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Integrated Laser Sensor for Exhaled Anaesthetic Agent Monitoring

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Perfektionierung der Anästhesie

Ein neues Verfahren zur Messung eines oft verwendeten Anästhetikums im Atem während eines chirurgischen Eingriffs wird Ärzten dabei helfen, die genaue Dosierung zu bestimmen und Komplikationen zu vermeiden.

Gesundheit

Vor chirurgischen Eingriffen wird der Patient oft in Narkose versetzt. Die Anästhesie ist jedoch ein schwieriger Teil bei einer Operation, die genau überwacht werden muss. Während des Eingriffs besteht die absolute Notwendigkeit, die Konzentration des Anästhetikums im Blut des Patienten zu überwachen. Das INTELSENS-Projekt, das vollständig von der EU finanziert wurde, sollte eine neue Möglichkeit entwickeln, die Konzentration von Propofol (eines der am häufigsten verwendeten Anästhetika) des Patienten zu überwachen. Zur Detektion von Spuren des Anästhetikums im Atem des Patienten schlugen die Projektteilnehmer einen Gassensor vor. Die Wirksamkeit der durch Propofol hervorgerufenen Narkose wird momentan nur anhand von Symptomen des Patienten überwacht. Die Möglichkeit, beim Patienten die Konzentration von Propofol in der ausgeatmeten Luft zu messen, ist momentan nicht gegeben, dies würde die Möglichkeiten der Kontrolle bezüglich seiner Verabreichung jedoch stark verbessern. Das Projektteam war bei der Entwicklung eines neuen optischen Sensorkonzepts zur Detektion des Propofol-Gehalts erfolgreich. Es wird erwartet, dass hierdurch eine Verbesserung der Qualität der Gesundheitsfürsorge möglich ist, da die Dosis an den individuellen Bedarf des Patienten anpassbar ist, während gleichzeitig die Zeiten für die klinische Erholung und die postoperative Pflege sowie die hierdurch hervorgerufenen Kosten verringert werden können. Bei der Injektion wird Propofol in den Blutkreislauf des Patienten eingebracht, Spuren des Medikaments sind dann in der Atemluft nachweisbar. In Studien zur medizinischen Machbarkeit, bei denen die Massenspektrometrie und Gaschromatographen eingesetzt wurden, konnte die Konzentration des Propofols bereits bestimmt werden, diese Verfahren sind für den Einsatz in der Chirurgie jedoch ungeeignet. Nach vielen Tests unter Verwendung von UV- und Infrarotstrahlen zur Messung des Propofols konnte das Team die beste Vorgehensweise zur optischen Detektion des Medikaments vorstellen. Das Verfahren basiert auf der photoakustischen Spektroskopie (PAS), mit der die Ultraviolett-Absorption gemessen werden kann. Bei diesem Verfahren kommt auch die Laseranregung zum Einsatz. Es gelang, die hierfür erforderlichen Geräte zu entwickeln und zu optimieren. Das Projekt bewies die eindeutige Machbarkeit. Der Erfolg basierte auf der aktiven Zusammenarbeit von Physikern, Chemieingenieuren, Vertretern der Gesundheitsberufe und Entwicklern medizinischer Systeme aus der Industrie. Die Ergebnisse haben das Interesse anderer Forschungsinstitute und industrieller Systemhersteller geweckt. Während eines Anschlussprojekts soll die klinische Evaluation des PAS-Verfahrens für die Überwachung der Propofolkonzentration bei Patienten während der Narkose durchgeführt werden. Das neue Verfahren weist auch über den momentanen Anwendungsbereich hinaus Potenzial auf, beispielsweise bei der Bestimmung von atmosphärischen Spurengasen, bei der Atemdiagnostik, der industriellen Prozessüberwachung sowie bei der Detektion von Schadstoffen in der flüssigen Phase.

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