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Enmech Fenster zur Lunge

| Redakteur: Peter Reinhardt

Die elektrische Impedanztomographie (EIT) mit einem Elektroden-Gürtel erlaubt, was sich Ärzte schon seit langem wünschen: die Überwachung der menschlichen Lunge in Echtzeit. Dafür sind flexible Leiterplatten über einen Meter Länge erforderlich, deren Sensoren kleinste elektrische Spannungsänderungen an der Körperoberfläche im Rhythmus der Atmung aufnehmen.

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Ankopplung der Elektronik: Um auch unter schwierigen intensivmedizinischen Bedingungen jederzeit Sicherheit zu gewährleisten, muss der Elektrodengürtel wie eine zweite Haut anliegen. Dafür sorgen flexible Leiterplatten.
Ankopplung der Elektronik: Um auch unter schwierigen intensivmedizinischen Bedingungen jederzeit Sicherheit zu gewährleisten, muss der Elektrodengürtel wie eine zweite Haut anliegen. Dafür sorgen flexible Leiterplatten.
(Bild: Enmech)

Die Lunge ist eines der sensibelsten Organe. Daher erleiden 15 Prozent der künstlich beatmeten Patienten ein akutes Lungenversagen, 39 Prozent davon sterben. Hilfe bietet die elektrische Impedanztomographie (EIT) mit einem Elektroden-Gürtel. Sie erlaubt die Überwachung der menschlichen Lunge in Echtzeit. Der Sensor Belt wird einfach um die Brust der Patienten gelegt und schafft, was bisher nicht möglich war: ein Fenster zur Lunge. Freudenberg entwickelte das innovative System gemeinsam mit der Schweizer Swisstom AG. Die Freudenberg-Geschäftsgruppen Enmech und Vliesstoffe brachten hierfür ihr Know-how über flexible Leiterplatten und hautfreundliche Vliesstoffe ein.

Echtzeit-Bilder aus dem Brustkorb retten Leben

Lösungen für die Medizintechnik haben bei Freudenberg eine lange Tradition und eine hohe Priorität. „Die zunehmende Alterung der Menschen bei gleichzeitigem Wachstum der Weltbevölkerung wird den Gesundheitsmarkt nachhaltig bestimmen“, sagt Dr. Mohsen Sohi, Sprecher des Vorstands der Freudenberg-Gruppe. „Hier können wir mit unserer Werkstoffkompetenz und unseren Produktlösungen einen wertvollen Beitrag leisten.“

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Dafür ist es wichtig, die lokalen Auswirkungen der Beatmung auf das fragile Lungengewebe zu überwachen. Hier kommt das EIT-System mit dem Sensor Belt zum Einsatz. Dessen Sensoren arbeiten ohne Röntgenstrahlung nach dem Prinzip der elektrischen Impedanztomographie. Dabei fließen Wechselströme durch den Körper der Patienten und erzeugen elektrische Spannungen an der Körperoberfläche, die sich rhythmisch mit der Atmung ändern. Die Sensoren im Sensor Belt nehmen diese kleinsten elektrischen Spannungsänderungen auf, ein Computer erzeugt daraus in Echtzeit Bilder der atmenden Lunge.

Um die Elektronikankopplung an die Haut auch in der Intensivmedizin zu gewährleisten, muss der Elektrodengürtel eng anliegen. Dafür sorgen flexible Leiterplatten von Enmech, auf denen 32 Sensoren aufgebracht sind. Die hautfreundliche Ummantelung liefert Freudenberg Vliesstoffe. Sie schützt zugleich Körper und Elektronik.

Flexible Leiterplatten mit über einem Meter Länge

Die Wahl für die Belieferung mit Leiterplatten für den Sensor Belt fiel auf das Unternehmen von Freudenberg, weil Enmech „in der Lage ist, flexible Leiterplatten über einen Meter Länge herzustellen und diese unter Einhaltung höchster Qualitätsstandards mit elektronischen Bauteilen, wie unserem EIT-Chip, zu bestücken“, erläutert Stephan Böhm, Medical Director bei Swisstom.

Mechatronik auf Basis von Flachleitertechnologie

Mit Hauptsitz am Standort des Freudenberg-Konzerns in Weinheim ist Enmech Entwicklungspartner und Hersteller von Mechatronik auf Basis von Flachleitertechnologie. Das Unternehmen beliefert überwiegend die Automobilindustrie und hat mehr als vierzig Jahre Erfahrung. In Berlin befindet sich neben Forschung und Entwicklung ein vollausgestattetes Labor zur Prüfung und Validierung. Hier fertigt Enmech auch die flexiblen Leiterplatten, die im ungarischen Pécel zu intelligenten Mechatronik-Lösungen veredelt werden.

Für unterschiedliche Körperumfänge fertigt Enmech verschieden große Flex-Leiterplatten und bestückt sie direkt mit den elektronischen Bauteilen. „Wir reduzieren damit elektrische Schnittstellen. Eine aufwendige Verkabelung der Elektroden ist nicht erforderlich“, erläutert Christophe Luciani, Geschäftsleiter für Vertrieb, Einkauf und Qualität bei Enmech.

Hundert Prozent automatische optische Inspektion

Qualität steht im Produktionsprozess des Sensor Belts an erster Stelle. Die erforderliche Lötstellenqualität wird durch eine hundertprozentige automatische optische Inspektion (AOI) gewährleistet. Eine individuell angepasste elektrische Endkontrolle (EOL-Test) stellt die Funktion der Elektronik sicher. Bei der Integration der flexiblen Leiterplatte mit den bestückten Elektroden in den Vliesstoff müssen zudem höchste Hygieneanforderungen beachtet werden.

„Der Sensor Belt wurde bereits in einigen Kliniken weltweit mit sehr positiver Resonanz auf seine Praxistauglichkeit getestet“, so Böhm. Das System von Swisstom liefere Messdaten und Bilder von bisher unerreichter Qualität – ganz ohne Nebenwirkungen oder Beeinträchtigungen für die Patienten.

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