Krankheitsverläufe schnell und sicher diagnostizieren

Die Corona-Pandemie stellt eine Herausforderung für die medizinische Diagnostik dar: Neben schwerwiegenden Symptomen verursacht der SARS-CoV2-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 arbeitet das Fraunhofer-Projektzentrum MEOS zum einen an der chemischen Atemluftanalyse mittels Ionenmobilitätsspektroskopie. Dazu kommt ein sog. miniaturisierter FAIMS-Chip (High Field asymmetric ion mobility spectrometry) zum Einsatz. Das am Fraunhofer IPMS entwickelte MEMS-Bauelement ist Herzstück eines kompakten Systems, das einen Fingerprint von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) in der Atemluft erzeugt, anhand dessen Erkrankungen erkannt werden können. Darüber hinaus übernimmt das Projektzentrum MEOS die Koordination der klinischen Partner, die Aufstellung regulatorischer Anforderungen für Messungen an Patienten sowie die Konzeptentwicklung für die Systemintegration.

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

 

Partner:

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

 

Ansprechpartner:

Dr. Christian Münzenmayer (Fraunhofer IIS)

Dr. Michael Scholles (Fraunhofer MEOS)