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Klinische Studie testet neuartiges Gerät, das die Sauerstoffversorgung von Frühchen automatisiert

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Eine einzigartige Partnerschaft zwischen Ingenieuren und Medizinern ist auf dem besten Weg, die gesundheitlichen Folgen für Frühgeborene zu verbessern.

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Der Ingenieur Roger Fales, der Medizinprofessor John Pardalos und der Arzt Ramak Amjad haben ein neuartiges Gerät entwickelt, das die Sauerstoffzufuhr für Frühgeborene auf der Neugeborenen-Intensivstation (NICU) automatisch anpassen kann. Dies ist lebenswichtig, da zu viel Sauerstoff bei Frühgeborenen zu Erblindung führen kann, während zu wenig Sauerstoff Hirnschäden und andere negative Auswirkungen auf die Gesundheit verursachen kann.

Derzeit müssen die Krankenschwestern auf der Neugeborenen-Intensivstation manuell einen Knopf drehen, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen oder zu senken, wenn ein Vitalmonitor einen Alarm ausgibt.

Das neue Gerät hingegen automatisiert diesen Prozess, indem es einen Mikrocontroller verwendet, der das Alarmsignal vom Vitalparameter-Monitor empfängt und dann die Sauerstoffmenge automatisch an den sich ändernden Bedarf des Neugeborenen anpasst.

"Je konsequenter wir den Sauerstoff kontrollieren können, desto besser geht es dem Baby, und desto schneller kann es sich entwickeln", sagt Fales, stellvertretender Dekan am College of Engineering der University of Missouri. "Außerdem wird es weniger Ereignisse geben, die sich negativ auf die Gesundheit des Babys auswirken."

Aufbauend auf dem Erfolg einer Pilotstudie mit acht Babys am MU Health Care's Women's and Children's Hospital wird nun eine größere klinische Studie in mehreren Bundesstaaten durchgeführt.

Das Gerät wird bei etwa 60 Frühgeborenen im MU Health Care's Women's and Children's Hospital und im Studer Family Children's Hospital in Pensacola, Florida, eingesetzt werden. Ein Endpunkt der Studie ist die Frage, wie gut das neuartige Gerät im Vergleich zu dem derzeitigen manuellen Verfahren abschneidet.

"Wir werden untersuchen, wer den Sauerstoffgehalt am meisten im vorgeschriebenen Bereich gehalten hat: die Krankenschwestern oder der Computer", so Pardalos. "Wir haben sehr strenge Parameter für den Sauerstoffgehalt, auf deren Einhaltung das Pflegepersonal und die Atemtherapeuten achten müssen

Ein unerwarteter Vorteil des Geräts besteht laut dem Team darin, dass es die Krankenschwestern auf der Neugeborenen-Intensivstation für andere Aufgaben entlastet. Da das Gerät als eine Art "Sauerstoff-Tempomat" fungiert, haben die Krankenschwestern auf der Neugeborenen-Intensivstation mehr Zeit für die Erstellung von Pflegeplänen, die Bewertung der Wirksamkeit von Behandlungen und die Beruhigung von Neugeborenen und Familienmitgliedern.

Ein weiterer Vorteil des Projekts ist die Möglichkeit, die Bedeutung interdisziplinärer Arbeit hervorzuheben und Studenten der Ingenieurwissenschaften eine praktische Erfahrung in einer nicht traditionellen Umgebung zu ermöglichen.

"Nicht jeder Student der Ingenieurwissenschaften hat die Möglichkeit, in ein Krankenhaus zu gehen und etwas in Aktion zu sehen", sagte Fales. "Die Erfahrung und die Möglichkeit, ein medizinisches Gerät in unserem Labor auf dem Campus der University of Missouri zu entwickeln und dieses Gerät dann auf die Neugeborenen-Intensivstation zu bringen und direkt mit dem Neonatologen zusammenzuarbeiten, wird uns nicht nur die Möglichkeit geben, Forschungsergebnisse zu erzielen, sondern auch die beteiligten Studenten zu schulen. Diese Art von Erfahrung wird es ihnen ermöglichen, in medizinisch-spezifischen Bereichen innerhalb des Ingenieurwesens zu arbeiten und auch Fähigkeiten für die Arbeit in multidisziplinären Teams zu demonstrieren und aufzubauen, die überall innerhalb des Ingenieurwesens - oder auch außerhalb des Ingenieurwesens - nützlich sein können."