Von Tobias Fendt ✓ Zuletzt aktualisiert am 16. Februar 2023
Wenn wir an Batterien denken, denken wir in der Regel an die im Supermarkt gekauften Mehrfachpackungen, die zum Betrieb von Taschenlampen, Weckern und Kinderspielzeug verwendet werden.
Es gibt viele praktische Anwendungen für Batterien in einer Vielzahl von Branchen, und sie sind besonders wichtig in der Medizin.
Bereits im 1. Jahrhundert n. Chr., also Jahrhunderte vor der Erfindung moderner elektrotherapeutischer Geräte, erkannten Ärzte den therapeutischen Nutzen der Elektrizität.
Batterien für medizinische Geräte spielen in der modernen Gesundheitsversorgung eine wichtige Rolle.
Die heutigen medizinischen Geräte sind ausgefeilter denn je und tragen dazu bei, Krankheiten frühzeitig zu diagnostizieren und Behandlungen effizienter durchzuführen, um den Menschen ein längeres und gesünderes Leben zu ermöglichen.
Insbesondere batteriebetriebene medizinische Geräte wie automatische externe Defibrillatoren, chirurgische Elektrowerkzeuge, Herzschrittmacher, Roboterkameras, Insulinpumpen und Blutzuckermessgeräte gehören zu den vielen technologischen Fortschritten, die das Gesundheitswesen des 21. Jahrhunderts neu definieren.
Sie erfüllen lebensrettende und lebenserhaltende Funktionen und bieten ein hohes Maß an Komfort, da sie innerhalb und außerhalb von Gesundheitseinrichtungen verwendet werden können.
In diesem Artikel werden die Geschichte und die Entwicklung der Verwendung von Batterien in der Medizin diskutiert, wie verschiedene Batteriegrößen, von Standard-AA-Batterien über AAAA-Batterien bis hin zu speziellen Größen, für verschiedene Zwecke in der Medizin verwendet werden und wie die Sicherheit für den Benutzer gewährleistet wird.
Wie Batterien in der Medizin zum Einsatz kommen
Die Verwendung von Batterien in der Medizin kann durch die Verwendung innerhalb und außerhalb des Körpers definiert werden.
Externe Geräte beziehen sich oft auf Diagnosegeräte, die nicht chirurgisch implantiert werden müssen, um die gewünschte Funktion zu erfüllen. Diese Geräte werden mit einer Vielzahl von Batterien unterschiedlicher Größe betrieben.
Die kleinsten von ihnen sind die so genannten Knopfbatterien, die dünn und leicht sind und für den Einsatz in Handgeräten wie Pulsoximetern, Vitalsensoren und Thermometern bestimmt sind.
Ähnlich kleine Batterien können auch für die Stromversorgung von Geräten wie Hörgeräten und Insulinpens verwendet werden, da sie leicht ausgetauscht werden können und dem Benutzer dennoch die benötigte Energie liefern, ohne vom Stromnetz abhängig zu sein.
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Batterien mit langer Lebensdauer können auch zur Versorgung größerer Geräte verwendet werden, die ständig in Betrieb sind, wie Blutdruckmessgeräte, Sauerstoffkonzentratoren und sogar Beatmungsgeräte.
Batterien, die für implantierbare biomedizinische Geräte entwickelt wurden, haben dazu beigetragen, dass diese Geräte erfolgreich eingesetzt werden können und zur Behandlung menschlicher Krankheiten eingesetzt werden.
Die medizinischen Geräte werden dauerhaft implantiert, um einen Patienten kontinuierlich zu überwachen und nach einem festgelegten Zeitplan oder bei Bedarf zu behandeln. Zahlreiche Geräte wurden entwickelt, um verschiedene Gesundheitsprobleme des Menschen zu behandeln.
Die funktionellen Anforderungen an die Batterien, die zur Stromversorgung dieser Geräte verwendet werden, variieren zwar je nach Art des Geräts und der Therapie, es gibt jedoch einige Merkmale, die für alle Anwendungen erforderlich sind.
Die Batterien müssen über viele Jahre hinweg funktionieren, um die Häufigkeit von Eingriffen zu minimieren, sie müssen während der Installation und Nutzung sicher sein, sie müssen eine vorhersehbare Leistung haben, die abgefragt werden kann, um Informationen über den Entladungszustand zu liefern, und sie müssen äußerst zuverlässig sein.
Darüber hinaus müssen die Batterien eine hohe volumetrische Energiedichte aufweisen, um die Entwicklung kleiner Geräte zu ermöglichen, die für den Patienten möglichst wenig Unannehmlichkeiten verursachen.
Langfristige Stabilität während des Gebrauchs, vorhersehbare Leistung, hohe volumetrische Energiedichte und herausragende Zuverlässigkeit sind also Schlüsseleigenschaften, die erfolgreiche Systeme für biomedizinische Implantate ausmachen.
Der in der Medizin am häufigsten verwendete Batterietyp ist die traditionelle Lithiumbatterie.
Lithium- und Lithium-Ionen-Batterien werden zum Betrieb zahlreicher medizinischer Geräte und medizinischer elektrischer Ausrüstungen verwendet: Hörgeräte, Herzschrittmacher, chirurgische Werkzeuge, medizinische Defibrillatoren, Roboter, Infusionspumpen, Monitore und Messgeräte sind nur einige Beispiele für medizinische Geräte, die von der Verwendung von Lithiumbatterien in ihrem Design und ihrer Funktion profitiert haben.
Lithiumbatterien sind klein, leicht und haben aufgrund ihrer hohen Energiedichte eine lange Lebensdauer. Dadurch sind sie ideal für medizinische Geräte und medizinische Elektrogeräte.
Da die Geräte selbst immer kleiner und tragbarer werden und immer häufiger im Haushalt eingesetzt werden, suchen viele Entwickler und Hersteller nach einer Energiequelle, die ebenfalls kleiner und tragbarer ist und gleichzeitig eine maximale Leistung bietet.
Da medizinische Geräte und Instrumente immer tragbarer und schließlich kabellos werden, ist der Bedarf an einer zuverlässigen Stromquelle zu einem wichtigen Konstruktionselement geworden.
Die Nachfrage nach immer kleineren Akkus mit höherer Dichte steigt, da die tragbaren medizinischen Geräte immer kleiner werden und ergonomischere Formen annehmen.
Bei all den Anforderungen an Größe, Form, Kapazität und Leistung der Batterien dürfen die Designer die Batteriesicherheit für medizinische Geräte nicht außer Acht lassen.
Alle in medizinischen Geräten verwendeten Batterien müssen strengen Tests unterzogen werden und strengen Gesundheits- und Sicherheitsprotokollen entsprechen.
Batterien entladen sich mit der Zeit. Wenn sie nicht geprüft und regelmäßig ersetzt oder aufgeladen werden, funktionieren sie möglicherweise nicht richtig, wenn sie benötigt werden, und können sogar durch eine starke Entladung beschädigt werden.
Die Organisation könnte im Rahmen der Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften und der zivilrechtlichen Haftung haftbar gemacht werden, wenn ein Patient oder ein Mitglied des Personals stirbt oder infolge der Bereitstellung eines ungeeigneten Ladesystems Verletzungen oder Schäden erleidet.
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Tobias ist der Gründer von Brainperform.de und ein langjähriger Biohacker, Ketorianer und Selbstoptimierer. Er hat schon immer darauf geachtet, seine Ernährung und seinen Schlaf zu verbessern. Seine Erfahrung gibt er in fachlichen Blogposts wieder. Seine Artikel sind durch wissenschaftliche Studien untermauert. Er ist bekannt für seine Bücher „Keto Start“ und „Keto Küche“.
