Herr Christian Schnabel, Absolvent des Studiengangs Physikalische Technik, Studienrichtung Medizintechnik, der Hochschule Mittweida, erhält den Georg-Simon-Ohm-Preis 2012 für seine Abschlussarbeit mit dem Titel "Entwicklung eines Beatmungsgerätes für die Total Liquid Ventilation kleiner Labortiere".
Herr Schnabel hat ein Beatmungsgerät für die vollständige Flüssigkeitsbeatmung kleiner Labortiere entwickelt und getestet. Die Arbeit zeichnet sich durch interdisziplinäre experimentell-präparative und simulative Entwicklungen mit besonderem Neuheitsgrad aus. Dies ist dokumentiert durch zwei Tagungsbeiträge und eine Patentanmeldung.
Die Abschlussarbeit wurde an der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität Dresden in der Arbeitsgruppe "Klinisches Sensoring und Monitoring" angefertigt und von Prof. Dr. R. Hinderer (Mittweida) und Prof. Dr. E. Koch (Dresden) betreut.
Numerische Strömungsmodelle der Lunge sind ein wesentliches Element für die Erforschung und Entwicklung protektiver Beatmungskonzepte. Zur Modellerstellung sind Kenntnisse der Geometrie der Lungenbläschen (Alveolen) und der Lungendynamik notwendig. Diese Information kann mit bisherigen intravitalmikroskopischen Verfahren nur unzureichend gewonnen werden.
Ziel der Abschlussarbeit war die Entwicklung und Evaluierung eines Beatmungsgerätes, welches die Flüssigkeitsbeatmung (TLV, Total Liquid Ventilation) und die mechanische Beatmung kleiner Labortiere erlaubt. Dazu wird die Lunge vollständig mit einer speziellen Flüssigkeit gefüllt. Die Atemgase lösen sich in der Flüssigkeit, die alternierend in die Lunge hinein und aus dieser wieder heraus gepumpt werden. Die Flüssigkeitsbefüllung der Lunge führt zur Brechungsindexanpassung, die eine bessere Bildgebung mittels Optischer Kohärenztomografie (OCT) ermöglicht. Dies liefert wichtige Eingangsgrößen für die numerische Modellierung der Lunge und kann, insbesondere bei schweren Lungenschädigungen, die Voraussetzung für eine verbesserte Therapie sein.
In der Abschlussarbeit hat Christian Schnabel mechanische und elektronische Bauelemente für den Aufbau des Beatmungsgerätes ausgewählt und beschafft, mechanische Komponenten dreidimensional konstruiert und realisiert, eine Elektronikschaltung entworfen und umgesetzt und die notwendige Software entwickelt. Das System wurde vollständig aufgebaut und durch Testuntersuchungen an isolierten Oganen evaluiert. Eine Verbesserung der Eindringtiefe in OCT-Messungen gegenüber konventioneller Mikroskopie und die Reflexminderung bei TLV gegenüber Aufnahmen mit luftgefüllten Alveolen wurde prinzipiell nachgewiesen.
Die Ergebnisse seiner Abschlussarbeit wurden inzwischen auf der "Conference of the American Thoracic Society und der European Conference of Biomedical Optics" vorgestellt. Aus dieser Arbeit geht die Anmeldunge eines Patentes ("Vorrichtung und Verfahren zur Beatmung") hervor. Es laufen bereits Verhandlungen zur Kommerzialisierung des Beatmungsgerätes.
Herrn Schnabel überzeugt insbesondere durch seine sehr interdisziplinäre Ausrichtung (Physik, Medizin, Optik, Messtechnik und Regelungstechnik); beeindruckend ist die große Bandbreite durchgeführter Tätigkeiten und eingesetzter Verfahren (Experiment, Präparation, Simulation/Modellierung, Geräteentwicklung).
Die Auszeichnung wird im März 2012 während der DPG-Jahrestagung in Berlin überreicht.
Quelle. Physikalische Blätter, Nr. 1, 2012