Im Notfall: Blick in die Lunge kann Leben retten

09.05.2017

Schnell und überall verfügbar: Zeitnahe Informationen über die Atemfunktion und mögliche Lungenschädigungen können Leben retten - doch bislang stehen solche Informationen weder am Unfallort noch auf dem Weg zum Patientenbett kontinuierlich zur Verfügung. Forscher des Innovationszentrums für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig arbeiten derzeit zusammen mit Verbundpartnern an einem mobilen System mit integriertem Elektrodengurt, das die Belüftung der Lunge überwacht und kontinuierlich visualisiert. In drei Jahren wollen die Forscher einen Prototyp des Systems entwickeln.

Bild: Zwei Notfallsanitäter reanimieren einen verletzten Mann auf der Straße; Copyright: panthermedia.net/william87

Im Notfall zählt jede Sekunde - Informationen über die Atemfunktion und mögliche Lungenschädigungen können Leben retten; ©panthermedia.net/william87

Ein Blick auf den Brustkorb kann dem Notarzt am Unfallort verraten, ob der Verletzte noch atmet. Doch von außen kann er oft nicht feststellen, ob es Probleme bei der Atmung gibt oder gar die Lunge verletzt ist. Beim Pneumothorax etwa, der durch einen Riss in der Lunge entsteht, entweicht die Luft in den Brustkorb und kann die Lunge selbst oder das Herz komprimieren - und das kann schnell lebensgefährlich werden. "Momentan wird beim Verdacht auf einen Pneumothorax häufig prophylaktisch-invasiv vorgegangen und eine Drainage gelegt, damit die Luft entweichen kann. Mit unserem neuen Verfahren möchten wir den kontinuierlichen Blick in die Lunge ermöglichen und so dem Arzt bessere Entscheidungsmöglichkeiten geben", sagt PD Dr. med. Andreas Reske, klinischer Leiter des neuen Forschungsprojekts "IMPACT" am Innovationszentrum für Computerassistierte Chirurgie (ICCAS) der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig und Chefarzt des Zentrums für Anästhesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin und Schmerztherapie am Heinrich-Braun-Klinikum gemeinnützige GmbH Zwickau.

Reske will nun zusammen mit Forschern der Universität Leipzig, der HTWK Leipzig und zwei Medizintechnik-Firmen ein System aus Elektrodengurt sowie Analyse-Hard- und Software entwickeln, das die Belüftung der Lunge überwacht und kontinuierlich visualisiert. Das geplante System basiert auf der als Elektrische Impedanz-Tomografie (EIT) bezeichneten Technologie. "Mit dem Gurt werden Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit in der Lunge gemessen. Beim Ein- und Ausatmen ändern sich Gasgehalt und -verteilung in der Lunge und daraus ergeben sich elektrische Widerstands- bzw. Spannungsunterschiede, die messbar sind. Aus diesen Daten soll der Arzt dann ein dynamisches Bild der Lunge erhalten - ohne die Notwendigkeit, den Patienten zu transportieren und ihn ionisierender Strahlung auszusetzen, wie bei Röntgen- oder CT-Aufnahmen", beschreibt der technische Projektleiter Prof. Dr. Thomas Neumuth vom ICCAS die weitere Umsetzung des Projekts. Anhand der Bilder kann der Arzt Veränderungen der Lungenbelüftung schnell erkennen, im Falle eines Pneumothorax alarmiert ihn das Gerät sofort. Um das System in der Notfallmedizin nutzbar zu machen, ist die Darstellung der Bildinformationen aus der Lunge auf den Bildschirm des Notfallbeatmungsgerätes geplant.

Die Vorteile des neuen Medizinprodukts liegen auf der Hand: Es liefert nichtinvasiv und strahlenfrei bisher nicht verfügbare Bildinformationen und lässt sich überall mobil einsetzen. "Seit circa zehn Jahren gibt es erste EIT-Geräte auf dem Markt, eine etablierte klinische Anwendung dieser Technologie fehlt jedoch bisher. Dass die Methodik funktioniert, konnte in ersten Studien nachgewiesen werden. Was weiterhin fehlt, ist die breite Anwendung", so Prof. Dr. Thomas Neumuth. Das soll sich mit dem neuen Gerät nun ändern. Mit dem ICCAS als Projektpartner, das seit Juni 2016 eine Zertifizierung nach Medizinproduktegesetz besitzt, soll nach drei Jahren Laufzeit ein Prototyp entstehen, der dann in ein Serienprodukt überführt werden kann. Das Leipziger Forschungszentrum kümmert sich vorrangig um die Datenintegration und -modellierung, also die Rekonstruktion des Signals in drei Dimensionen und die Visualisierung und Auswertung der Messwerte. Die HTWK Leipzig arbeitet an der Miniaturisierung der Sensor- und Analyse-Hardware. Die Firma ITP GmbH entwickelt den Sensorgurt und die Firma Fritz Stephan GmbH integriert die Visualisierung in ein Beatmungsgerät. Nach einer genauen Anforderungsanalyse geht es an die Auswahl und Anpassung der Sensoren und der Hardware, währenddessen parallel an der Visualisierung der Messwerte gearbeitet wird.

Das neue Verbundforschungsprojekt wird mit insgesamt rund 1,7 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für drei Jahre gefördert.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Leipzig

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