Belastungsarme Ermittlung von Vitalparametern auf der Basis der Flussmessung in der Handgelenksarterie

Es wird ein neuartiges RadialisPeriOP-System  zur nichtinvasiven Ermittlung des Blutdrucks und weiterer Vitalparameter entwickelt. Grundlage ist dabei die Messung des Blutflusses in der Handgelenksarterie mit der Ultraschalldopplermesstechnik. Aus dem Blutfluss werden einerseits volumetrische hämodynamische Parameter bestimmt und andererseits über einen Regelkreis nichtinvasiv der Blutdruck gemessen.

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Projektbeschreibung

Problem: Jährlich werden deutschlandweit ca. 12 Millionen Operationen durchgeführt von denen 10-15 % Hochrisiko-Eingriffe sind die mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität einhergehen. Etwa 10 % aller Patienten entwickeln postoperativ gravierende Komplikationen. Diese Daten zeigen, dass eine optimale und individualisierte Therapie bereits während der Operation notwendig ist, damit dem Auftreten von Komplikationen frühzeitig entgegengewirkt werden kann. Als nützliche Maßnahme haben sich die Bestimmung des Herzzeitvolumens und Hämodynamikparameter und die damit verbundene optimierte Flüssigkeitsgabe nach dem Prinzip der Goal-directed Therapy gezeigt. Aus physiologischer Sicht sind zwei Größen für die hämodynamische Optimierung entscheidend – Blutdruck und Blutfluss.

Messprinzip von RadialisPeriOP: im Druckkissen über der Handgelenksarterie wird der Kissendruck so geregelt, dass ein kleiner Blutfluss erhalten bleibt. Bei dieser Regelung folgt der Kissendruck dem pulsatilen arteriellen Blutdruck.

Die Innovation besteht in der Nutzung des Ultraschalldopplersignals zur Ermittlung von Druckpuls und Fluss am Handgelenk.
Für die Steuerung des Flüssigkeitshaushalts vor allem während einer Operation will der Anästhesist den zentralen Kreislaufzustand kennen – ist eine Flüssigkeitszugabe erforderlich oder ist sie schädlich? Stand der Technik ist die blutige Messung des Druckverlaufs (Pulskurve) in der Radialarterie oder die unblutige Messung am Finger. Daraus versucht man die Flüssigkeitsverteilung zu ermitteln. Das ist mit Fehlern verbunden, weil sich auch bei einer wenig durchbluteten Peripherie der Druckpuls fortpflanzt und in der Peripherie gemessen werden kann.
Dies ist der neue Ansatz von RadialisPeriOP: an die Stelle der Druckmessung an der Radialarterie tritt die Flussmessung, weil der Blutfluss aus physiologischer Sicht die entscheidende Größe für die Organdurchblutung ist. Sie ermöglicht eine direkte Beurteilung, ob die Peripherie durchblutet wird oder ob sich das Blutvolumen hauptsächlich im Kreislaufzentrum befindet. Alternierend wird auch der Druckpuls gemessen – damit können auch alle der bisherigen Algorithmen weiter genutzt werden.
Durch fehlertolerante intelligente Signalanalysealgorithmen erfolgt eine Schätzung weiterer physiologischer Kenngrößen, die für eine Therapiesteuerung erforderlich sind. Insbesondere soll ein Algorithmus mit Steuerempfehlung des Flüssigkeitshaushalts entwickelt werden. Die periphere Messposition erlaubt eine direkte Messung des peripheren Widerstandes bzw. des Verlaufs der peripheren Perfusion, die physiologisch bei Volumenmangel zuerst abnimmt. Dies ist ein bisher nicht verwendetes ergänzendes Steuerkriterium zur Volumentherapie und zum Erkennen einer Zentrierung des Kreislaufs.
RadialisPeriOP besteht aus mehreren miteinander vernetzten Sensoren (Ultraschallsensoren, Drucksensoren und Regelung) und wird unmittelbar am Körper getragen Es steht in direkter Interaktion mit dem Nutzer – hier dem Anästhesisten und leistet einen essentiellen Beitrag zur Gesundheit des Patienten weil es eine medizinisch-diagnostische und therapeutische Wirkung hat und aufgrund der gemessenen Daten eine Empfehlung zur Flüssigkeitssteuerung an den Nutzer abgibt. Durch Interaktion von RadialisPeriOP mit dem Anästhesisten werden die Hämodynamik und die Flüssigkeitstherapie optimiert.
Dadurch kann eine bessere Behandlung von Patienten vor, während und nach Operationen erreicht werden. Aber auch für Patienten auf der Intensivstation ist es überlebenswichtig, dass die Kreislaufsituation und die Verteilung des Blutvolumens klar und einfach vom behandelnden Arzt beurteilt und richtig gesteuert werden kann. Insbesondere die Zentrierung des Kreislaufs wird durch RadialisPeriOP besser als bisher erkannt.

Ansprechpartner

Kooperationspartner

  • GAMPT mbh
  • LB Engineering
  • TU Berlin – Fachgebiet Regelungssysteme
  • Universitätsklinikum Gießen-Marburg – Klinik für Anästhesiologie, Operative Intensivmedizin und Schmerztherapie
  • Deutsches Herzzentrum Berlin

Förderung

Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 13GW0190B gefördert.