präziser und die Forschung geht tiefer als jemals zuvor.
Obwohl die Zukunft der Medizintechnik niemals sicher ist, können wir das aktuelle Umfeld des Sektors untersuchen, um Einblicke zu gewinnen, wohin uns deren Momentum in den kommenden Jahren führen kann.
8 Fortschritte in der Medizintechnik, mit denen wir uns nun beschäftigen
Vieles von dem, was wir in technologischer Hinsicht als revolutionär betrachten, ist nicht wirklich neu. Obwohl die KI unter den neuen medizinischen Innovationen führend ist, wird sie in der Medizin seit den 1970ern eingesetzt—oder seit den 1950ern, was davon abhängt, wie Sie „involviert“ definieren. Ein Grund, warum Menschen die KI und andere Arten von Technologie als revolutionär betrachten, ist die Geschwindigkeit, mit der diese sich weiterentwickeln.
Und die Sermo-Mitglieder stimmen zu. In der privaten Community führte ein Arzt aus: „Neue medizinische Technologien transformieren das Gesundheitswesen mit hoher Geschwindigkeit, bieten aufregende Möglichkeiten und stellen potenzielle Herausforderungen dar. Wir erleben Fortschritte in den Bereichen Telemedizin, künstliche Intelligenz, tragbare Technologie und vielen anderen Bereichen und diese Innovationen versprechen, die Versorgung der Patienten und deren Zugang zu diesen Technologien zu verbessern.“
Obwohl es sich nicht bei allem, was wir im Folgenden erläutern, um technisch „neue“ medizinische Technologien handelt, zeichnen sich alle durch einen zunehmenden Literaturbestand und eine steigende Entwicklungsgeschwindigkeit aus. Und jede Technologie vermittelt das Versprechen der Zukunft der Medizin.
1. Virtual Reality (VR)
Ärzte und Medizinstudenten nutzen VR zunehmend für verschiedene Zwecke – vom Schmerzmanagement als Ablenkungsmechanismus und chirurgischen Probedurchgängen bis zu Schulungen mit Hilfe von Simulationen.
Eine im Journal of Advances in Medical Education & Professionalism veröffentliche Sondierungsprüfung hat ergeben, dass eine Virtual Reality-basierte Schulung die Lernergebnisse in 17 Studien verbessert hat. Weitaus überzeugender war, dass die Prüfung ergab, dass in 20 Studien berichtet wurde, dass Personen, die mit Hilfe von VR geschult wurden, in der medizinischen Praxis eine höhere Präzision vorweisen konnten.
Zu den weiteren bemerkenswerten Anwendungsvorteilen der VR gehören verbesserte chirurgische Schulungen, reduzierte Operationszeiten sowie ein besseres Verständnis der äußeren und inneren räumlichen Beziehungen zwischen den Organen.
2. Telemedizin
Während die COVID-19-Pandemie die Telemedizin—und die digitale Gesundheit im Allgemeinen—in den Mainstream befördert hat, bestätigen Forscher, dass sie weiterhin ein integraler Bestandteil der Gesundheitswesens ist. Die Telemedizin ist sowohl wegen ihrer Zugänglichkeit als auch ihrer kommerziellen Auswirkungen besonders interessant.
Viele Privatpraxen nutzen die Telemedizin, um Operationen zu skalieren und die Tür zu neuen Einnahmequellen zu öffnen, wie Online-Abonnementmodelle, die einen 24/7-Zugang zur Versorgung bieten. 2024 hat die Anzahl der Patienten, die ihren Arzt online konsultiert haben, weltweit 116 Millionen überschritten, was im Vergleich zu 57 Millionen im Jahr 2019 nahezu eine Verdopplung darstellt. Wenn wir uns 2025 und die Zukunft ansehen, werden Ärzte wahrscheinlich damit fortfahren, aus diesem Trend Nutzen zu ziehen, indem die Telemedizin integriert wird, um Patienten zu erreichen und zu behandeln, die andernfalls keinen Zugang zur medizinischen Versorgung hätten.
Die Telemedizin wird in bestimmten Fachgebieten stärker als in anderen eingesetzt. Der American Medical Association zufolge wird die Telemedizin am häufigsten in der Radiologie, Psychiatrie und Kardiologie eingesetzt, um mit Patienten zu interagieren. In der Allergologie, Gastroenterologie und Geburtshilfe/Gynäkologie wird sie am wenigsten genutzt.
3. Tragbare Geräte
Die fortschrittlichen Überwachungsfunktionen, die tragbare Geräte bieten, helfen Ärzten, viele Patienten durch eine Fernbetreuung zu unterstützen, wobei Patienten mit chronischen Erkrankungen im Vordergrund stehen. Diese Geräte—in der Regel intelligente Armbanduhren—können eine Reihe von Daten verfolgen, einschließlich Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung und Körpertemperatur.
Einer in Diagnostics veröffentlichen Studie zufolge kann ein tragbares Gerät, das kontinuierlich EKG, Hautwiderstand, Temperatur und die Aktivitätsdaten eines Patienten aufzeichnet, Herzinsuffizienz-Verschlechterungen innerhalb eines 10-Tage-Fensters vorhersagen, was eine frühzeitige Intervention verbessert. Eine Studie, die im Journal of Global Health vorgestellt wurde, hat allgemein gezeigt, dass Ärzte, die über eine tragbare Gesundheits-Überwachungstechnologie zur frühzeitigen Erkennung von Erkrankungen ermutigen, die Ergebnisse für die Patienten verbessern und gleichzeitig die Kosten für das Gesundheitswesen senken.
4. Regenerative Medizin
Die regenerative Medizin ist ein schnell wachsendes, multidisziplinäres Gebiet. Der Zweck der regenerativen Therapie ist es, geschädigte Zellen, Gewebe oder Organe zu reparieren, zu ersetzen oder zu regenerieren, damit diese ihre normale Funktion zurückerlangen.
Mehrere Bereiche der regenerativen Medizin weisen eine rasante Zunahme an Forschungsarbeiten auf—vor allem Gentherapie, Zelltherapie und Tissue Engineering. Andere, sich weiterentwickelnde Bereiche mit großem Potenzial sind die Prolotherapie und die PRP-Therapie (thrombozytenreiches Plasma).
Viele Forscherinnen und Forscher betrachten die Stammzelltherapie als eines der innovativsten Gebiete in der Medizin. Eine Vielzahl von sich entwickelnden, multidisziplinären, technologischen Fortschritten machen Stammzellen-Eingriffe möglich, einschließlich der Verfeinerung der iPSC-Reprogrammierungsmethoden und der Entwicklung von automatisierten Bioreaktorsystemen.
Von der Verbesserung des neuronalen Überlebens und der Funktion bei Parkinson, Alzheimer und frontotemporaler Demenz bis hin zur Verbesserung der glykämischen Kontrolle und Reduzierung der Insulinabhängigkeit bei Typ-1- und Typ-2-Diabetes ist das Potenzial der Stammzelltherapie kaum abzusehen.
5. 3D-Druck
Wie andere Formen der sich entwickelnden innovativen Medizintechnik nutzen Ärzte den 3D-Druck für vielfältige Zwecke. Die Anwendungsfälle reichen von der Erstellung patientenspezifischer Knochengerüste und der Herstellung von verbundenen Gewebeimplantaten bis zur Produktion von Tabletten, die mehrere Medikamente enthalten und anatomischen Modellen.
Eine Gruppe von Forschern fand heraus, das 3D-gedruckte kaubare Darreichungsformen für Kinder mit bestimmten Stoffwechselkrankheiten—Ahornsirupkrankheit, Ornithin-Transcarbamylase-Defizit und Defizit der kurzkettigen Enoyl-CoA-Hydratase—die angezielten Aminosäurewerte so effektiv wie bei konventionellen Medikamenten aufrechterhalten haben. Das Arzneimittel reduzierte ebenso Schwankungen der Blutwerte, ermöglichte die Kombination mehrerer Tabletten und verbesserte sowohl die Akzeptanz der Patienten als auch deren Therapietreue.
Eine weitere Gruppe von Forschern war in der Lage, alveoläres Lungengewebe mittels 3D-Druck zu erzeugen, wobei funktionelle, mehrschichtige Strukturen physiologisch auf eine Infektion angesprochen haben—ein vielversprechendes Gebiet mit einem zunehmenden Bestand an Literatur.
Ein Arzt führte auf Sermo aus: „Der 3D-Druck hat die Erzeugung von künstlichen Organen und Geweben revolutioniert und bietet neue Möglichkeiten in der regenerativen Medizin sowie bei der Anpassung von Prothetiken. Es werden funktionsfähige Organe und Gewebe zur Verwendung bei Transplantationen und Arzneimittelstudien entwickelt, was die Transplantations-Wartelisten verkürzen und die Ergebnisse für die Patienten verbessern könnte.“
6. CRISPR-Cas9 Gen-Editing
CRISPR-Cas9 ist eine Gen-Editing-Technologie, bei der das Cas9-Enzym und eine Guide-RNA verwendet wird, um auf bestimmte DNA-Sequenzen abzuzielen und diese zu schneiden. Nach dem Schneiden können Forscher genetisches Material in lebenden Zellen entfernen, in diese einfügen oder modifizieren.
Einem Artikel in Global Medical Genetics zufolge könnte die CRISPR-Technologie eine Reihe von erblichen Erkrankungen behandeln. In einer klinischen Anwendung von CRISPR erzielten Forscher ein erfolgreiches in vivo-Gen-Editing bei LCA-Patienten mittels einer AAV-vermittelten Verabreichung. Die gezielte Veränderung der ursächlichen Mutation in Netzhautzellen führte zu messbaren Verbesserungen der Sehkraft.
Andere Forscher demonstrierten eine erfolgreiche ex vivo-Korrektur von pathogenen Mutationen in hämatopoetischen Stammzellen unter Verwendung von CRISPR bei Patienten mit Beta-Thalassämie, was zu einer wiederhergestellten Hämoglobinsynthese führte. Diese Machbarkeitsnachweis-Studie legt eine potenzielle kurative Therapie bei Beta-Thalassämie nahe.
Forscher erkennen CRISPR aufgrund des Potenzials an und mahnen gleichzeitig zur Vorsicht. Während sich diese Technologie schnell entwickelt, existieren Herausforderungen—die ethische Fragezeichen beinhalten. 2019 empfahl eine Gruppe von Wissenschaftlern ein Moratorium zur klinischen Verwendung des Keimbahn-Editing, bis die ethischen Implikationen besser verstanden werden.
7. Künstliche Intelligenz
Wenn Sie das schnelle Wachstum der KI im Gesundheitswesen verstehen möchten, denken Sie einfach daran, dass deren Marktwert 2014 ungefähr 400 Millionen US-Dollar betragen hat. 2024 waren es ca. 27 Milliarden US-Dollar und für 2034 gehen Analysten von bis zu 614 Milliarden US-Dollar aus. Falls diese Prognose Bestand hat, würde das eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von etwa 44 % über 20 Jahre darstellen.
Wichtig ist, dass einige Ärzte auf Sermo der Ansicht sind, dass „KI die medizinische Praxis ändern wird, die wir heute kennen“, da Diagnosen und Behandlungspläne bei reduzierten Kosten verbessert werden.
Während wir für weitere KI-Entwicklungen in naher Zukunft bereit sind, existieren bereits erhebliche wirtschaftliche, operative und klinische Anwendungen der Technologie. Forscher an den National Institutes of Health (NIH) entwickelten einen KI-Algorithmus mit der Bezeichnung TrialGPT, der das Verfahren zum Abgleich potenzieller Freiwilliger mit relevanten klinischen Forschungsstudien rationalisiert. Ein Whitepaper des World Economic Forum berichtet, dass ein typisches Top-10-Pharmaunternehmen in nur fünf Jahren mehr als 1 Milliarde US-Dollar sparen könnte, wenn generative KI genutzt wird, um das Studiendesign zu optimieren und dezentralisierte klinische Studien anzuwenden.
Eher auf der Mikroebene:
- KI hat das Potenzial, die Erkennung von Lungenkrebs im Frühstadium deutlich zu verbessern , wobei ein breites Spektrum von möglichen Anwendungen zum Einsatz kommt, wie z. B. Bildrekonstruktion, Segmentierung und personalisierte Screening-Programme.
- In der Dermatologie steigert die KI die Sensitivität und Genauigkeit des Screenings auf Hautläsionen einschließlich maligner Fälle.
- Das diagnostische Umfeld in der Kardiologie entwickelt sich, da KI-gestützte Algorithmen die Genauigkeit und Effizienz der Interpretation verschiedener diagnostischer Modalitäten verbessern – von Elektrokardiogrammen bis hin zu fortschrittlicher Bildgebung.
Bemerkenswerterweise ist die KI auch für das anhaltende Wachstum des Telemedizin-Sektors entscheidend—besonders, wenn man an die Bereitstellung einer zugänglichen, effizienten und personalisierten Fernbetreuung in großem Umfang denkt. Darüber hinaus ergänzt sie die Bereiche Robotik, 3D-Druck und andere, sich entwickelnde Technologien um zusätzliche Fähigkeiten.
8. Robotik
Die Robotik ist wie die KI keine neue medizinische Technologie. Aber deren Anwendungsfälle entwickeln sich schnell. Robotergestützte Systeme können minimalinvasive Eingriffe mit größerer chirurgischer Präzision, kleineren Inzisionen und schnelleren Erholungszeiten durchführen. Unter Einsatz des robotergestützten da Vinci Single Port(SP)-Systems konnten Forscher z. B. die Fähigkeit der Technologie demonstrieren, distale Single-Port-Gastrektomien mit einer Pfannenstiel-Inzision sicher durchzuführen. Dies führte bei ausgewählten Magenkrebs-Patienten zu minimalen Vernarbungen, kürzeren Krankenhausaufenthalten (durchschnittlich drei Tage) ohne größere postoperative Komplikationen.
Über die derzeitige und potenzielle zukünftige Auswirkung auf operative Eingriffe hinaus kann das Versprechen der Robotik auf die Bereiche Rehabilitation, Patientenüberwachung (einschließlich Fernüberwachung) und Prothetik erweitert werden.
Was sagen andere Ärzte über Fortschritte in der Medizintechnik und im Gesundheitswesen?
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