ISBN 978-3-8439-2808-3

978-3-8439-2808-3, Reihe Medizintechnik

Andreas Günther
Entwicklung eines respiratorischen Systems zur maskenlosen Atemgasanalyse in der terrestrischen und Raumfahrtmedizin

191 Seiten, Dissertation Technische Universität Dresden (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Atemgasanalyse, im Speziellen die Spiroergometrie, stellt eine etablierte Methode in der medizinischen Diagnostik dar. Durch die Analyse der O2-, CO2- und Volumenstromsignale der Atemluft werden mit ihr die Leistungsfähigkeit und das Zusammenspiel kardio-vaskulärer, pulmonaler und metabolischer Prozesse nichtinvasiv untersucht. Derzeitige SE-Systeme weisen jedoch zwei wesentliche Problembereiche auf, für die bis heute keine adäquaten Lösungen existieren: 1. Es werden geschlossene Atemmasken verwendet, die als unkomfortabel und stark einschränkend empfunden werden und eine erhebliche Fehlerquelle infolge emotionaler Stressreaktionen darstellen; 2. Die Gasanalyse erfolgt aufgrund komplexer Sensorik in einem externen Analysator (ex-situ), wodurch das Gesamtsystem fehleranfällig und kostenintensiv wird.

Die vorliegende Dissertation greift beide Problemfelder auf und befasst sich mit der Entwicklung eines neuartigen Konzepts, das erstmals eine maskenlose Atemgasanalyse direkt im Hauptatemstrom (in-situ) ermöglicht. Die Grundidee besteht dabei darin, die fest anliegende Maske durch einen frei vor dem Gesicht positionierten Atemkollektor zu ersetzen, in dem neuartige miniaturisierte Gassensoren integriert werden. Der Kollektor wird von einem ergonomisch ausgelegten und auf die jeweilige Person adaptierbaren Headset-System getragen. Erste Protoptypen wurden im Rahmen dieser Arbeit entwickelt und untersucht. Die Ergebnisse lassen auf ein hohes Anwendungspotential in der terrestrischen und der Raumfahrtmedizin schließen.