Atomphysiker bauen batteriebetriebenes Beatmungsgerät für Corona-Patienten

Ventilatoren, die in den hochhausgroßen Detektoren des Teilchenbeschleunigers LHC am Forschungszentrum Cern in Genf eingesetzt werden, lassen sich auch für die Beatmung von Corona-Patienten nutzen. Sie müssen lediglich modifiziert werden. In Kürze wollen die Forscher, die sich im Normalfall mit den vertrackten Geheimnissen der Atomteilchenphysik beschäftigen, die ersten Geräte Krankenhäusern zur Verfügung stellen. Sie sollen für leichtere Fälle ausreichen, die nur mäßig beatmet werden müssen, und für Genesende. Damit würden hochwertige Beatmungsgeräte, auf die schwere Fälle angewiesen sind, frei. Damit wollen die Cern-Wissenschaftler einen Beitrag leisten, den in vielen stark von der Corona-Krise betroffenen Ländern eklatanten Mangel an Beatmungsgeräten zu mildern.

Der Prototyp wird derzeit verfeinert

Der erste Prototyp war bereits Ende März fertig. Er hat einen Luftspeicher mit einem Volumen von zwei Litern. Seitdem sind die Forscher dabei, ihn weiter zu verbessern, sodass er im klinischen Alltag eingesetzt werden kann. Dazu werden die Druckregler, Ventile und Drucksensoren verbessert. Die zugehörige Software läuft auf einem gekapselten Mikrocontroler. Das gesamte Gerät kann mit Batterien betrieben werden, ist also sehr gut einsetzbar in Regionen mit unregelmäßiger Stromversorgung. Auch Solarzellen oder Notfallgeneratoren reichen aus.

Aufbau des funktionierenden Prototyps Bild @ HEV Collaboration.

Gerät entspricht britischen Richtlinien

Die Forscher orientierten sich an einem von Wissenschaftlern der University of Liverpool per 3D-Druck hergestellten Gerät, das auf der Grundlage der technischen Richtlinien für Beatmungsgeräte entstand, die die zuständige medizinische Behörde des Vereinigten Königreichs erarbeitet hat. Danach muss die Regelung des Luftdrucks sehr schnell angepasst werden, wenn sich die Verhältnisse in der Lunge ändern. Derart kritische Situationen können zum schnellen Tod des Patienten führen. Bei der Anpassung ihres HEV genannten Steuergerät für Gase legten die Wissenschaftler in erster Linie Wert auf die Sicherheit der Patienten.

So könnte das Gerät aussehen und in den Krankenhäusern zum Einsatz kommen. Grafik @ HEV Collaboration

Gerät lässt sich intuitiv bedienen

Bei der Auslegung des Geräts halfen erfahrene Anästhesisten und Beatmungsexperten aus Australien, der Schweiz, Deutschland und Belgien. Wegen der weltweiten Kontaktsperre waren persönliche Kontakte natürlich unmöglich. Die Forscher beraten sich im Rahmen ausführlicher Videokonferenzen. Das Gerät wird per Touchscreen bedient.

„Die Benutzerführung sei intuitiv, sodass es auch von medizinischem Personal eingesetzt werden könne, das nicht speziell an Beatmungsgeräten ausgebildet ist“, erklärt die Cern-Physikerin Paula Collins, die maßgeblich an der Entwicklung beteiligt ist.