Image: Babysimulator für die Frühgeborenen-MedizinMit Babysimulatoren können Ärzte für den Ernstfall trainieren | sergeyryzhov
TechnikFrühchen zum Üben

Baby­si­mu­lator für die Früh­ge­bo­renen-Medizin

Lesezeit ca.: 4 Minuten

Oliver Jesgulke

freier Journalist

Die Medizin hat beim Durchbringen von Frühgeburten in den vergangenen Jahrzehnten große Fortschritte gemacht. Doch viele Risiken bleiben. Mit einem Hightech-Babysimu­lator kann das Klinikper­sonal den Ernstfall proben.

04. Februar 2020

Jedes Jahr werden in Deutschland rund 65.000 Babys zu früh geboren – etwa jedes zehnte Kind ist damit ein Frühchen und kommt mit weniger als 1,5 Kilogramm Gewicht bzw. mindestens zwei Monate vor dem errechneten Geburtstermin zur Welt, so Zahlen der Techniker Krankenkasse. Um zu überleben, müssen die Frühgebo­renen in speziali­sierten Krankenhäu­sern rund um die Uhr intensiv­me­di­zi­nisch betreut werden. Oft können sie noch nicht selbständig atmen und müssen maschinell beatmet werden. Eine Magensonde ernährt sie, solange sie noch nicht schlucken können. Und das Immunsystem ist noch nicht in der Lage, Bakterien effektiv zu bekämpfen. Wenn dann bei einem Neugeborenen plötzlich ein lebensbe­droh­li­cher Notfall wie Sauerstoff­mangel oder Herzstill­stand auftritt, muss bei den behandelnden Ärzten, Schwestern und Pflegern jeder Handgriff sitzen und jede lebenswich­tige Entschei­dung binnen Sekunden stimmen.

Babysimu­lator mit Special Effects

Wie intubiert man beispiels­weise ein Baby, dessen Köpfchen nicht größer als eine Tomate ist? Um für solche Extremsi­tua­tionen dennoch gewappnet zu sein, hatte der Kinderarzt Jens-Christian Schwindt die Idee für den weltweit allersten Simulator für Frühchen. 2012 gründete der Österrei­cher dafür eigens das Spin-off Sim Characters. In Kooperation mit dem Zentrum für Medizini­sche Physik und Biomedizi­ni­sche Technik der Medizini­schen Universität Wien entwickelte er den ersten Prototypen von „Paul“ – eine Nachbildung eines Frühchens der 27. Schwanger­schafts­woche inklusive Nabelschnur. Paul wiegt 1.000 Gramm, durch die Haut schimmern Venen und Adern und auch in seiner inneren Anatomie gleicht er einem zu früh geborenen Baby. Mit dem Simulator lassen sich verschie­dene Notfallsi­tua­tionen in der Frühgebo­renen-Medizin trainieren. Denn die 35 Zentimeter kleine Puppe kann alles, was ein echtes Baby auch tun würde: Sie atmet, hat Herzschlag und einen Puls, der Darm macht Geräusche, sie kann lauthals schreien oder Fruchtwasser erbrechen. Wenn die Atmung stockt oder die Sauerstoff­sät­ti­gung im Blut sinkt, läuft das Gesicht rot bis blau an.

Mit Paul können unter anderem künstliche Beatmung, Herzdruck­mas­sagen oder Infusionen simuliert werden. Während der Übungsein­heit steuert ein Instruktor den Babysimu­lator vom Computer aus. Dieser kann jederzeit drahtlos über Funk Vitalpara­meter wie Herzfrequenz, Körpertem­pe­ratur und Blutdruck direkt beeinflussen oder über Programme bestimmte Notfallsze­na­rien aktivieren. Das macht das Training für das Klinikper­sonal so realistisch. Je nachdem wie das Team reagiert, kehren Pauls normale Hautfärbung und die simulierten Vitalfunk­tionen in den grünen Bereich zurück. Anschlie­ßend werden die Übungen im Team ausgewertet und besprochen, damit das medizini­sche Vorgehen für reale Situationen optimiert werden kann.

Hightech unter der Silikonhaut

Speiseröhre und Luftröhre sind im Rachen per 3D­Druckverfahren lebensecht rekonstru­iert. Ein interdis­zi­pli­näres Team aus Spezialisten, Hard- und Software­in­ge­nieuren sowie Special-Effects-Designern, wirkte für Mechatronik und Animatronik an der Puppe mit. Im Kopf arbeitet ein Microcom­puter. Eine Vielzahl von DC-Motoren und Sensoren sorgen dafür, dass sich Bauch und Brustkorb ruhig oder heftig auf und ab bewegen, beispiels­weise je nachdem, wie hoch die Luftzufuhr durch Beatmung oder der Druck durch Herzmassage ist. Auch die Lunge wird mechanisch betrieben. Zur Ausstattung gehören neben der Simulati­ons­soft­ware ein Steuerungs­laptop sowie ein Bluetooth­Stethoskop und der Patienten­mo­nitor, an den der Baby-Simulator wie in einem echten Operations­saal angeschlossen wird. Paul hat eine Betriebs­dauer von bis zu anderthalb Stunden und wird induktiv über ein Ladepad wiederauf­ge­laden. Aktuell setzen weltweit 70 speziali­sierte Kinderkli­niken den Frühchen-Simulator ein – in Deutschland zahlreiche universi­täre Krankenhäuser wie in Köln, Frankfurt, Tübingen und Lübeck.

Simulatoren in der Medizin

Die Medizintechnik hat mit Entwicklungen wie Paul in den vergangenen 20 Jahren rasante Fortschritte gemacht. Vom Kaiserschnitt-Trainer, über Reanimati­ons­puppen in natürlicher Größe bis hin zum VR-Simulator – angehende und erfahrene Mediziner üben heute an verschie­denen Testgeräten unterschied­li­cher Komplexität, ohne Patienten zu gefährden oder die Pathologie zu bemühen. Der Ursprung stammt aus der Militärme­dizin. US-amerikani­sche Streitkräfte haben vor rund 40 Jahren die Erstversor­gung schwerst­ver­wun­deter Kameraden anhand von Erwachse­nen­puppen auf dem Gefechts­feld trainiert. Das Healthcare-Unternehmen 3B Scientific aus Hamburg entwickelt zum Beispiel auch Übungspuppen und medizini­sche Simulatoren, unter anderem einen Geburtssi­mu­lator mit lebensechter Mutter und Baby. Rund 30 Kreißsaal-Übungen lassen sich damit durchspielen. Seit neuestem ist auch ein Frühchen in der 25. Schwanger­schafts­woche dabei. Der Wettbewerb um Patente und die ausgefeil­teste Technik auch für die Kleinsten ist also in vollem Gange.