Medizinaltechnik

Lungenfunktionstests

NM GmbH unterstützt Eco Medics AG, Dürnten in der Entwicklung neuartiger Signalverarbeitungsalgorithmen zur Optimierung von Lungenfunktiontests. Typischer­weise wird dabei die Zusammensetzung von expirierter Luft in Funktion des Volumens erfasst und daraus Volumina, Toträume und diverse Indices (z.B. Lung clearance index) bestimmt. Wegen Va­riationen der Temperatur und des Feuchtegehalts der ausgeatmeten Luft, resp. infolge von Artefak­ten der Sensorik müssen die gemessenen Rohsignal nachträglich korrigiert werden, um optimale diagnostische Qualität zu erzielen.
Der gewählte Ansatz verwendet physikalisches Betrachtungen, Signalfiltertechniken und numeri­sche Verfahren um eine on-line Verarbeitung zu gewährleisten. Ein integraler Teil der Signalkorrek­turalgorithmen ist die effiziente Simulation von unbeobachtbaren Grössen, z.B. der Temperatur der ausgeatmeten Luft am Ort des Flusssensors.

Lungenmodellierung

In enger Zusammenarbeit mit der Universitätskinderklinik des Inselspitals Bern und Eco Medics AG, Dürnten entwickelt NM GmbH numerische Modelle für den Gastransport in der menschlichen Lunge. Der Fokus liegt dabei auf dem Verständnis von so genannten doppelt inerten Gaseffekten: Ventilationsinhomogenitäten der Lunge können indentifiziert werden, wenn der Stickstoffanteil der eingeatmeten Luft teilweise durch ein Gemisch von He und SF6 mit identischer mittlerer Molmasse ersetzt wird. Die expirierte Gaszusammensetzung enthält dann Informationen über die Ventilation, insbesondere über die Lage von Diffusionsfronten, welche sich in die Abfolge und relative Stärke von He und SF6 übertragen. Diese Grössen werden indirekt durch eine akustische Methode anhand des Signals der mittleren molaren Masse bestimmt.
NM GmbH unterstützt die medizinische Forschung durch physikalische und physiologische Model­lierung der relevanten Gastransportprozesse, welche die Konvektion, die Multispeziesdiffusion und den Gasaustausch in den Alveolen umfasst. Das eingentlich Ziel ist die Identifikation von messbaren Signaleigenschaften, welche in robuster Weise die Inhomogenität der Lungenventilation abbilden.

 

Signalkorrektur (Modell-basierte Filterung)
Auschnitt vom Tool-GUI
Exhalyzer (Eco Medics AG)