Kooperative Automatisierung der Therapie des akuten Lungenversagens mit extrakorporaler Unterstützung und künstlicher Beatmung

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Diese Arbeit präsentiert eine Automatisierungslösung für die Therapie des akuten Lungenversagens mit künstlicher Beatmung und extrakorporaler Membranoxygenierung (ECMO). ECMO-Systeme retten Leben durch extrakorporale Blutoxygenierung und Kohlendioxideliminierung. Beide Therapiesysteme werden oft wochenlang auf Intensivstationen ohne kontinuierliche Optimierung eingesetzt. Um die Erfolgsaussichten bei schwerem ARDS zu verbessern, werden neue Methoden zur Überwachung und Regelung des extrakorporalen Gasaustauschs sowie eine multifaktorielle Automatisierung beider Systeme vorgeschlagen, in-silico charakterisiert und tierexperimentell überprüft. Die Messverfahren nutzen Sensoren in den gasführenden Volumina des ECMO-Systems, wodurch Blutkontakt-Sensoren ersetzt werden konnten. Eine dezentrale Regelung zur Einstellung der Gasaustauschraten minimiert den Blutfluss, um unnötige Patientenbelastungen zu vermeiden. Die Automatisierung optimiert kontinuierlich die künstliche Beatmung zur Verbesserung der Lungenprotektion und stellt gleichzeitig ausreichende Gasaustauschraten für die Sauerstoffversorgung und Kohlendioxid-Elimination sicher. Zudem werden Algorithmen für ein kooperatives Therapiemanagement entwickelt, die die künstliche Beatmung und die ECMO-Therapie synchronisieren.