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Sensoren für Beatmungsgeräte: Patientennah, präzise, einfach und sicher

Seit Anfang Februar 2019 sind die Flow-Sensoren einschließlich der Steckverbinder und Kabelschnittstellen für Beatmungsgeräte auf dem Markt. Sie ermöglichen die patientennahe Messung der Ein- und Ausatmungsflüsse. Sie stammen aus einer Kooperation zwischen Sensirion und Nicolay.

Proximale Flusssensoren kommen unter anderem in der Anästhesieüberwachung zur Anwendung. Bildquelle: © Sensirion

Proximale Flusssensoren kommen unter anderem in der Anästhesieüberwachung zur Anwendung.

Die Voraussetzungen für eine patientenorientierte Beatmung zu schaffen, die die individuelle Pathophysiologie berücksichtigt, bedeutet eine Herausforderung für Hersteller moderner Beatmungsgeräte. Dafür sind möglichst präzise gemessene Werte von inspiratorischen und exspiratorischen Atemgas-Flussraten notwendig. 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 laut eigener Aussage sämtliche anwendungsspezifischen Anforderungen erfüllt. Um die kalibrierten und temperaturkompensierten Ausgangssignale sicher zur weiteren Verwendung zur Verfügung zu stellen, schließt das Bauteil diverse Verkabelungsmöglichkeiten zum Beatmungsgerät mit ein, die unter anderem die Kompatibilität mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen gewährleisten.

Verschiedene Varianten erhältlich

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.

Sämtliche Sensor-Varianten lassen sich mittels dem Nicolay Flow Meter Connector mit dem Beatmungsgerät verbinden. Die mechanische Schnittstelle sei 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. (me)