Komplexe Modellsysteme in der automatisierten Beatmung

Abstract

Zusammenfassung: Die künstliche Beatmung stellt eine etablierte Therapie in der Intensivmedizin dar. Trotz der routinemäßigen Anwendung kann es bei schwerkranken Patienten zu Komplikationen kommen. Die modellbasierte Entscheidungsunterstützung erlaubt eine Verbesserung der Therapie, indem an den Patienten angepasste Modelle für Prädiktionen genutzt und damit Therapieeinstellungen individuell optimiert werden. Die eingesetzten Modelle sollten dabei an den Krankheitszustand des Patienten, an die vorliegenden Daten sowie an die aktuelle klinische Fragestellung anpassbar sein und neben der Atemmechanik ebenfalls die wichtigen Bereiche Gasaustausch und Hämodynamik umfassen. Die gezeigten hierarchisch geordneten Modellfamilien erlauben eine flexible Anpassung an die aktuelle klinische Situation, eine robuste Identifikation der Modellparameter sowie eine umfassende Abbildung des Patienten.Schlüsselwörter: Physiologische Modellbildung, Medizinische Entscheidungsunterstützung, Modellhierarchie, Beatmungstherapie.Abstract: Artificial ventilation is a well established therapy in the intensive care unit. Despite its regular use it may harm critically ill patients if not applied adequately. Model based decision support enables the optimization of clinical therapy by exploiting individualized models for predictions of optimized ventilator settings. The implemented models should be adaptable to the patient's disease state as well as the available data at the bedside and the current clinical treatment goal. Moreover, besides respiratory mechanics, they should include gas exchange and cardiovasChristoph Schranz: Hamilton Medical, Bonaduz, Schweiz cular dynamics. The hierarchically structured model families presented in this paper allow a flexible adaption to the current clinical situation, a robust identification of model parameters as well as a global and numerically efficient representation of the patient's physiological properties.