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• Dr.-Ing. Marian Walter

Projektbeschreibung

Bei akutem schwerem Lungenversagen ist es mitunter kaum möglich den physiologischen Gasaustausch durch eine künstliche Beatmung aufrechtzuerhalten. In diesen Fällen kann als ergänzende Therapie eine extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) angewendet werden. Primär kann so eine ausreichende Sauerstoffversorgung und Entsorgung von CO2 gewährleistet werden. Sekundär kann sogar die Beatmung reduziert werden, um eine besonders lungenschonende Beatmung zu etablieren.

Die Einstellung der extrakorporalen Zirkulation muss dabei in enger Abstimmung mit dem Beatmungs-Regime erfolgen und wird heutzutage im normalen Pflege- und Visitenintervall gemäß interner klinischer Leitlinien angepasst.

Die diskontinuierliche Überwachung und Einstellung führt allerdings dazu, dass nicht zu allen Zeiten eine optimale Therapie gewährleistet werden kann, auch Sicherheitsaspekte einer autonomen Funktion werden derzeit kaum adressiert.

Projektziele

Um dieses Problem zu lösen, beschäftigt sich das Forschungsprojekt ECLAVent mit der Automatisierung der kooperativen Regelung der ECMO und der mechanischen Beatmung. Die traditionelle Überwachung des extrakorporalen Kreislaufs verwendet bislang die Werte einzelner Blutgasproben zur Therapiekontrolle. Das vollständig automatisierte System erweitert den extrakorporalen Kreislauf um weitere Komponenten. Wie einen elektronisch ansteuerbaren Gasmischer, eine regelbare Blutpumpe, einer in-line Blutgasmessung (als Backup) sowie zwei Standard-Anästhesie-Gas-Monitoren zur Messung von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) -Fraktionen am Ein- und Auslass der Gasphase des Oxygenators. In einer zentralen Prozessoreinheit erfolgt die Prozesskontrolle inklusive Ansteuerung des Beatmungsgerätes.

Für die Umsetzung der kooperativen Steuerung wurde ein robustes und dezentrales Steuerungssystem eingerichtet, um die extrakorporalen Gasübertragungsraten entsprechend des Bedarfs des Patienten anzupassen.