Design and implementation of closed loop control algorithms for the cardiopulmonary bypass

• Applicant: Privatdozent Dr. Martin Hexamer
• Subject Area: Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
• Term: from 2003 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5397069

Zahlreiche kardiochirurgische Eingriffe erfordern die temporäre Ruhigstellung von Herz und Lunge, deren Funktionen dann durch eine extrakorporale Zirkulation (EKZ) übemommen werden müssen. Dazu wird Blut aus dem Körper entnommen, zwecks Aufbereitung einer Herz-Lungen-Maschine (HLM) zugeführt, um danach wieder in den Körper gepumpt zu werden. Wesentliche Komponenten der HLM sind eine Pumpe (Herzersatz) und ein Oxygenator für den Blutgasaustausch (Lungenersatz). Mit Mlfe eines extensiven Monitoring (Blutgasparameter, Blutfluss, Blutdruck, etc.) wird das Gesamtsystem bisher manuell anhand vorgegebener Kriterien gesteuert. Eine vergleichbare Situation ist bei der extracorporalen Membranoxygenation (ECMO) gegeben, einer längerfristigen Intensivmaßnahme, die bei speziellen kardiochirurgischen Problemen indiziert ist. Gegenstand dieses Projektes ist der Entwurf von Automatisierungsverfahren und deren Validierung/Optimierung mit dem Ziel, die Qualität dieser klinischen Maßnahme zu erhöhen. Zur Reduktion des Patientenrisikos beim späteren Einsatz und zur Objektivierung derergebnisse sollen umfangreiche prä-klinische Testreihen in einem Versuchsstand durchgeführt werden, in dem reales Blut zirkuliert und dabei den gleichen Gastransferprozessen unterliegt wie unter realen Bedingungen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Reiner Koerfer; Professor Dr. Jürgen Werner