Gasflusssensorik in Beatmungsgeräten

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Im dritten Bereich, der Spirometrie, werden die höchsten Anforderungen gestellt. Patientennahe Sensoren müssen entweder wiederaufbereitbar sein, also waschbar und autoklavierbar, oder als Einwegmaterial verwendet werden können. Im patientennahen Bereich ist zudem die Messung der Ein- und Ausatmung nötig, was zwingend bidirektional kalibrierte Sensoren erfordert. Dies stellt insbesondere für Heizdrahtanemometer eine große Herausforderung dar. Denn wird ein Patient über längere Zeit beatmet, stellt die Entwöhnung besondere Anforderungen an die Sensorik, wenn die Atmung des Patienten unterstützt werden soll. Das Einsetzen der Atmung muss vom Gerät ohne zeitliche Verzögerungen erkannt werden.

Vor- und Nachteile der verfügbaren Messprinzipien

Zur Flussmessung in der Beatmungstechnik werden daher unterschiedliche Messprinzipien verwendet. Schwebekörper-Durchflussmesser sind heute auf Grund der Genauigkeitsanforderungen und der fortschreitenden Integration in elektronische Steuerungssysteme nur noch in älteren Geräten anzutreffen. Differenzdrucksensoren werden dagegen in vielen Geräten eingesetzt. Dabei ist es möglich, die Differenzdrucksensoren weiter entfernt von den Patienten zu platzieren und trotzdem den Fluss nahe am Patienten zu bestimmen. Die Genauigkeit bei dieser Messmethode wird nicht allein durch den Sensor bestimmt, sondern durch die Kombination aus Differenzdrucksensor und dem für den Druckabfall genutzten Element, einer sogenannten Blende oder einem Linearflusselement. Des Weiteren spielt auch der Schlauch zwischen dem Flusselement und dem Sensor eine wichtige Rolle. Dieser wirkt grundsätzlich dämpfend und sollte daher keinesfalls geknickt werden.

Weiter sind Lösungen auf dem Markt, die auf Ultraschall basierte „time of flight“-Messungen verwenden. Der eigentliche Sensor misst durch eine Kunststoffwand hindurch. Vorteil dieser Messmethode ist die einfache Wiederaufbereitung. Sie ist aber mit hohen Herstellungskosten verbunden.

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