CMS4VENT
Digitale Patient:innen – Simulation
Tierversuche
reduzieren
durch die Etablierun von In silico Trials als Alternative zum Tierversuch (im Sinne des 3R-Konzeptes).
Automatisierung
beschleunigen
durch den entwicklungsbegleitenden Einsatz von digitalen Patient:innen-Modellen.
Personalisierte Medizin
vorantreiben
durch indivualisierbare digitale Patient:innen-Modelle, die (patho-)physiologische Prozesse simulieren.
V&V – Methodik
etablieren
für bestehende und zu entwickelnde Simulationsmodelle.
Unser Vorhaben
Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt CMS4VENT verfolgt das Ziel, Tierversuche in der Entwicklung und Bewertung von Beatmungstechnologien durch den Einsatz digitaler Patient:innenmodelle zu reduzieren bzw. zukünftig gänzlich zu vermeiden.
In der Medizintechnik gewinnt die Computational Modeling & Simulation (CM&S) zunehmend an Bedeutung. Während in der Pharmabranche bereits sogenannte In silico Trials – also digitale Simulationen – als etablierte Methode zur präklinischen Bewertung neuer Therapien dienen, fehlen in der Medizintechnik bislang entsprechende normative und regulatorische Rahmenbedingungen.
CMS4VENT adressiert diese Herausforderung durch zwei zentrale Schwerpunkte:
Regulatorischer Rahmen für CM&S-Methoden
Auf europäischer Ebene wird an der Entwicklung eines normativen und regulatorischen Rahmens für den Einsatz von CM&S-Methoden in der vorklinischen Bewertung von Medizinprodukten mitgewirkt. Dies soll eine verlässliche Grundlage für die Anwendung digitaler Simulationen in der Medizintechnik schaffen.
Digitaler Patient:innensimulator für die Beatmung
Durch die Entwicklung eines verifizierten und validierten digitalen Simulators sollen Tierversuche in der Beatmungsforschung weitestgehend ersetzt werden. Dies ermöglicht eine präzisere, ethisch vertretbare und ressourcenschonende präklinische Bewertung innovativer Beatmungstechnologien.
Mit CMS4VENT wird ein entscheidender Schritt in Richtung digital gestützter, tierversuchsfreier Medizintechnik unternommen – für eine effizientere, sicherere und ethisch nachhaltigere Entwicklung neuer Beatmungslösungen.
Konsortium
Unser Projektvorhaben vereint wissenschaftliche, regulatorische und klinsiche Expertise, um mit CMS4VENT die Zukunft der digitalen Patient:innensimulation in der Medizintechnik zu gestalten.
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH)
Als eines der größten medizinischen Zentren Europas verbindet das UKSH exzellente Krankenversorgung mit Forschung und Lehre. Die enge Zusammenarbeit mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und der Universität zu Lübeck ermöglicht die direkte Translation wissenschaftlicher Erkenntnisse in die klinische Praxis. Mit 85 Kliniken und Instituten bietet das UKSH umfassende Expertise in der modernen Medizin und stellt eine hochspezialisierte, interdisziplinäre Patientenversorgung sicher.
Institut für Medizinische Elektrotechnik (IME) der Universität zu Lübeck (UzL)
Die Universität zu Lübeck ist eine auf Medizin, Informatik/Technik und Lebenswissenschaften spezialisierte Hochschule mit einem starken Fokus auf Künstliche Intelligenz in der Medizin. Das Institut für Medizinische Elektrotechnik unter der Leitung von Prof. Dr. Philipp Rostalski bringt umfassende Expertise in der modellgestützten Entwicklung physiologischer Regelkreise sowie der Analyse biomedizinischer Signale ein. Ein besonderer Forschungs-Schwerpunkt liegt auf der künstlichen Beatmung.
Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte Medizintechnik (IMTE)
Das Fraunhofer IMTE in Lübeck entwickelt innovative medizinische Prototypen für Diagnose und Therapie. Mit interdisziplinärer Kompetenz in Bildgebung, Automatisierung, KI, Mechatronik und Medizinprodukterecht ist das Institut ein wichtiger Partner für die Medizintechnikbranche. Prof. Dr. Folker Spitzenberger, Leiter des Bereichs Regulatory Affairs, bringt jahrzehntelange Erfahrung in der Medizinproduktezulassung und Normung ein und ist zudem Leiter des Centre for Regulatory Affairs in Biomedical Sciences an der Technischen Hochschule Lübeck.
PROJEKTTEAM
- Prof. Dr. Dirk Schädler (UKSH)
- Dr. Helene Selpien (UKSH)
- Prof. Dr. Philipp Rostalski (IME)
- Franziska Bilda (IME)
- Prof. Dr. Folker Spitzenberger (IMTE)
- Georg Männel (IMTE)
- Charlott Danielson (IMTE)
- Carlotta Hennigs (IMTE)
»Die Intelligenten Assistenz- und Automatisierungsfunktionen in modernen Beatmungssystemen erfordern aktuell oft umfangreiche Tierversuche, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Medizinprodukten nachzuweisen. Unser Ziel ist es, diese Tierversuche möglichst vollständig zu ersetzen, indem wir verifizierte und validierte digitale Patient*innenmodelle einsetzen. Dadurch können präklinische Evaluierungen signifikant beschleunigt und ethische Bedenken reduziert werden.«
Prof. Dr.-Ing. PHILIPP ROSTALSKI