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Die CPAP-Lösung

Eine Leistungsbeschreibung mit Spezifikationen und Operationsdaten ist nun verfügbar: Leistungsbeschreibung

Die CPAP (Continuous positive airway pressure)-Beatmung ist eine gängige Therapieform zur Behandlung von schlafbezogenen Atmungsstörungen wie der Schlafapnoe. Dabei wird der Patientin oder dem Patienten nachts mit einer Maske ein kontinuierlicher Überdruck appliziert, der die Atemwege im Schlaf offenhält. CPAP-Geräte sind in Haushalten und Krankenhäusern in großen Stückzahlen vorhanden.

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Abb.: Vergleich verschiedener Versionen der CPAP-Lösung "CARL"

Wir haben ein Gerät entwickelt, mit dem ein CPAP-Gerät zu einer einfachen, nicht-invasiven Beatmungsapparatur erweitert werden kann. Damit kann dem absehbaren Engpass an Beatmungsgeräten entgegengewirkt werden.

Um eine Beatmung zu ermöglichen, müssen unterschiedliche Drucke bei der Ein- und Ausatmung appliziert werden. Unsere Einheit wird zwischen CPAP-Gerät und Beatmungsschlauch angebracht und ändert den bereitgestellten, kontinuierlichen CPAP-Druck so ab, dass alternierende Druckniveaus entstehen.

Unsere Lösung besteht aus zwei Komponenten:

  • a) einem Klappensystem
  • b) einer Mikrocontroller-Einheit.

Die Klappe reguliert durch Öffnen und Schließen den Luftdruck, der in der Beatmungsmaske anliegt. Die Klappe wird von einem Servomotor bewegt, der wiederum von einem Mikrocontroller gesteuert wird. Unser Team hat für diese Einheit den Code geschrieben, mit dem die Ventilklappe periodisch geöffnet und geschlossen wird und somit die Beatmung steuert. Zusätzliche Vorrichtungen im Design sorgen dafür, dass der Druck in einem bestimmten Bereich gehalten wird. Es wurden Anschlüsse vorgesehen, über die der Patient bzw. die Patientin gegebenenfalls mit Sauerstoff versorgt werden kann.

Das Gerät kann nahezu vollständig in großer Stückzahl mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Zusätzliche benötigte Komponenten wie die Mikrocontroller-Einheit oder der Servomotor sind in großer Stückzahl in Deutschland vorhanden.

Vor kurzem haben wir den ersten Prototypen zum Laufen gebracht, um die Grundfunktionen zu testen. Das folgende Video zeigt unseren Prototypen in Betrieb (Version vom 19.03.): https://youtube.com/video/RCZkSUAaGAo

Ein weiterer Test des Prototypen (Stand: 21.03.) kann hier gesehen werden: https://youtu.be/A6qe4ckgw8U

Hier sehen Sie einen Test mit dem zweiten, schon verbesserten Prototypen (Stand: 21.03.): https://youtu.be/xVVP6O_0aLg

Der neueste Prototyp ist in diesem Video zu sehen: https://youtu.be/OQiMXHRqIqg

Unser Modell wurde bereits Ärztinnen und Ärzten der Uni Marburg vorgestellt und von diesen positiv aufgenommen.