Forschung & Entwicklung - RespiratorCheck
Entwicklung des Aktiven Lungen- und ObstruktionsSImulators ALOSI
Bei vielen nächtlichen Messungen im Schlaflabor und durch Gespräche mit führenden Ärzten und Herstellern zeigte sich, das bei der Entwicklung neuer Regelalgorithmen für Atemtherapiegeräte bislang weder standardisierte Testhardware noch -software existierten, um neue und bestehende Beatmungsregler zu validieren. Auch gab es bis zur Einführung der Prüfmethode 14-5 04/2018 MDS-Hi keine normierten Kriterien, um Atemtherapiegeräte reproduzierbar zu bewerten und untereinander zu vergleichen.
Das macht es den verschreibenden Ärzten, aber auch den Krankenkassen und Leistungserbringern nahezu unmöglich, aus der Vielzahl der auf dem Markt befindlichen Atemtherapiegeräte das für den Patienten auszuwählen, welches den besten Therapieerfolg bei einem angemessenen Preis ermöglicht.
Abgeleitet aus diesen Anforderungen wurde im Rahmen eines interdisziplinären Projekts der Aktive Lungen- und ObstruktionsSImulator ALOSI entwickelt.
Ausgangspunkt ist die Simulation der menschlichen Lunge (Atemanregung, Compliance, Resistance jedes Lungenflügels) mit Hilfe eines Computers, wobei die zeitliche Verläufe der simulierten Atmung und Obstruktion frei eingestellt werden können.
Der ALOSI gestattet es, durch Vorgabe der Eigenschaften der menschlichen Lunge und des zeitlich veränderlichen Obstruktionsgrads der oberen Atemwege, jeden physiologisch möglichen Spontan-Atemzustand mit beliebigem Obstruktionsgrad zu simulieren. Damit ist es weltweit erstmals möglich, neben der gesunden Atmung, obstruktive, gemischte und zentrale Schlafapnoen, Hypopnoen, Cheyne-Stokes-Atmung, aber auch Schnarchen und Leckagen sowie den Herzschlag reproduzierbar zu simulieren und die Regeleigenschaften des angeschlossenen Atemtherapiegeräts zu untersuchen.
Entwicklung von Prüfmethoden für Atemtherapiegeräte
Umfassende Untersuchungen des Verhaltens von CPAP- und APAP-Geräten u.a. mit dem ALOSI zeigten bereits 2005, dass es einen Handlungsbedarf zur Bestimmung des dynamischen Druck- und Regelverhaltens von Auto-CPAP Geräten gibt.
Auf dieser Basis wurde eine Prüfmethode entwickelt und 2014 in der Somnologie veröffentlicht, die es ermöglicht, eine reproduzierbare Bestimmung und einen Vergleich der Regelalgorithmen von APAP-Geräten durchzuführen. Darüber hinaus ist eine Vorhersage der Patienten-Nutzungsquote für ein APAP-Gerät möglich, bevor dieses beim Patienten eingesetzt wird. Insbesondere können anhand der Ergebnisse der Einzelprüfungen die Eigenschaften der automatischen Druckregelung für jedes APAP-Gerät übersichtlich dargestellt und verglichen werden. Dies erleichtert es, das Atemtherapiegerät auszuwählen, welches den besten Therapieerfolg verspricht. Es ist zu erwarten, dass bei Einsatz dieser Prüfmethode die Anzahl der Umversorgungen, Therapieabbrüche und Folgeerkrankungen deutlich reduziert werden kann.
Ein Teil dieser Prüfmethode wurde vom GKV-Spitzenverband als Prüfmethode 14-5 04/2018 MDS-Hi zur Bestimmung des dynamischen Druck- und Regelverhaltens für Auto-CPAP Geräte übernommen.
Weitere Prüfmethoden sind derzeit in Entwicklung.
Qualitätssicherung vor Geräteauslieferung
Prüfungen zeigten, dass nicht jedes zugelassene Atemtherapiegerät die Anforderungen erfüllt, die das Hilfsmittelverzeichnis vorgibt.
So wurden bei der Prüfung der Druckstabbiliät von CPAP-Geräten, die sich im Patienteneinsatz befinden, z.T. erhebliche Abweichungen festgestellt.
Selbst bei baugleichen Neugeräten traten deutliche Qualitätsunterschiede auf.
Einzelne Hersteller haben das bereits zum Anlass genommen, Atemtherapiegeräte vor Auslieferung einer erweiterten Geräteprüfung zu unterziehen.
Analyse von Maskensystemen
Auf Basis von Patientendaten wurde ein Kopfmodell mit elastischer Oberfläche entwickelt. Dieses Kopfmodell kann modular an den ALOSI angeschlossen werden.
An das Kopfmodell können beliebige Maskensysteme angeschlossen werden. Damit ist es möglich, komplette Atemtherapiesysteme (Gerät, Schlauch, Maske, Ausatemsystem,...) mit beliebigen Atem- und Obstruktionsmustern unter reproduzierbaren Bedingungen zu untersuchen.
An das Kopfmodell können beliebige Maskensysteme angeschlossen werden. Damit ist es möglich, komplette Atemtherapiesysteme (Gerät, Schlauch, Maske, Ausatemsystem,...) mit beliebigen Atem- und Obstruktionsmustern unter reproduzierbaren Bedingungen zu untersuchen.
Beispielsweise kann so die Druckstabilität
- von Masken unterschiedlicher Größe (Totraum)
- bei Schläuchen veränderter Querschnitte und unterschiedlicher Länge
- bei Einsatz von Ausatemsystemen und Bakterienfiltern
untersucht werden.
Entwicklung von Atemtherapiegeräten
Entwicklung eines Sekretmobilisationsgeräts
Anhand eines Vergleichs marktgängiger Sekretmobilisationsgeräte wurden Anforderungen der technischen Weiterentwicklung bestehender Geräte aufgezeigt.
Auf dieser Basis erfolgte die Entwicklung eines neuen Sekretmobilisationsgeräts.
Für dieses Gerät entwickelten wir u.a. ein neuartiges Rotatationsventil, das deutlich kürzere Umschaltzeiten zwischen Inspiration und Expiration realisiert, als alle anderen bisher am Markt befindlichen Geräte.