Akutes Lungenversagen (ARDS) ist ein lebensgefährliches Syndrom, das in schweren Fällen den Einsatz von Lungenunterstützunssystemen (ECLA: extracorporal lung assist) bedingt, um die Lebensfunktionen des Patienten aufrechtzuerhalten. ECLA-Systeme unterstützen zusätzlich zur künstlichen Beatmung die geschädigten Atmungsorgane des Patienten durch die direkte Oxygenierung des Blutes (ECMO: extracorporal membrane oxygenation).

Da diese Theraphiemethode kostenintensiv ist und ein hohes Komplikationsrisiko birgt, wird sie lediglich als Ultima-Ratio-Methode verwendet. Eine Automatisierung der Therapie erlaubt die Entlastung des Personals und verringert die Reaktionszeit auf Komplikationen. Zusätzlich lässt sich die Beatmung und Blutoxygenierung anhand einer patienbezogenen Strategie kontinuierlich auf dessen Bedürfnisse abstimmen.

Aus dieser Motivation ergibt sich ein Themenkomplex der Forschungsgegenstand des Projektes ECLA-VENT ist, welches im Rahmen des Verbundprojektes „Smart Life Support 2.0“ von der deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) gefördert wird.

• Klinik für Anästhesiologie (AN)
• Philips Lehrstuhl für Medizinische Informationstechnik MedIT
• Lehrstuhl Informatik 11 - Software für eingebette Systeme

In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wird Rahmen des Projektes ECLA-VENT ein kombiniertes Beatmungs- und Oxygenierungsystem auf Basis einer eingebetteten intelligenten Regelung entwickelt. Hauptziel des Projektes ist die Reduzierung des Patientenrisikos und Optimierung der Behandlungseffizienz durch dynamisch angepasste Behandlungsparameter.

Hauptaugenmerk unserer Projektpartner ist die Entwicklung einer kooperativen Regelung, die komplexere Behandlungsstrategien erlaubt und aktiv zur Lungenprotektion beiträgt. Unser Forschungsschwerpunkt liegt im Bereich der Sicherheit und Zuverlässigkeit des eingebetteten Systems. Hierbei bildet die kooperative Regelung mit der Physiologie des Patienten ein umfangreiches System nichtlinearer Abhängigkeiten. Entsprechend müssen zusätzliche Sicherheitsanforderungen berücksichtigt werden und die Zielvereinbarungen auf Konfliktpotential hin untersucht und konzeptionell behandelt werden. Die sich daraus entwickelnden Sicherheitsmechanismen sollen nicht nur beschränkend wirken, sondern mit der Regelung bedarfsgerecht interagieren.

Die Ergebnisse des Vorgängerprojekts SmartECLA werden hierbei als Grundlage verwendet.

Unsere Ziele umfassen:

• Definition, Verifikation und Implementierung eines ganzheitlichen Sicherheitskonzeptes unter Einbeziehung der kooperativen Regelung
  1. Einbeziehung der Ventilation in das bestehende Sicherheitskonzept
  2. Analyse sicherheitskritischer Zustände anhand hybrider Systemmodelle
  3. Strukturierte Bewertung der Konfliktsituation der Sicherheitsziele mittels Risikoanalyse
  4. Entscheidungsstrategie zur Bewältigung der Konfliktsituationen
• Unterstützung der Systementwicklung im Bereich der Regelung durch Formulierung eines

Im Rahmen des Projektes ECLA-VENT entstandene Publikationen