di Virna Bottarelli | Secondo Guido Beccagutti, da settembre 2024 Direttore Generale di Confindustria Dispositivi Medici negli ultimi anni si è vista “una fortissima integrazione fra la parte elettronica dei dispositivi medici e la parte digitale”. Anche in virtù della sua esperienza in qualità di Value Strategy Director per la regione Europa di Medtronic, ci ha fornito interessanti spunti sul tema dell’elettronica applicata al medicale.
Quali sono stati gli sviluppi più significativi che il settore medicale ha sperimentato negli ultimi anni grazie all’elettronica e al digitale?
C’è sempre stata, fin dall’inizio dello sviluppo dei dispositivi medici, un’applicazione dei principi dell’elettronica nel campo della salute, che ha consentito di produrre strumenti per la misurazione di segni vitali, impianti medici, dispositivi di imaging e tantissime altre strumentazioni. Ovviamente, la parte digitale è stata anch’essa fondamentale nello sviluppo e disponibilità di tutta questa tipologia di strumenti.
A mio parere le aree di applicazione dell’elettronica nei dispositivi medici di maggiore interesse riguardano: le aree di sensoristica, utilizzati per esempio per monitorare parametri fisiologici come la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e la temperatura corporea; i semiconduttori, essenziali per il funzionamento di dispositivi come pacemaker, neurostimolatori e impianti cocleari; i circuiti stampati, fondamentali per l’assemblaggio e il funzionamento di dispositivi medici, garantendo precisione e affidabilità. Voglio anche ricordare alcune applicazioni pratiche, come i monitor cardiaci, le pompe per l’insulina, gli scanner TC e MRI. È chiaro, quindi, come l’elettronica e il digitale abbiano rivoluzionato il settore dei dispositivi medici, migliorando prevenzione, diagnosi e accesso alle cure.
C’è poi un altro elemento che va considerato, strettamente connesso all’evoluzione tecnologica: l’intelligenza artificiale. Questa è un alleato prezioso per analizzare immagini radiografiche e diagnosticare precocemente malattie, oppure nella chirurgia robotica permette interventi più precisi e meno invasivi.
In quale ambito della medicina pensa che l’elettronica sarà ancora più determinante nei prossimi anni e in che modo?
Nei prossimi anni, l’elettronica sarà sempre più importante nella medicina preventiva, nella chirurgia di precisione e nella medicina personalizzata. Lo sviluppo ulteriore di dispositivi indossabili e sensori permetterà di monitorare in tempo reale i parametri vitali, favorendo diagnosi precoci, interventi tempestivi, ma anche consigli per stili di vita sani.
La robotica renderà gli interventi chirurgici più precisi e meno invasivi, con l’uso crescente di realtà aumentata e telechirurgia. Nella medicina personalizzata, i dati genetici e le tecnologie avanzate consentiranno di sviluppare terapie su misura e dispositivi intelligenti, migliorando l’efficacia delle cure.
Questi progressi porteranno a una medicina più proattiva, precisa e centrata sul paziente.
Ci può fare qualche esempio concreto?
Gli ambiti a mio avviso più promettenti, o che sono stati più dirompenti, sono la neurologia, la cardiologia, la diabetologia, l’imaging medico, le protesi e gli impianti cocleari, il monitoraggio remoto. In neurologia, penso alla stimolazione cerebrale profonda (DBS), utilizzata per trattare condizioni come il morbo di Parkinson e l’epilessia. La DBS coinvolge l’impianto di elettrodi nel cervello per stimolare elettricamente specifici neuroni. Oppure ai neurostimolatori, ossia microscopici dispositivi impiantabili che aiutano a gestire il dolore cronico e altre condizioni neurologiche attraverso impulsi elettrici.
Nella cardiologia, oltre ai consolidati pacemaker, il cui uso piano piano si sta allargando ad altre patologie cardiovascolari, sono ormai disponibili anche i defibrillatori impiantabili.
In diabetologia le pompe per insulina, con un rilascio di insulina in modo continuo o a richiesta, stanno sostituendo le vecchie modalità di somministrazione e migliorando la gestione del diabete.
Nell’imaging medico, la risonanza magnetica (MRI) e la tomografia computerizzata (CT), tecnologie che utilizzano campi magnetici e raggi X per creare immagini dettagliate delle strutture interne del corpo, sono fondamentali per la diagnosi e il trattamento di molte patologie e stanno esplorando target applicativi sempre più puntuali e precisi.
Parlando di protesi e impianti come le protesi bioniche, questi arti artificiali utilizzano sensori e attuatori elettronici per ripristinare la funzionalità e migliorare la qualità della vita dei pazienti; gli impianti cocleari sono invece dispositivi elettronici complessi, progettati per ripristinare una forma di udito in persone con sordità profonda o grave.
Nel monitoraggio in remoto, infine, i dispositivi sono utilizzati per monitorare continuamente i parametri vitali dei pazienti, consentendo interventi tempestivi e personalizzati.
Quali sono i componenti elettronici che in un dispositivo medicale fanno la differenza in termini di precisione e performance?
Precisione e performance dipendono da diversi componenti elettronici chiave. I sensori sono fondamentali: quelli biometrici misurano parametri come il battito cardiaco o l’ossigenazione del sangue, mentre i sensori di movimento rilevano attività fisica e postura. Tutti questi dati vengono elaborati dai microprocessori e microcontrollori, che costituiscono il “cervello” del dispositivo, garantendo tempi di risposta rapidi e consumi energetici contenuti.
Un altro elemento cruciale sono i convertitori analogico-digitali (ADC), che trasformano i segnali dei sensori in dati digitali precisi, indispensabili per il monitoraggio. I circuiti di alimentazione, invece, assicurano che il dispositivo funzioni in modo stabile e continuo, anche grazie a batterie avanzate. Per la trasmissione dei dati, moduli di comunicazione come Bluetooth, Wi-Fi e persino 5G consentono di inviare informazioni in modo sicuro e veloce ai medici o a piattaforme di monitoraggio remoto. Nei dispositivi che richiedono visualizzazioni, giocano un ruolo importante i display, offrendo informazioni chiare a medici e pazienti. Inoltre, componenti ottici e laser sono utilizzati per imaging e interventi di precisione, mentre i dispositivi MEMS trovano applicazione in strumenti miniaturizzati come microinfusori o pacemaker. Tutti questi elementi, uniti a software intelligenti, lavorano insieme per garantire che i dispositivi siano affidabili, precisi e in grado di migliorare la qualità della cura e del monitoraggio dei pazienti.
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