În secțiile de terapie intensivă, respirația artificială este adesea folosită ca ultimă soluție pentru a salva viața unui pacient. Din păcate, cu toate acestea, aceasta aduce riscul de leziuni pulmonare acute sau cronice, în special dacă ventilatorul lucrează împotriva impulsului respirator al pacientului. Prin urmare, cercetătorii de la Grupul de proiecte Fraunhofer pentru automatizare în medicină și biotehnologie din Mannheim lucrează la un nou senzor inovator care vizează să ofere un mod mai blând de administrare a respirației artificiale, în special pentru copii și nou-născuți.
Bebelușii prematuri necesită adesea îngrijiri intensive, cum ar fi respirația artificială datorită plămânilor subdezvoltați. Aceasta duce la multiple complicații potențiale, inclusiv volutrauma, care este cauzată de ventilatorul care pompează prea mult aer în plămânul mic. Mai mult, poate duce și la barotrauma, atunci când ventilatorul aplică aer la o presiune prea mare, mai ales în timpul expirației sugarului. Pentru a evita aceste tipuri de complicații, medicii trebuie să aibă o atenție deosebită atunci când se ocupă de astfel de pacienți fragili. De exemplu, tubul nu este închis etanș în interiorul traheei, cum ar fi cazul adulților. Acest lucru permite o parte din aer să scape, reducând astfel riscul de traume. Cu toate acestea, acesta împiedică, de asemenea, medicii să-i asigure pacienților tineri o respirație optimă.
Pentru a rezolva această problemă, Jan Ringkamp și Jens Langejürgen de la Institutul Fraunhofer pentru Ingineria Fabricării și Grupul de Proiecte de Automatizare pentru Automatizare în Medicină și Biotehnologie PAMB lucrează la o abordare mai blândă, numită Thorax Monitoring. „În esență, este un mic dispozitiv de măsurare care detectează dacă un pacient care suferă de respirație artificială vrea să respire sau să iasă”, explică Ringkamp. „Acest lucru ar permite ventilatoarelor să se adapteze continuu la modelul de respirație al pacientului. Zero volu- sau barotrauma cu o respirație optimă – ACUM este obiectivul ”, afirma Langejürgen.
Sistemul de monitorizare Thorax detectează modelul de respirație al pacientului
Sistemul de monitorizare Thorax utilizează două antene atașate la pieptul pacientului sau lângă acesta, cu o antenă care transmite o undă electromagnetică și cealaltă care o primește. Principiul este că mușchiul, grăsimea și țesutul au toate proprietăți electrice diferite de aerul din plămâni. În ciuda sunării destul de complexe, ideea generală este destul de simplă: atunci când un pacient se inspiră, plămânii se extind pe măsură ce se umplu cu aer. Unda electromagnetica circulă mai rapid prin aer decât țesutul. Când pacientul expiră, este invers: plămânii se contractă, unda electromagnetică trebuie să călătorească prin mai multe țesuturi și astfel progresul său este încetinit.
Cu alte cuvinte, există o diferență măsurabilă între inhalare și expirare, care poate fi ridicat de sistemul de monitorizare a toracelui. Funcționează pentru sugarii prematuri și pentru oricare alți pacienți incapabili să respire singuri, dar al căror corp încă încearcă. „Chiar dacă expansiunea sau contracția plămânului este extrem de minimă, aceasta are încă un efect măsurabil asupra semnalului. Testele de laborator au arătat că putem detecta bine modificările sub un mililitru ”, spune Ringkamp. „Sistemul de monitorizare a toracelui urmărește încercarea de respirație a pacientului și poate îndruma ventilatorul să ofere sprijin în consecință. Un avantaj al demersului nostru este că nu trebuie să atașăm senzori pacientului pentru a o face ,ceea ce este deosebit de important, având în vedere pielea extrem de sensibilă a sugarilor prematuri ”, spune Langejürgen.
Oamenii de știință au construit deja și testat un prototip. În noiembrie, aceștia au prezentat audientei de specialitate la târgul MEDICA.