Entwicklung einer modellbasierten lungenprotektiven Beatmungsstrategie zur dynamischen Mechanostabilisierung der Alveolen

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In der ersten Förderperiode wurden komplexe atemphysiologische Modelle globalsystemischer (GS) und kontinuumsmechanischer (KM) Natur erarbeitet, tierexperimentell evaluiert und in erste Modell-basierte Beatmungs-interventionen umgesetzt. Im Fortsetzungsantrag sollen auf dieser Grundlage die GS- und KM-Modelle zu einem realitätsnahen Lungenmodell zusammengeführt werden, dessen Signatur die Identifizierbarkeit seiner Parameter ist Dieser Identifizierbarkeit auf der Modellseite entspricht auf der Seite der lungenprotektiven Beatmungsstrategie die Signatur der Patientenindividualisierung. Als übergeordnetes Projektziel verfolgt das Konzept der Patienten-individualisierten Lungenprotektion erstmals die Analyse des zeitlichen Musters des Energietransfers zwischen Beatmungsgerät und Lunge während der mechanischen Beatmung und berechnet kontinuierlich diejenige Einstellung des Beatmungsmusters, die diesen Energietransfer individuell minimiert. Dazu sind folgende Arbeitsschritte geplant, die den Aspekt der Patientenindividualisierung in besonderer Weise betonen: 1. Erweiterung der KM Modellbildung mit dem Ziel der Kopplung von Alveolar- und Atemwegsmodellen. 2. Analyse der die individuelle Pathologie charakterisierenden lungenmechanischen Eigenschaften Viskoelastizität, Inhomogenität und alveoläre Rekrutierung. 3. Entwicklung individualisierter Diagnostik im Sinne der aktiven Exploration der funktionellen Atemmechanik. 4. Entwicklung und tierexperimentelle Evaluierung individualisierter Beatmungstherapie zur dynamischen Mechanostabilisierung von Alveolen mittels „Aktiver Exspirationskontrolle . 5. Erweiterung des Methodenspektrums im Hinblick auf die Analyse der Atemmechanik unter unterstützter Spontanatmung.