Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe „Medical Control“ setzt sich aus Ingenieuren und Medizinern zusammen, die gemeinsam an automatisierungstechnischen Problemstellungen in der Medizin forschen. Dazu gehören des Institut für Automatisierungstechnik der Universität Rostock und das Fachgebiet Automatisierungstechnik und Mechatronik der Hochschule Wismar sowie Mediziner der Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie der Universität Rostock.
Seit 1992 wurde an einem System zur automatischen Medikamentenapplikation in der Anästhesie geforscht. Seit einigen Jahren arbeitet die Arbeitsgruppe erfolgreich an der Modellierung und Regelung von Herzunterstützungssystemen.
Die Forschungsarbeiten wurden und werden durch die DFG, von Unternehmen oder durch hochschulinterne Förderungen unterstützt.
Auswahl aktueller Forschungsschwerpunkte
„Rostocker Assistenzsystem zur Narkoseführung (RAN)“
Bei chirurgischen Manipulationen und diagnostischen Verfahren im Operationssaal hat der Anästhesist oder die Anästhesistin die Verantwortung für eine adäquate Anästhesie des Patienten. Er/Sie muss sicherstellen, dass die Tiefe der Hypnose angemessen ist, der/die Patient/-in keine Schmerzen (Analgesie) fühlt, die Muskeln entspannt sind (Relaxation) und die hämodynamischen Parameter stabil sind. Der Anästhesist schließt aus den Messgrößen verschiedener Standard-Monitore und physiologischer Anzeichen auf den Zustand des Patienten. Mit Hilfe verschiedenen Anästhetika sichert der Anästhesist eine der Situation entsprechende adäquate Narkose.
Das RAN wurde für die automatisierte Medikamentenapplikation entwickelt. Ausgehend von der Einbindung der Messsignale in das System wurde rechnergestützt die notwendige Menge an Medikament berechnet und an eine Infusionspumpe übertragen, die das Medikament zum Patienten bringt. Für die Berechnung der Medikamentenmenge wurden unterschiedliche Regelungsansätze (GpC, Fuzzy PD+I, Fuzzy Expert) implementiert.
Das entstehende Mehrgrößensystem wurde mittels dezentraler Mehrgrößenregelung geregelt. Das System wird kontinuierlich weiterentwickelt und an aktuelle Erkenntnisse und Methoden angepasst.
Modellierung und Regelung von Herzunterstützungssystemen
Herzunterstützungssysteme werden bei terminalem Herzversagen zur Überbrückung bis zu einer Herztransplantation oder zur Mittel- und Langzeittherapie eingesetzt.
Neue mobile Assistenzsysteme stellen einen großen Fortschritt bezüglich der Lebensqualität des Patienten dar. Dabei wird zwischen extrakorporalen, intrakorporalen Herzunterstützungssystemen und Totalkunstherzen unterschieden.
In der Arbeitsgruppe wurde mit der Berlin Herat GmbH für ein pneumatisch betriebenes Herzunterstützungssystem EXCOR ein modellbasierter Regelungsentwurf durchgeführt.
Mitarbeiter
- M.Sc. Alexander Benkmann – IAT Universität Rostock / ATM HS Wismar
- Prof. Dr.-Ing. Olaf Simanski – ATM Hochschule Wismar
- Dr.-Ing. Wolfgang Drewelow – IAT Universität Rostock
- Dr. med. Jörn Bajorat – KAI Universität Rostock
- OA Dr. med. Matthias Janda – KAI Universität Rostock
- Prof. Dr. med. Rainer Hofmockel – KAI Universität Rostock
- B.Sc. Henry Wolf – Universität Rostock