Filter4Flow – Intelligentes Atmungsfiltersystem
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Intelligenter Virenfilter zur patientennahen Erfassung der Atemparameter und für den außerklinischen Einsatz

Intelligentes Virenfiltersystem#

Filter-Sensorsystem für den einfachen, schnellen und sicheren Einsatz in klinischen und nicht-klinischen Bereichen

Filter4Flow – Intelligentes, nicht-invasives Atmungsfiltersystem

Atem-Monitoring direkt am Menschen: Präzise, drahtlos und intuitiv#

Ziel

Im Projekt Filter4Flow arbeiten wir an einer neuartigen Technologie zur Überwachung der Beatmung von Patienten, die die klinischen Behandlungsprozesse verbessert, eine patientennahe Erfassung der Atemparameter ermöglicht und auch außerhalb von Intensivstationen eingesetzt werden kann.
Es handelt sich um einen intelligenten Virenfilter, der das Atem-Monitoring von bspw. SARS-Cov-2-Patienten revolutioniert, indem er sowohl gefährliche Partikel in der Atemluft filtert und zugleich alle atembezogenen Parameter (Atemfluss, Sauerstoffgehalt, Tidalvolumen etc.) kontinuierlich überwacht und damit die Beatmung jederzeit optimal geregelt wird. Die Filter-Sensor-Struktur lässt sich schnell und einfach austauschen und entlastet somit das Pflegepersonal. Die einfache Anwendung ermöglicht auch den Einsatz außerhalb klinischer Einrichtungen, z.B. in Entwicklungsländern oder Krisenregionen.

Motivation

Die Sensor- und Elektronikbauteile zur Messung atemmechanischer Größen sind zumeist direkt in den Beatmungsgeräten an schwer zugänglichen Stellen verbaut, diese patientenferne Erfassung zieht Verzerrungen nach sich und verhindert den beliebigen Austausch einzelner Komponenten. Ein durchgängiges Atem-Monitoring ist für alle Patientengruppen relevant, egal ob mit oder ohne nachgewiesener Pneumonie. Allerdings ist ein solches Monitoring bisher nur auf Intensivstationen und durch speziell geschultes Personal umsetzbar.
 

Patientennahe Sofortdiagnostik#

Unsere Lösung

Das Filtermaterial des intelligenten Atmungsfilters besteht aus dünnem Gewebe, das zwischen dem Schlauch des Beatmungsgeräts und des Tubus beim Patientenkopf direkt integriert wird. Zur patientennahen Erfassung der Atmungsaktivität und Gaskonzentration sind auf das Gewebe sensorische Elemente, z.B. Dehnungsmessstreifen und Gassensoren, aufgebracht.


Die Filter-Sensor-Kombination schützt den Patienten nicht nur vor Viren und Bakterien, sondern erleichtert durch die kabellose Übertragung der Signale gleichzeitig die Steuerung seiner Beatmung. Das Atmungsfiltersystem kann im Klinikalltag einfach und schnell ausgetauscht werden und erleichtert damit die Arbeiten des Pflegepersonals.

  • Mehrwert des robusten Atmungsfiltersystems
    • Nicht-invasive, patientennahe Erfassung relevanter Atemparameter (Atemfluss, Luftdruck, Sauerstoffgehalt)
    • Wartungsfreier und kostengünstiger Einwegartikel
    • Gute Zugänglichkeit und einfache Anwendbarkeit ermöglicht außerklinischen Einsatz (Entwicklungsländer, Krisenregionen)
    • Hygienische Sauberkeit durch den einfachen Austausch einzelner Komponenten
  • Aktueller Stand
    • Ein erstes Labormuster des geplanten Messsystems, bestehend aus Dehnungsmessstreifen, Verstärkerplatine und Controller, liegt vor
    • Das Labormuster wird einer Proof-of-Concept Messung unterzogen
    • Die weitere Miniaturisierung der Sensorelemente und die Überarbeitung der DMS-Strukturen sind für Anfang 2021 geplant  

Projektpartner#

Am Projekt Filter4Flow sind folgende Fraunhofer-Institute beteiligt

  • Fraunhofer IIS
  • Fraunhofer ITEM
  • Fraunhofer IST