WiM-Vent

Wissens‐ und modellbasierte Therapiesteuerung in der Medizin

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Projektpartner

Biomedical Engineering, Hochschule Furtwangen (HFU)

Prof. Möller von der Hochschule Furtwangen (HFU) befasst sich seit einigen Jahren mit physiologischer Modellbildung, Simulation und Individualisierung in unterschiedlichen medizinischen Anwendungsbereichen, u.a. in Drittmittelgeförderten Projekten zur Beatmungstherapie, aber auch zur Gehirndurchblutung und Weltraummedizin. Im Forschungsschwerpunkt der DFG zu protektiven Beatmungsverfahren entwickelt die Gruppe um Prof. Möller ein hierarchisches Modellsystem, welches sich an die jeweilige Informationslage anpasst (DFG MO579/1-2). Beim Projekt Autopilot-BT (Förderung durch MWK-Baden-Württemberg und Dräger) werden Fuzzy-Regeln und physiologische Modelle zur Teilautomatisierung von mechanischer Beatmung eingesetzt. Dieser Ansatz wird im Rahmen eines BMBF/AIF geförderten Vorhabens (1781X08 MOTiF-A) anhand der konkreten Aufgabe der PEEP-Einstellung am Beatmungsgerät weiterentwickelt. Bekannte Verfahren, wie z.B. Analyse der dynamischen Atemmechanik werden online verfügbar gemacht und zur Ansteuerung des Respirators herangezogen. Die Informationslage wird ergänzt um weitere Modalitäten, wie z.B. Inhomogenitätsmaße basierend auf der funktionellen, elektrischen Impendanztomographie oder Rekrutierungsverteilung mittels Schallanalyse. Patientenindividuelle Eigenschaften können über ein hierarchisches Modellsystem nach einer entsprechenden Parameteridentifikation unmittelbar in den Entscheidungsprozess integriert werden. Ein wichtiger Aspekt eines kombinierten wissens- und modellbasierten Systems wird in der bedarfsgetriebenen Erhebung von Informationen liegen. Die Lösung des so genannten "Explorations- /Exploitationsdilemmas", d.h. der Frage wann soll vorhandenes Wissen genutzt und wann müssen neue Daten erhoben werden, wird im Kontext dieses Projektes daher eine wichtige Rolle spielen. Hier können Erfahrungen und Problemlösungen der Gruppe Möller aus anderen Anwendungen in die Beatmungstherapie übertragen werden. Weiterhin wurden Verfahren zur Steuerung der Exspirationsphase realisiert und diverse respiratorische Manöver in die Steuerung der Beatmungsgeräte implementiert.