Akutes Lungenversagen (ARDS)

Schonendere Beatmung durch digitales Modell der Lunge

04. May 2020

Künstliche Beatmung kann Leben retten, gleichzeitig ist die Druckbeatmung aber auch eine extreme Belastung für das Gewebe der Lunge. Gerade wenn dieses bereits vorgeschädigt ist, kann es zu schwerwiegenden Folgen kommen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben jetzt ein Computermodell der Lunge entwickelt, das eine schonendere Beatmung ermöglicht, und so die Überlebenschancen deutlich erhöhen könnte.

Digitales Lungenmodell der TUM ©Bild: Jakob Richter, Ebenbuild, TUM

Bei akutem Lungenversagen (Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS) ist die künstliche Beatmung oft die Rettung. Dabei wird die Lunge mit Druck offen gehalten, um den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid weiter zu ermöglichen. Ist der Druck aber zu hoch, kann dies in manchen Teilen der Lunge auch zu Überdehnungen führen und sie so letztendlich schädigen.

Bisher stehen medizinischem Fachpersonal nur wenige Parameter zur Verfügung, um die optimale Beatmung des komplexen Organs einzustellen, und es gibt bisher keine Möglichkeit, eine Überdehnung zu erkennen. Klinischer Standard ist es momentan, die Einstellungen für die Beatmung anhand einer vom Körpergewicht ausgehenden Faustformel zu berechnen.

Künstliche Intelligenz erstellt digitalen Zwilling der Lunge

Nach langjähriger Forschung haben Münchner Forschende jetzt ein digitales Lungenmodell entwickelt, das anhand der Daten einer Computertomographie-Untersuchung des Brustkorbs und der Analyse eines Atemzuges erstellt wird. So errechnet das Modell mittels künstlicher Intelligenz das tatsächliche Lungenvolumen und gibt Werte für die mechanischen Eigenschaften der Lunge der Patienten aus. Es wird sozusagen ein digitaler Zwilling der Patientenlunge erstellt, mit dem vorausgesagt werden soll, welche Einstellungen zu Schäden führen würden. Mediziner können so erkennen, welche Einstellungen des Beatmungsgeräts zu welchen Belastungen auf Mikroebene der Lunge führen, und wie sie die Einstellungen entsprechend bestmöglich anpassen können. Die schonendere Beatmung könnte dabei helfen, die Überlebenschancen der Patienten zu erhöhen.

Die Forschenden wollen ihre Ergebnisse nun schnellstmöglich in die klinische Praxis bringen. Ziel des Wissenschaftsteams ist es, dass in Zukunft an jedem Beatmungsplatz ein digitales Lungenmodell bei der optimalen Einstellung der Beatmung hilft.  

Quelle:

Technische Universität München: Computermodell ermöglicht schonendere Beatmung. Pressemeldung vom 23.4.2020


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