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Sensirion / Nicolay

Neue Flow-Sensor-Lösungen ermöglichen patientennahe Messung der Atmungsflüsse

| Redakteur: Alexander Stark

Der Sensor-Hersteller Sensirion und der Spezialist für Medizintechnik-Kabel- und Steckverbindungen Nicolay haben gemeinsam eine neue Flow-Sensor-Lösung entwickelt. Sie ermöglicht die patientennahe Messung der Ein- und Ausatmungsflüsse. Die unterschiedlichen standardisierten Varianten stehen den Medizintechnik-OEMs ohne Entwicklungs- und Werkzeugkosten zur Verfügung.

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Die Sensor-Stecker-Kabel-Kombination von Nicolay und Sensirion misst Ein- und Ausatmungsflüsse patientennah und präzise.
Die Sensor-Stecker-Kabel-Kombination von Nicolay und Sensirion misst Ein- und Ausatmungsflüsse patientennah und präzise.
(Bild: Sensirion)
  • Flow-Sensor-Lösung für Beatmungsgeräte inklusive Kabel- und Steckerverbindungen
  • Patientenorientiere Beatmung mit moderner Sensortechnologie
  • Standardisierte Alternative zu individuell produzierten Sensoranschluss-Konfigurationen

Für Hersteller von Beatmungsgeräten stellt es eine Herausforderung dar, die Voraussetzungen für eine patientenorientierte Beatmung zu schaffen, die auch die individuelle Pathophysiologie berücksichtigt. Dies erfordert möglichst präzise gemessene Werte von inspiratorischen und exspiratorischen Atemgas-Flussraten. Mit klassischerweise im Gerät installierten, weit vom Patienten entfernten Sensoren ist es schwierig, die dafür erforderliche Genauigkeit zu erreichen.

Nicolay und Sensirion haben diese Herausforderung angenommen und eine Sensor-Stecker-Kabel-Kombination auf den Markt gebracht, die patientennah und präzise misst, die Signale zuverlässig zum Gerät bringt – und dabei sämtliche anwendungsspezifischen Anforderungen erfüllt. Um die kalibrierten und temperaturkompensierten Ausgangssignale sicher zur weiteren Verwendung zur Verfügung zu stellen, schließt die Lösung diverse Verkabelungsmöglichkeiten zum Beatmungsgerät mit ein, die unter anderem die Kompatibilität mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen gewährleisten.

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Hochwertige Sensorik

Die Sensirion Flow Meter (SFM) gibt es jeweils als autoklavier- und waschbare (AW) Varianten oder als Einweg-Lösungen (D = disposable). Der SFM3400 ist für die Neonatologie entwickelt, also für sehr kleine zu messende Volumen, der SFM3300 für die Beatmung von Erwachsenen. Für exspiratorische Anwendungen ist der SFM3200 vorgesehen. Die Performance dieser Gasfluss-Sensoren basiert auf einer von Sensirion entwickelten und patentierten Technologie, die das Sensorelement, die Signalverarbeitung und die digitale Kalibrierung auf einem einzigen Mikrochip vereint. Die Flussrate des Gases wird mit einem mikrothermischen Sensorelement gemessen, das im Vergleich zu anderen Messprinzipien unter anderem einen erweiterten dynamischen Messbereich und eine verbesserte Langzeitstabilität garantiert und den einfachen Einsatz ohne vorherige eigene oder zu wiederholende Kalibration ermöglicht.

Moderne Steckverbinder- und Kabelvarianten

Sämtliche Sensor-Varianten lassen sich mittels des Nicolay Flow Meter Connector mit dem Beatmungsgerät verbinden. Diese robuste mechanische Schnittstelle ist besonders benutzerfreundlich: Da sie sich einfach und nur ordnungsgemäß aufstecken lässt, ist auch in hektischen Situationen eine korrekte Handhabung sichergestellt. Aufgesteckt bringt die Schnittstelle eine Dichtigkeit nach Schutzart IP54, in ungestecktem Zustand lässt sie Wischdesinfektionen zu.

Für die Kommunikation mit dem Sensor-I2C-Bus reicht bei einer Kabellänge von bis zu 30 cm ein Anschluss mit einfachen Federkontaktstiften aus. Für den sicheren Signaltransfer über längere Kabel hinweg kommt zur Signalkonvertierung im Stecker auf kleinstem Raum integrierte Elektronik zum Einsatz. Die Ausstattung mit einem RS485- oder RS232-Interface übersetzt die Signale für die erforderlichen Kommunikationsprotokolle des Beatmungsgeräts. Für den Geräteeingang stehen ebenfalls unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, beispielsweise die Nicolay-mini7 oder -mini12-Schnittstellen. Neben den standardisierten Produktvarianten lassen sich kundenspezifische PCB-Layouts im Stecker integrieren und umsetzen.

Fertig einkaufen – oder outsourcen

Die Lösung der beiden Unternehmen bietet Herstellern von Beatmungsgeräten eine Alternative zu individuell produzierten Sensoranschluss-Konfigurationen samt Verkabelung. Sie eignet sich zu Testzwecken, beim Entwicklungsstart oder in geringen Stückzahlen, wenn also Investitionen in eigene Entwicklung und Werkzeuge zeitlich kritisch oder nicht gerechtfertigt sind. Die diversen Verkabelungsmöglichkeiten, die diese standardisierten Varianten mitbringen, machen sie zu einer grundsätzlichen Alternative zur eigenen Entwicklung. Denn Sensoren und Kabel zur nichtinvasiven Patientenüberwachung, die zwischen Monitor und Patient eingesetzt werden, erfordern spezielle Expertise und gehören deshalb typischerweise zu den Komponenten von Medizinprodukten, die von den OEMs outgesourct werden.

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