16.09.2020

Intelligentes Pflaster für adaptive Atemunterstützung

Göttingen – Forscher der Universität Göttingen und der Technischen Universität (TU) Braunschweig forschen derzeit an einem nicht-invasiven Beatmungssystem, das die Atembewegungen bei Früh- und Neugeborenen über ein hochelastisches, intelligentes Pflaster aufnehmen und an ein Beatmungsgerät weitergeben soll.

Das Pflaster enthält ein dünnes Netzwerk von Sensoren und wird auf der Haut zwischen Brust und Bauch aufgebracht. Dort soll es die mechanischen Verformungen des Brustkorbs, die durch die Atmung der Neugeborenen verursacht werden, mithilfe der integrierten Sensoren messen. Der Einsatz mehrerer Sensoren soll helfen, die Bewegungen eines Neugeborenen sicherer von seinen Atembewegungen zu unterscheiden. Außerdem funktioniere das gesamte System auch dann noch, wenn einige Sensoren ausfallen.

Die gesamte Beatmungskurve, von Beginn der Einatmung bis zum Ende der Ausatmung sowie die Intensität der Atemanstrengungen dazwischen, sollen mittels der Sensoren aufgezeichnet werden. Ein System künstlicher Intelligenz soll die Daten auswerten und ein adaptives Steuersignal an das Beatmungsgerät senden. „Erstmals könnte es möglich sein, die Atemanstrengungen von Neugeborenen auch bei nicht-invasiver Beatmung millisekundengenau zu unterstützen. Bisher ist dies nur bei invasiver Beatmung möglich“, sagt Dr. Helmut Küster, Leiter der Neonatologie an der Universitätsmedizin Göttingen.

Die Forscher hoffen, dass ihr System einmal dabei helfen kann, Beatmungsgeräte besser und zuverlässiger als bisherige Systeme zu steuern. „Zurzeit gibt es kein vergleichbares System, das sich automatisch an die Beatmungssituation anpassen kann“, sagt Dr. Eugen Koch vom Institut für Mikrotechnik der TU Braunschweig. Herkömmliche Systeme seien fest programmiert und daher sehr störanfällig, wenn unerwartete Bewegungen auftreten.
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