WiM-Vent

Wissens‐ und modellbasierte Therapiesteuerung in der Medizin

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Software zur Steuerung der Intensivbeatmung

Die in dem Forschungsprojekt zu entwickelnde neue Software-Architektur führt medizinisches Erfahrungswissen und algorithmische Modelle auf Basis pathophysiologischer Erkenntnisse erstmals zusammen. Das Beatmungsgerät kann dann den aktuellen Zustand eines Patienten ständig mit diesem Wissen und den Modellen abgleichen und Behandlungsvorschläge für den weiteren Therapieverlauf erstellen. Das Medizingerät nimmt dadurch dem Arzt nicht die Entscheidung ab, unterstützt ihn aber durch eine verbesserte Informationsgrundlage bei der therapeutischen Entscheidungsfindung. Das ärztliche Team kann die Beatmung – nach vorher vereinbarten Therapiezielen – aber auch automatisch vom Beatmungsgerät ausführen lassen.

Intensivbeatmung heute

Die Bedeutung des WiM-Vent Projekts wird besonders mit Blick auf die herkömmliche Praxis der Intensivbeamtung deutlich: Ein in einer Klinik eingesetztes Beatmungsgerät informiert mittels Kurvenverläufen und Messwerten über den aktuellen Zustand des Patienten. Es alarmiert, sobald diese Messwerte voreingestellte Grenzen überschreiten. Die angezeigten Parameter in Kombination mit einer Fülle an Beatmungsformen stellen jedoch hohe Anforderungen an das Klinikteam – eine starke kognitive Belastung angesichts immer enger getakteter Zeitpläne im Krankenhaus. Auf Grundlage ihrer fachärztlichen Fähigkeiten und Erfahrungen müssen die Mediziner die Patientendaten richtig interpretieren und die Therapie manuell so anpassen, dass die Lunge des Patienten jederzeit ausreichend und schonend beatmet wird.

Partnerschaft zwischen Industrie und Wissenschaft

Für das Forschungsprojekt WiM-Vent, das im April 2011 startete, ist eine Laufzeit von drei Jahren geplant. An dem Vorhaben beteiligen sich neben Dräger auch die Sektion Experimentelle Anästhesiologie der Anästhesiologischen Universitätsklinik Freiburg (Arbeitsgruppe [AG] Prof. Dr. Guttmann), der Bereich Biomedical Engineering der Hochschule Furtwangen (AG Prof. Dr. Möller), die Klinik für Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin am Universitätsklinikum Schleswig–Holstein, Campus Kiel (AG Prof. Dr. Weiler) sowie der Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz und Angewandte Informatik an der Universität Würzburg (AG Prof. Dr. Puppe). Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt WiM-Vent mit 1,4 Millionen Euro.

Arbeitsplanung

Wissen über lungenprotektive Beatmungsstrategien wird analysiert und formalisiert (AP1). Das patho-physiologische Wissen über das kardio-respiratorische System wird in Form von Modellen hinterlegt (AP2). Das in AP1 formalisierte Expertenwissen wird in AP3 in ein Expertensystem implementiert. Dann wird die Interaktion von Experten- und Modellwissen definiert und implementiert (AP4). Nach technischer Umsetzung in ein Beatmungsgerät (AP5) wird das Gesamtsystem am Patientensimulator, tierexperimentell und danach klinisch evaluiert (AP6).

Arbeitspakete

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