Research

Team leader: Univ.-Prof. Dr Stefan Schaller

Frailty

The demographic change in society is also reflected in medical care, where an increasing number of patients are being treated at an advanced age. These patients are often characterised by significantly increased vulnerability, particularly affecting physical function and independence. Frailty increases the risk of complications following a surgical procedure and is a relevant predictor of the course and outcome of intensive medical treatment. Special attention must, therefore, be paid to this frail patient cohort.

This research group does this in two ways:

1. the research group is concerned with the optimal preparation of patients before a surgical procedure to improve mental and physical reserves with the aim of improving postoperative outcomes. This preventive approach is called prehabilitation, refering to a multimodal concept, including training therapy, nutritional therapy and other necessary components with the aim to optimally prepare patients for the surgical procedure and its stresses and strains.

2. another focus is on the muscular and functional changes of patients, as well as therapeutic approaches to counteract these.

Intensive therapy and muscular changes

A serious illness that leads to treatment in an intensive care unit has a direct impact on physical function and independence in everyday life. Five years after discharge from the intensive care unit, patients who have supposedly recovered show limited physical function because of the critical illness and intensive care therapy. This limited physical function results in a reduced quality of life and often economic problems, as the return to work and the ability to work are significantly impaired.

Maintaining physical function is, therefore, an important aspect of treatment in the intensive care unit. In particular, it has been shown that physical as well as cognitive limitations are highly relevant for critically ill patients when deciding in favour of or against therapy.

The current standard of therapy to prevent physical impairments in critically ill patients is early mobilisation. This is defined by the current guideline of the German Society for Anaesthesiology and Intensive Care Medicine as mobilisation within 72 hours of admission to the intensive care unit. Several large randomised controlled trials demonstrated that early mobilisation has a positive effect on outcomes. These include shorter ventilation times, a shorter intensive care unit length of stay, and improved physical function and independence.

Another focus is the diaphragm, which is quite a special muscle. It is directly affected by degradation processes during invasive ventilation (so-called ‘ventilator-induced diaphragm dysfunction’ or VIDD). Using non-invasive stimulation of the diaphragmatic nerve (phrenic nerve), we are investigating whether the loss of the diaphragm muscle can be prevented or counteracted.

The research group's topics are summarised as follows

• Muscular changes in intensive care patients (including ICUAW), including investigation of pathophysiological changes and pharmacological-therapeutic approaches
• Rehabilitative approaches in the intensive care unit, including robotics and neuromuscular electrical stimulation (NMES)
• Ventilator-associated diaphragm dysfunction (VIDD) and non-invasive electromagnetic phrenic stimulation (NEPNS)
• Perioperative care of frail patients
• Functional outcome perioperatively

Team leader: Univ.-Prof. Dr. Oliver Kimberger, Univ.-Prof. Dr. Stefan Schaller

Deputy lead: PD DDr. Marion Wiegele

Young scientists: Dr. Akos Tiboldi, Dr. Hermann Martina

Post Intensive Care Syndrom (PICS)

Post Intensive Care Syndrome (PICS) refers to physical, cognitive and psychological problems that can develop in patients after they have received intensive care unit (ICU) treatment. PICS is a relatively new concept in medicine, but the increasing number of survivors of critical illness has shifted the issue into focus. PICS manifests itself in a variety of symptoms that can last for weeks, months or even years after the ICU stay. Functional impairments following a stay in intensive care have been described in the literature up to five years later.

The working group focuses on the following areas in this complex field:

1. implementation in routine practice
2. algorithm-based recognition of a PICS risk
3. functional long-term outcome of patients
4. Patient-reported outcome measurements (PROMs)
5. PICS-Family
6. Socioeconomic impact of PICS

Implementation of PICS diagnostics and therapy in routine care

The aim of the working group is not only to research the care of patients with PICS, but also to establish it in routine care. This is to be achieved in an interdisciplinary and interprofessional manner through a PICS outpatient clinic at the AKH, which can enable appropriate therapy options for all PICS domains through networking.

Algorithm-based detection of a PICS risk (contact: Prof. O. Kimberger)

We focus on the development and validation of algorithms for the early detection of risk for Post-Intensive Care Syndrome (PICS). By analysing clinical data and applying machine learning techniques, we aim to create predictive models that identify individual risk factors and enable early interventions. The goal is to minimise the long-term effects of intensive care stays and improve patients' quality of life.

Functional long-term outcome of patients (contact: Prof. S. Schaller)

The research focuses on the functional domain of PICS. Of interest are the prevention through early rehabilitation as early as the intensive care unit, as well as research into the mechanisms at the molecular or omics level and identification of different phenotypes of patients (precision medicine), as well as the long-term effects on patients. A secondary aspect in the context of functional limitations is the quality of life and ethical aspects of adequate therapy or overtreatment, as well as end-of-life decisions.

Patient-reported outcome measurements (PROMs) (contact: PD DDr. M. Wiegele)

Modern research approaches also consider the subjective perception of health. Therefore, a key aspect of our scientific work is the acquisition of so-called patient-reported outcome measures (PROMs) through the (further) development and implementation of wearables and app applications in the context of PICS. 

PICS-Family (contact: PD DDr. M. Wiegele)

Those close to the ICU patient may also be affected. "PICS-family (PICS-F) describes post-traumatic stress disorder and grief-related difficulties, which are common symptoms that affect the daily life of families. In addition to the scientific analysis of the topic, support services for families during and after the intensive care stay will be developed. PEER groups will be set up to share information and empower participants. Information campaigns aimed at the general public will raise awareness of the issue.

Socioeconomic impact of PICS (contact: PD DDr. M. Wiegele)

Treatment for PICS results in increased use of health care services. In addition, PICS is frequently associated with temporary and sometimes permanent inability to work. The families, as well as the Austrian health care system, are confronted with a financial burden that has not yet been recorded in a structured way. The focus of the working group is, therefore, on researching the socio-economic aspects of PICS. 

Leitung: ao.Univ.-Prof. Dr. Harald Willschke

Forschungs-Buddy: Dr. Maike Fink (maike.fink@meduniwien.ac.at)

Seit Oktober 2019 ist die Universitätsklinik für Anästhesie, Allgemeine Intensivmedizin & Schmerztherapie der Host für das Ludwig Boltzmann Institut Digital Health und Patient Safety. Die Forschung folgt dem Open Innovation in Science-Ansatz, d.h. Mitarbeiter:innen der Abteilung A forschen dort in multidisziplinären Teams.

Nähere Informationen finden Sie unter LBI for Digital Health and Patient Safety.

Leitung: Univ.-Prof. Dr. Stefan Schaller

Stv. Leiter: Dr. Felix Kraft

Forschungs-Buddies:

• Dr. Sebastian König (sebastian.koenig@meduniwien.ac.at)
• Dr. Luana Mandroiu (luana.mandroiu@meduniwien.ac.at)

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich seit über 10 Jahren mit den Themen „Neue pathologische Mechanismen des akuten Lungenversagens“, „Bildgebende Verfahren der Lunge" und „Perioperatives Monitoring“. Es bestehen Forschungskooperationen mit der Universitätsklinik für Klinische Pharmakologie der MedUni Wien, dem Institut für Biomedizinische Forschung der MedUni Wien, der Universitätsklinik für Innere Medizin II der MedUni Wien, der Univ.-Klinik für Radiologie der MedUni Wien und dem Institut für Biomedizinische Sensorik der TU Wien.

Leitung: ao. Univ.-Prof. Dr. Claus G. Krenn

Schwerpunkte der Forschung dieser Arbeitsgruppe, welche in dieser Zusammensetzung seit ca. 10 Jahren zusammenarbeitet, sind intensivmedizinische Themen wie Sepsis und Multiorganversagen sowie Auswirkungen der verschiedenen dann nötigen (teilweise klinisch neu eingeführten) Organersatz- wie Albumindialyse (Leberdetoxifikationsverfahren) und -unterstützungsverfahren (ECMO, Dialyse).

Leitung: ao. Univ.-Prof. Dr. Edith Fleischmann
Stv. Leitung: PD Dr. Barbara Kabon

Forschungs-Buddies:

• Dr. Katharina Horvath (katharina.horvath@meduniwien.ac.at)
• Dr. Alexander Taschner (alexander.taschner@meduniwien.ac.at)

Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe Outcomes Research liegt in der Erforschung und der Etablierung perioperativer Interventionen, die eine Reduktion postoperativer Komplikationen mit sich bringen. In der Vergangenheit untersuchten wir den Einfluss von intraoperativer Normothermie und zusätzlicher intraoperativer Sauerstoffgabe auf postoperative Wundinfektionen. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt lag in der Evaluierung unterschiedlicher Flüssigkeitsstrategien sowie unterschiedlicher Infusionslösungen während großer abdomineller Eingriffe und deren Effekt auf postoperative Morbidität und Mortalität.

Der derzeitige Hauptfokus liegt in der Erforschung von Ursachen und möglicher Behandlungsstragien zur Prävention von postoperativen kardialen Komplikationen.

Die intraoperative Mortalität ist in den letzten 10 Jahren zu einem sehr seltenen Ereignis geworden, aber die Mortalität in den ersten 30 postoperativen Tagen betrifft nach wie vor fast ein Fünftel aller Patient:innen über 45 Jahren. Diese Tatsache unterstreicht unseren Forschungsschwerpunkt, um geeignete und sichere Interventionen zu finden, um das langfristige Outcome unserer Patient:innen zu verbessern.

Eine von unserer Arbeitsgruppe durchgeführte randomisierte Studie hat gezeigt, dass eine erhöhte intraoperative Sauerstoffgabe keinen Einfluss auf  postoperative kardiale Biomarker hat. Diese Surrogatparameter gelten seit langem als Referenzparameter für kardiale Morbidität und Mortalität. Auch unterstreichen unsere Studien, dass erhöhte intraoperative Sauerstoffgabe die postoperative kardiovaskuläre Komplikationsrate nicht erhöht.

Gleichwohl verdeutlichen unsere Forschungsergebnisse, dass kardiovaskuläre Biomarker und Entzündungsparameter nach nicht herzchirurgischen Eingriffen im Vergleich zu präoperativen Werten deutlich erhöht sind. Diese Tatsache betrifft sowohl relativ gesunde Patient:innen als auch Patient:innen mit kardiovaskulären Risikofaktoren.

Um mögliche Ursachen für das hohe postoperative kardiovaskuläre Risiko zu finden, initiierten wir eine große multizentrische Studie, um ein Inflammationsprofil bei Risikopatient:innen zu erstellen und somit basierend auf diesen Ergebnissen zukünftig weitere Behandlungsstrategien zu erforschen.

Potentielle Interventionen, sei es die perioperative Gabe von Medikamenten und/oder ein engmaschiges hämodynamisches Monitoring, die positive Effekte auf das Outcome bei nicht herz-chirurgischen Eingriffen zeigen, bilden den Forschungsschwerpunkt in den nächsten Jahren.

Über Prof. Oliver Kimberger als langjähres Mitglied der Arbeitsgruppe Outcomes Research ist die am LBI DHPS angesiedelte Arbeitsgruppe AG Daten mit der AG Outcomes Research verbunden, die sich mit allen Aspekten der Digitalisierung in Anästhesie, Notfall und Intensivmedizin beschäftigt: Aufbau einer offenen Forschungsdatenbank, Entscheidungsunterstützungssysteme, Anwendung von Artificial Intelligence, Datensicherheit, Prognose-Systeme, Bild- und Mustererkennung und Telemedizin. Sie ist über die Leitung sowohl mit der Arbeitsgruppe Outcomes Research als auch mit dem LBI für Digitalisierung und Patientensicherheit verbunden und zu ihrem interdisziplinären Team gehören nicht nur Anästhesist:innen, sondern auch Programmierer:innen, Data Scientists und Statistiker:innen.

Leitung: Univ.-Prof. Dr. Peter Marhofer

Forschungs-Buddy: Dr. Markus Zadrazil (markus.zadrazil@meduniwien.ac.at)

Die Forschungsgruppe Regionalanästhesie/Kinderanästhesie beschäftigt sich mit allen Aspekten der modernen Regionalanästhesie und Kinderanästhesie. Ein besonderer Aspekt wird auf die Implementierung neuer Forschungsergebnisse in die tägliche klinische Praxis gelegt (Translational Research).

Es bestehen aktive Forschungskooperationen mit der Universitätsklinik für klinische Pharmakologie der Medizinischen Universität Wien (Sektion klinische Pharmakokinetik/Pharmakogenetik & Imaging, Leiter Assoc. Prof. Dr. Markus Zeitlinger), dem Karolinska Institute Stockholm (Prof. Per-Arne Lonnqvist, MD) und dem Department of Anaesthesia and Intensive Care, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, Hong Kong (Prof. Manoj K. Karmakar). Je nach Erfordernis wird das große nationale und internationale Forschungsnetzwerk für einzelne Projekte genutzt.

Leiter: Univ.-Prof. Dr. Walter Plöchl, MBA

Forschungs-Buddy: Dr. Johannes Müller (johannes.mueller@meduniwien.ac.at)

„Was ist Narkose? Wie entsteht Narkose? Wie wird Narkose (Narkosetiefe) gemessen?“ Das sind die zentralen Fragen, mit denen sich die Arbeitsgruppe Allgemein-/Inhalationsanästhesie beschäftigt. Die Mechanismen, wie Anästhetika einen bewusstlosen Zustand herbeiführen, währenddessen operative Eingriffe auch toleriert werden, sind immer noch nicht gänzlich geklärt. Die Arbeitsgruppe versucht, diese Zusammenhänge besser zu durchleuchten, und beschäftigt sich besonders mit Interaktionen unterschiedlicher Hypnotika beim Zustandekommen von Narkose. Dabei werden sowohl klinische Studien als auch Untersuchungen am Tiermodell durchgeführt. Bereits drei Mal wurden in den letzten Jahren Mitglieder der Arbeitsgruppe für ihre wissenschaftlichen Ergebnisse mit dem Forschungspreis der Österreichischen Gesellschaft für Anästhesiologie, Reanimation und Intensivmedizin (ÖGARI) prämiert.

Leitung: PD. DI. Dr. Eva Verena Tretter

Als experimentelles Labor der Abteilung-A adressieren wir Themen aus dem Bereich der Anästhesiologie mit grundlagenwissenschaftlicher Herangehensweise.

In eigenen Forschungsprojekten untersuchen wir mechanistische Fragestellungen mit Hilfe von in vitro (Zellkultur)- und in vivo (Klein)Tiermodellen und unterstützen klinische Studien verschiedener Forschungsgruppen der Abteilung mit Analysen.

Unsere Schwerpunktthemen sind:

• Mechanismen des Einflusses verschiedener Sauerstoffbedingungen (Hypoxie, Hyperoxie, Sauerstoffoszillationen) auf die Lunge oder andere Organe,
• In vitro Modelle für beatmungsinduzierten Lungenschaden,
• Organprotektion z.B. durch Konditionierung mit Edelgasen,
• Pathomechanismen im Zusammenhang mit Anästhetika,
• Biomarkerforschung,
• Etablierung neuer humaner Zelllinien aus Transplantationsgewebe.

Unsere Kooperationen mit den Core Facilities und anderen Forschungsgruppen der MUW, sowie mit externen Partnern an internationalen Universitäten und Firmen aus dem Life Science- Bereich ermöglichen ein besonders breites methodisches und projekt-spezifisch fachliches Spektrum.

Studenten mit besonderem Interesse an translationaler Forschung haben die Möglichkeit, Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten durchzuführen.

Leitung: Assoc. Prof. PD Dr. Bernhard Rössler, MIH, EDIC

Forschungs-Buddy: Dr. Mathias Maleczek (mathias.maleczek@meduniwien.ac.at)

Die Arbeitsgruppe behandelt die Themenkomplexe der Notfallmedizin, Reanimation und medizinische Simulation. Ein zentraler Faktor sind neben den technischen und therapeutischen Neuerungen die „Human Factors“, die all diese Themengebiete verbinden. Neben den Inhalten notfallmedizinischer Vorgehen, insbesondere der Reanimation, liegt ein immer größeres Augenmerk auf der Implementation dieser Techniken.

Auch medizinische Lehre nimmt einen immer größeren Teil der Arbeit ein. Hier ergeben sich gerade im Zusammenhang mit den neuen Techniken der Simulation Fragestellungen der spezifischen Lehrtechniken in der Medizin, die ein Feld der Betrachtung der Arbeitsgruppe sind. Um diese Umsetzung und die Interaktionen im Sinne der „Human Factors“ zu erforschen, sind genaue Messungen der einwirkenden physikalischen Kräfte und der Interaktionen der Teilnehmer:innen nötig.