Dezentrales Monitoring von Covid-19 Patienten: Projekt M³Infekt startet

22. Oktober 2020

Dresden/Erfurt: Das Fraunhofer Clusterprojekt M³Infekt zielt darauf ab, ein Monitoringsystem zu entwickeln, das ein schnelles Eingreifen bei plötzlichen Zustandsverschlechterungen ermöglicht. Das System soll modular, multimodal und mobil sein und kann zum Beispiel bei der Behandlung von Covid-19- Patienten eingesetzt werden. Durch die frühzeitige Einleitung erforderlicher Maßnahmen hilft das System, Krankheitsverläufe abzumildern, die Therapiedauer zu verkürzen und Intensivtherapiestationen flexibel zu nutzen.

Krankheitsverläufe schnell und sicher diagnostizieren

Die Corona-Pandemie stellt eine Herausforderung für die medizinische Diagnostik dar: Neben schwerwiegenden Symptomen verursacht der SARS-CoV-2-Virus auch milde Verläufe, die sich akut verschlechtern können. Eine durchgängige Patientenüberwachung gibt es aber bisher nur auf Intensivstationen. Plötzliche Gesundheitsverschlechterungen werden dadurch oft erst zeitverzögert erkannt und Betroffene zu spät in ein Krankenhaus gebracht. Genau da setzt das Clusterprojekt M3Infekt an. Durch die mobile Erfassung, Analyse und Fusion relevanter Biosignale mithilfe unterschiedlicher Technologien können valide Diagnosen über Zustand und Krankheitsverlauf getroffen werden.

Das avisierte System adressiert langfristig die dezentrale Patientenüberwachung auf Normalstationen sowie in außerklinischen Umgebungen anhand multimodaler Parameter des Herz-Kreislaufsystems (u.a. Herzrate, EKG, Sauerstoffsättigung, Durchblutungssituation) und der Atmung (u.a. Atemfrequenz/-volumen, Atemluftanalyse). Als Basis zur Auswertung dienen Methoden des maschinellen Lernens, die die Diagnosestellung erleichtern und die ortsunabhängige Integration in verschiedene Einsatz- und Anwendungsszenarien gewährleisten.

Bezahlbare Gesundheit – Mehrwert für Patienten und Gesundheitswesen

Der modulare und mobile Aufbau des geplanten Systems mit standardisierten, offenen Schnittstellen ermöglicht die einfache Integration in andere Plattformen und die Anwendbarkeit für verschiedene Krankheiten, wie bspw. Influenza, Pneumonien und Sepsis. Kontinuierliches Monitoring, bisher nur auf Intensivstationen vorgesehen, erweitert den Systemeinsatz auch auf außerklinische Bereiche, wie bspw. in der Kurz- und Langzeitpflege, der ambulanten Behandlung oder der häuslichen Umgebung. So können Patienten in einer für sie förderlichen Umgebung bleiben und müssen nur bei plötzlicher Verschlechterung ihres Zustands in ein Krankenhaus verlegt werden.

Das M3Infekt-Konsortium unter Leitung des Fraunhofer IIS in Erlangen besteht aus zehn Fraunhofer-Instituten und vier medizinischen Partnern, deren verschiedene fachliche Kompetenzen sich interdisziplinär ergänzen.

Im Rahmen des Projekts beschäftigt sich das Fraunhofer IPMS mit der spirometrischen ultraschallbasierten Atemluftanalyse unter Nutzung eines MEMS-basierten Ultraschallsystems. Dieses dient der Analyse des Luftflusses der Patienten und damit generell der Atmungsüberwachung. Das Fraunhofer IPMS ist außerdem über das Projektzentrum MEOS beteiligt, das einerseits die Koordination der klinischen Partner, die Aufstellung regulatorischer Anforderungen für Messungen an Patienten sowie die Konzept­entwicklung für die Systemintegration übernimmt und andererseits ein System zur chemischen Analyse der Atemluft mittels Ionenmobilitätsspektroskopie entwickelt.

Das Projekt M3Infekt wird im Rahmen der Internen Programme der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert.

 

Partner des Projektes

  • Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
  • Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwurf Adaptive Systeme
  • Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS
  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS
  • Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
  • Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP
  • Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
  • Fraunhofer-Institut für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT
  • Fraunhofer-Projektzentrum Mikroelektronische und Optische Systeme für die Biomedizin MEOS

Klinische Partner

  • Klinikum Magdeburg
  • Charité – Universitätsmedizin Berlin
  • Universitätsklinikum Erlangen
  • Universitätsklinikum Dresden