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Open-Source-Beatmungsunterstützung zur schnellen Hilfe weltweit

| Autor: Thomas Kuther

Die Zahl der schwer am Corona-Virus Erkrankten steigt weiter – und Beatmungsgeräte sind oft Mangelware. Abhilfe soll ein an der Hochschule in Schweinfurt entwickeltes System schaffen, das vor Ort aus Standardkomponenten und Teilen aus einem 3D-Drucker hergestellt werden kann.

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Symbolbild: Die Open-Source-Beatmungshilfe soll die Bedienung des Beatmungsbeutels automatisieren, die in Notfällen sonst von Pflegepersonal von Hand betätigt werden muss.
Symbolbild: Die Open-Source-Beatmungshilfe soll die Bedienung des Beatmungsbeutels automatisieren, die in Notfällen sonst von Pflegepersonal von Hand betätigt werden muss.
(Bild: oracast / Pixabay )

Es ist Mitte März 2020 und rasant steigende Zahlen aus China über Covid-19-Erkrankte versetzen die Menschen weltweit in Angst und Schrecken. Und eines ist klar: wenn immer mehr Corona-Patienten beatmet werden müssen, sind dringend benötigte Beatmungsgeräte bald Mangelware!

Das alarmiert auch den brasilianischen Studenten Gustavo Pinto an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS) in Schweinfurt. Ihm ist bewusst, dass durch fehlende Beatmungsmöglichkeiten die Zahl der Corona-Toten noch schneller zunehmen wird. Aber was tun?

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Pinto weiß zwar, dass sich Patienten im Notfall auch mit einem so genannten Beatmungsbeutel beatmen lassen, was aber Pflegekräfte bindet, da der Beatmungsbeutel von Hand betätigt werden muss. Einen Patienten auf diese Weise mit Luft zu versorgen, ist eine anstrengende und auf Dauer sehr ermüdende Aufgabe. Zudem ist eine gleichmäßige Beatmung mit konstanter Frequenz und gleichmäßigem Druck nicht sichergestellt.

Warum nicht automatisch?

Wieso aber sollte nicht eine Maschine den Beatmungsbeutel gleichmäßig und mit definiertem Druck betätigen? Als er die Idee seinem Professor Dr. Volker Bräutigam vortrug, war dieser Feuer und Flamme: „Den Vorschlag fand ich gleich großartig“, freut sich Bräutigam. „Und an unserer Hochschule in Schweinfurt haben wir die Möglichkeit, diese Idee zu untersuchen. Schnell konnten wir weitere Mitarbeiter und Studenten für unser Projekt gewinnen.“ Ziel des Teams LUCSY (Lung Care System) ist es, mehrere Vorrichtungen zu entwickeln, mit denen die Bedienung von Beatmungsbeuteln automatisiert werden kann.

Das Konzept der Schweinfurter soll einfach, modular und robust sein und nur aus wenigen mechanischen Komponenten bestehen. „Wir haben drei Versionen, um an die unterschiedlichen Bedingungen am Einsatzort reagieren zu können“, berichtet Bräutigam. „Und das Wichtigste: Neben den elektronischen Standardkomponenten wie einem Elektromotor oder einem Raspberry Pi oder Arduino zur Steuerung werden praktisch nur noch Teile benötigt, die aus dem 3D-Drucker kommen. Wir können uns vorstellen, die Stücklisten zu veröffentlichen, und es sind frei verfügbare Tutorials und Open Source Codes geplant. Damit lassen sich dann – sobald eine medizinische Freigabe vorliegen sollte – die Beatmungsgeräte weltweit vor Ort herstellen.“

Schnelle Hilfe vor Ort

Laut Prof. Bräutigam könnte das Projekt in zwei bis drei Wochen – soweit bewertbar – entwickelt und mit druckbasierenden Steuer- und Regeleinheit ergänzt sein, dass eine Industrialisierung angedacht werden könnte. Die Frage der möglichen Zertifizierung wird derzeit mit Medizinern und Rechtsexperten geklärt. Bei einem positiven Bescheid und Vaalidierung würde danneiner Umsetzung auch in Gegenden ohne oder mit sehr geringer medizinischer Ausstattung nicht mehr viel im Wege stehen.

Zum internationalen Entwickler-Team des Projekts LUCSY an der FHWS gehören neben Prof. Bräutigam und Gustavo Pinto auch Prof. Dr. Uwe Sponholz, die Studenten Philip Schömig und Daniel Blümm sowie der technische Beamte Josef Zenker und der wissenschaftliche Mitarbeiter Dipl.-Ing. Maximilian Rosilius. Sie testen unterschiedliche Konzepte für Vorrichtungen, um die Bedienung von Beatmungsbeuteln personalsparend „automatisieren“ zu können. Ebenfalls mit an Bord sind der Chefarzt Prof. Dr. Karl Mischke, die Leo Academie des Leopoldina Krankenhauses in Schweinfurt, Manuel Geuen, die Ausbildungswerkstatt von Jopp in Bad Neustadt an der Saale und die Johanniter-Unfall-Hilfe in Schweinfurt.

Das Video zeigt erste Tests an einer Beatmungspuppe

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