Intelligente Beatmung mit Virenfilter für COVID-19-Patienten

Christian Hofmann ist Gruppenleiter am Fraunhofer IIS. Mit seiner Arbeitsgruppe Medizinische Sensorsysteme arbeitet er am Projekt Filter4Flow mit, das die Versorgung von beatmeten Patienten vereinfacht und befürchtete Engpässe von Beatmungsplätzen verhindern kann. #WeKnowHow

© Fraunhofer IIS/Karoline Glasow
Christian Hofmann arbeitet am Projekt Filter4Flow mit. Das Sensorsystem ist eine neue Kombination aus schnellen Sensorelementen inklusive einem Virenfilter. Es hilft, künstliche Beatmung einfacher zu machen.
Filter4Flow – Intelligentes Atmungsfiltersystem
© iStock.com/Juanmonino
Intelligenter Virenfilter zur patientennahen Erfassung der Atemparameter und für den außerklinischen Einsatz

Eine künstliche Beatmung kann in vielen Fällen notwendig sein. So z.B. bei Erkrankungen der Lunge, wie einer schweren Lungenentzündung oder im Falle bestimmter Muskel-  und Nervenerkrankungen. Um die künstliche Beatmung einfacher zu machen, arbeitet Gruppenleiter Christian Hofmann vom Fraunhofer IIS mit seiner Arbeitsgruppe Medizinische Sensorsysteme am Projekt Filter4Flow mit. Es ist eine neue Kombination aus schnellen Sensorelementen inklusive einem Virenfilter. Mit dieser Entwicklung verbessern die Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler das Monitoring von Menschen mit einer COVID-19-Erkrankung, die künstlich beatmet werden müssen. Denn was in der fiktiven Badeserie so spielend einfach aussieht, bedeutet für COVID-19-Patienten und das Pflegepersonal eine extreme Belastung.

 

Den Atem messen, aber näher am Patienten

Bisher sind Sensorik und Elektronik, die die Atem-Parameter wie Atemstrom, Luftdruck und Sauerstoff messen, meist in den schweren Beatmungsgeräten und zudem schwer zugänglich verbaut. Das Projektkonsortium Filter4Flow dagegen bringt das neue Filter- und Sensorsystem näher an die Patienten, indem es direkt in den Beatmungsschlauch eingebaut wird. Diese neuartige Struktur schützt zum einen die Patienten vor unerwünschten Viren und Bakterien, zugleich sind auf das Filtermaterial die feinstrukturierten Messleitungen mit einem dünnen Folienmaterial aufgebracht, die die Atem-Parameter nahe am Patienten erfassen. Zudem kann das Pflegepersonal diesen neuen Filter wesentlich einfacher wechseln. Das Filter4Flow-System von Fraunhofer ist als Einweg-Artikel wartungsfrei, sehr hygienisch und die Produktion in hohen Stückzahlen sehr kostengünstig. Beteiligt an dieser Entwicklung sind das Fraunhofer IST, das Fraunhofer IIS und das Fraunhofer ITEM.

Das Filter-Sensor-System ist noch nicht auf dem Markt, bisher liegt eine Laborvariante vor. Diese wird gerade evaluiert.

 

Fraunhofer macht Überwachung der Beatmung robust

Die Verbindung von intelligentem Virenfilter und Sensoren als preisgünstiges System hilft gerade bei einer hohen Patientenzahl. Fehlende Beatmungsplätze kann es nicht ersetzen, aber die genauere Signalmessung erhöht die Qualität der Beatmung, und da das Pflegepersonal diesen neuen Filter wesentlich einfacher wechseln kann, wird auch die Wartung deutlich reduziert.

Ziel des Systems ist es zudem, die kontinuierliche Beatmung von Patienten, die bisher nur auf Intensivstationen erfolgen kann, auch auf andere Bereiche auszuweiten wie zum Beispiel auf die Normalstation und in den außerklinischen Bereich. Damit können dann Kapazitäten auf den Intensivstationen besser genutzt und gesteuert werden.

In Zukunft können aber nicht nur auf den hoch überwachten klinischen Stationen Patienten davon profitieren. Das intelligente Filtersystem ist intuitiv zu bedienen und auch in rauheren Umgebungen robust einsetzbar. Denkbar ist laut Hofmann auch eine Nutzung außerhalb des klinischen Umfeldes wie in Krisenregionen, in Feldlazaretten oder in Entwicklungsländern, und eben auch für alle anderen Patienten, die beatmet werden müssen.

 

Beitrag von Dr. Katja Engel

 

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