Ansprechpartner

• Philip von Platen, M.Sc.
• Arnhold Lohse, M.Sc.
   

Projektbeschreibung

Bei Patienten mit akutem Lungenversagen (ARDS), aber auch bei vielen anderen Langzeit-Beatmeten, kollabiert ein Teil der Lunge (sog. Atelektasen) und steht für den Gasaustausch nicht mehr zur Verfügung. Hierdurch wird die Sauerstoff-Versorgung des Patienten reduziert, die Abgabe des Kohlendioxids erschwert und das Lungengewebe aufgrund hoher Scherkräfte zwischen kollabierten und normal ventilierten Gebieten geschädigt. Die Standardtherapie beinhaltet die künstliche Beatmung der Patienten mit erhöhten Sauerstoffkonzentrationen unter Beachtung hämodynamischer Größen wie bspw. Blutdruck und Pulsrate. Das sog. "Open Lung"-Konzept nach B. Lachmann beschreibt das Eröffnen und anschließende Offenhalten atelektatischer Lungenareale mit Hilfe von Blähmanövern. über die Messung der Blutgaskonzentrationen kann der Status der Lunge (offen bzw. geschlossen) eindeutig beurteilt werden.

Im Rahmen dieses Projektes wird ein automatisiertes Beatmungssystem ("VentiLab") entwickelt, welches diese oder ähnlich komplexe, auf ärztliches Expertenwissen basierte Regelungen umsetzen kann (Bild 1 und Bild 2).

Projektziele

1. Individualisierte, automatisierte Beatmungskonzepte insbesondere für schwerstkranke Patienten
2. Physikalische und methodische Integration der elektrischen-Impedanz-Tomographie (EIT), einem Verfahren zur Darstellung der räumlichen Impedanzverteilung in einem von einer Elektrodenebene aufgespannten Körperquerschnitt (Bild 3), mit dem Informationen über die regionale Verteilung von Ventilation gewonnen werden kann

Projektpartner

• Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
• Erasmus University Rotterdam, Netherlands
• Charité Berlin, Berlin

Veröffentlichungen

• Pomprapa A  et al, "Self-Tuning Adaptive Control of the Arterial Oxygen Saturation for Automated ‘Open Lung’ Maneuvers", 3. Dresdner Medizintechnik-Symposium, Dresden, 2010
• Luepschen H. et al, "Enhancement of Protective Ventilation Strategies Using Electrical Impedance Tomography", IFMBE Proc. 14, 2006
• Luepschen H. et al, "Anwendungspotential der thorakalen elektrischen Impedanztomographie", Technische Mitteilungen 99 (2006), Heft 1/2.
• Luepschen H. et al, "Modelling of the Electric Potential Distribution in a Thorax Phantom for Electrical Impedanz Tomography Using the Finite Element Method", IEE Proceedings of the 6th International Conference on Computational Electromagnetics - CEM 2006
• Luepschen H. et al, "Optimization of Artificial Ventilation Therapy for ARDS based on Automatic Identification of Lung Properties", IFBME Proc. 11(1), 2005
• Luepschen H. et al, "Clinical Applications of Thoracic Electrical Impedance Tomography", Proc. of 6th Conference on Biomedical Applications of Electrical Impedance Tomography, London, UK, June 22-24, 2005
• Pomprapa A., et al., "Supervisory mechanism for oscillatory suppression in automatic ventilation therapy based on the ARDSNet protocol", Automatisierungstechnische Verfahren für die Medizin (AUTOMED 2016), Wismar, 2016
• Pomprapa A., et al., "Minimal arterial blood gas analysis based on the average carbon dioxide elimination during automatic ventilation therapy using the ARDSNet protocol", European Society of Intensive Care Medicine (LIVES 2016 - ESICM), Milan, 2016
• Pomprapa A., et al., "Artificial intelligence of closed-loop ventilation therapy with hemodynamic control using open lung concept", International Journal of Intelligent Computing and Cybernetics, vol. 8, iss. 1, pp. 50-68, 2015
• Pomprapa A., et al., "Evaluation of regional ventilation during automatic ventilation therapies based on differential functional EIT images", The 16th International Conference on Biomedical Applications of Electrical Impedance Tomography, Neuchâtel, 2015
• Pomprapa A., et al., "Automated respiratory therapy system based on the ARDSNet protocol with systemic perfusion control", Current Directions in Biomedical Engineering, 1 (1), pp. 314-317, 2015
• Pomprapa A., et al., "Automatic protective ventilation using the ARDSNet protocol with the additional monitoring of electrical impedance tomography", Critical Care; 18:R128, 2014
• Pomprapa A., et al., "Computerized ventilation therapy with automatizing Noradrenaline dose using state-of-the-art Open Lung Management®", 2nd Russian German Conference on biomedical engineering, Saint Petersburg, 2014
• Pomprapa A., et al., "Comparison between open lung management and autoARDSnet protocol for long-term ventilation therapy using electrical impedance tomography", XVth International Conference on Electrical Bio-Impedance (ICEBI) and XIVth Conference on Electrical Impedance Tomography (EIT), Heilbad-Heiligenstadt,2013
• Pomprapa A., et al., "Artificial intelligence in automatic ventilation therapy using open lung concept", The 7th International Conference on Software, Knowledge, Information Management and Applications (SKIMA 2013), Chiang Mai, 2013
• Pomprapa A., et al., "A comparison of a fully automatic ARDSnet protocol and a feedback-controlled Open Lung Management concept", The 33rd International Symposium on Intensive Care and Emergency Medicine (ISICEM 2013), Brussels, 2013
• Pomprapa A., et al., "Closed-loop ventilation of oxygenation and end-tidal CO2", IEEE SMC 2013, 2013
• Pomprapa A., et al., "Automatisiertes ARDSnet Protokoll für die Closed-Loop Ventilation mit EIT Bewertung", Automatisierungstechnische Verfahren für die Medizin, 10. Workshop AUTOMED 2012, 2012
• Pomprapa A., et al., "Fuzzy Control of Tidal Volume for ARDS Patients in Closed-Loop Ventilation", 22nd Annual Meeting of the European Society for Computing and Technology in Anaesthesia and Intensive Care (ESCTAIC 2011), Erlangen, 2011