Kurzfassung

Unabhängig vom Schwerpunkt der DFG bewilligt, aber thematisch und organisatorisch-inhaltlich in der Praxis an diesen angeschlossen wird das DFG-Projekt in Kooperation mit dem DLR Göttingen und der Firma Viasys Healthcare als interdisziplinäres Projekt in die Praxis umgesetzt. Die Hochfrequenz-Oszillationsbeatmung (High frequency oscillatory ventilation; HFOV) wird als potenziell schonende Beatmungsstrategie insb. bei Patienten mit akutem Lungenversagen (ARDS) eingesetzt. Die genauen Ursachen...Unabhängig vom Schwerpunkt der DFG bewilligt, aber thematisch und organisatorisch-inhaltlich in der Praxis an diesen angeschlossen wird das DFG-Projekt in Kooperation mit dem DLR Göttingen und der Firma Viasys Healthcare als interdisziplinäres Projekt in die Praxis umgesetzt. Die Hochfrequenz-Oszillationsbeatmung (High frequency oscillatory ventilation; HFOV) wird als potenziell schonende Beatmungsstrategie insb. bei Patienten mit akutem Lungenversagen (ARDS) eingesetzt. Die genauen Ursachen und das Ausmaß dieses ‚protektiven Potenzials’ sind weitgehend unerforscht.
Eine Optimierung der HFOV in Bezug auf die Vermeidung von Lungenschäden und einen effektiven Gasaustausch ist erfolgsversprechend, wenn es gelingt, eine kausale Verknüpfung der Einstellparameter der HFOV über das lokale Strömungsverhalten der Atemgase von der Trachea bis hinein in distale Luftwege mit der Ventilation und Schädigungsmustern auf alveolärer Ebene herzustellen. Dies komplexe Ziel soll durch Simulation und in vivo-Experimente stufenweise verwirklicht werden. Zur Gewährleistung einer optimalen Abbildung realer Verhältnisse erfolgt die Modellentwicklung auf der Basis experimenteller Ergebnisse.
Simulationen des instationären, dreidimensionalen Transports der Atemgase im Tracheo¬bronchialbaum sollen mittels Finite-Volumen Verfahren und spektral-hp Elemente Verfahren realisiert werden. Strömungsgeschwindigkeiten werden mittels Kontrastgas-gestützter Magnetresonanztomographie (MRT) gemessen und mittels PIV validiert. Das Schädigungspotenzial verschiedener Einstellparameter der HFOV wird über MRT-Bestimmung alveolärer Dehnung und Mediatorenanalyse überprüft. Die Effizienz in Bezug auf den Gasaustausch dieser Einstellungen wird über MRT-Messung der alveolären Ventilation getestet. Jedes Experiment umfasst gleichzeitig die Bestimmung regionaler Drücke in den Luftwegen. Diese bilden zusammen mit den Strömungsgeschwindigkeitswerten die Verknüpfungsstelle für Simulation und Experiment und sichern das geplante Optimierungskonzept der HFOV.
Von den geplanten Arbeitspaketen wurde bereits der Aufbau eines MRT-kompatiblen HFOV-Settings und eine erste Abschätzung der Auswirkung der Geräte-Modifikationen auf die systemischen Strömungsverhältnisse durchgeführt. In einer in vivo Studie wurde die HFOV-Frequenzabhängigkeit des Auswaschverhaltens von C4F8-Gas am Hausschwein untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Auswaschzeit mit wachsender Frequenz zunimmt. Dies deckt sich mit den Erfahrungen beim klinischen Einsatz der HFOV mit Sauerstoff. Nächste Schritte sind MRT-Messungen und Simulationen der Strömungsgeschwindigkeiten der Kontrastgase im Endotrachealtubus und einem Ausgussmodell einer Schweinelunge, die auf der Basis von CT-Daten erstellt wird.» weiterlesen» einklappen