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Aus analog wird digital

Spezial Sensor- und Messtechnik

Sensortechnik – Die medizinische Sauerstoffversorgung benötigt viele personelle Ressourcen. Linde Healthcare entwickelte in Zusammenarbeit mit der Keller AG für Druckmesstechnik einen neuartigen Sensor, der die Bedienung der Sauerstoffflaschen erheblich vereinfacht.

12. Juni 2018

Seit über 20 Jahren werden für die medizinische Gasversorgung Sauerstoffzylinder mit analogem Zeigermanometer eingesetzt. Der Verwender liest dabei den verbleibenden Sauerstoff auf einer physischen Tabelle ab und berechnet diesen anhand des Restdrucks, der Flaschengröße und des eingestellten Sauerstoffflusses. Dies benötigt einen enormen Aufwand an personellen Ressourcen, da in Krankenhäusern täglich bis zu 1.000 Gasflaschen im Einsatz sind und der Verbrauch bei der maximalen Menge an Durchfluss ca. drei Stunden pro Zylinder dauert. Diese gewaltige Logistik wird von dem Pflegepersonal selbst gestemmt.

Speziell entwickeltes Ventil

Die Idee einer digitalen Anzeige bei Sauerstoffflaschen entstand bei Linde Healthcare, mit dem Ziel die Logistik in Spitälern zu vereinfachen. Die Projektdefinition war die Entwicklung eines digitalen Ventils, das kompatibel mit den bestehenden langlebigen Sauerstoffzylindern ist. Über eine offizielle Projektausschreibung hat Linde den Weg zu Keller AG für Druckmesstechnik gefunden.

Linde Healthcare stellt in über 50 Ländern die medizinische Gasversorgung in Kliniken und Krankenhäusern sicher. In der medizinischen Versorgung ist es entscheidend, dass diagnostische und therapeutische Anwendungen zuverlässig funktionieren. Sie müssen weltweit dem höchstmöglichen Standard an Sicherheit, Qualität und Effizienz entsprechen.

Keller AG für Druckmesstechnik ist Europas führender Hersteller von isolierten Druckaufnehmern und Drucktransmittern. Die langjährige Erfahrung in kundenspezifischen Lösungen und der Mut für neue Herausforderungen machte das Unternehmen zum geeigneten Partner für Linde. Seit vielen Jahren entwickelt Keller Füllstandsmessungen mit spezifisch konzipierten Sensoren für unterschiedlichste, schwierige Umgebungen. Mit dem Projekt für Linde Healthcare nahm Keller jedoch ganz gezielt eine neue Herausforderung an, um die interne Infrastruktur und die Prozessabläufe für Produkte in der Medizinindustrie noch weiter auszubauen.

Neben der Komptabilität zum bestehenden Zylinder durfte das neue digitale Ventil in seiner Bauform nicht verändert werden. Zusätzlich stellt die medizinische Sauerstoffanwendung sehr hohe Anforderungen an die Reinlichkeit und die Sensoren. Um dies zu erfüllen, musste Keller einen komplett neuen Sensor entwickeln, welcher vollumfänglich der vorgegebenen Umgebung angepasst wurde. Der Sensor muss dabei Druckbereiche bis 300 bar messen können sowie in einem Sauberraum hergestellt werden.

Mehr Sicherheit für Patienten

Um diese streng definierten Vorgaben zu erfüllen, testete das Projektteam diverse Designs und Prototypen, bis daraus die ideale Kombination entstand. Der neu entwickelte Drucktransmitter ist extrem robust, auf das Nötigste reduziert und die verwendeten Materialien sind ganz besonders sauerstoffverträglich. Mit diesen Eigenschaften brilliert der Sensor PA-5 von Keller in seiner sehr kompakten Bauform und wird damit zum Herzstück der digitalen Sauerstoffflaschen von Linde.

Der im Ventil eingebaute analoge Sensor misst den Druck des gasförmigen Sauerstoffs in der Flasche und gibt diesen über eine Steckverbindung an die Elektronik hinter dem Display weiter. Dem Patienten stehen damit die aufbereiteten Daten mit eindeutigen Zustands-Icons jederzeit zur Verfügung.

Zusätzlich zur digitalen Anzeige verfügt das Ventil über ein akustisches und visuelles Warnsignal. Der Alarm weist auf kritische Situationen, wie einen niedrigen Füllstand oder einen eingeschränkten Gasfluss durch einen Knick im Schlauch, hin. Dadurch gewinnt der Patient mehr Sicherheit in der Selbstkontrolle.

Dieses neue und innovative Gasflaschensystem nennt sich Liv IQ (Linde Integrated Valve) und hat sich auf dem Markt sehr gut etabliert. Der große Vorteil dieses Systems besteht in der eigenen Selbstkontrolle und der besseren mobilen Sauerstoffversorgung wie zum Beispiel bei einem Transport eines Patienten. Des Weiteren wird das medizinische Pflegepersonal durch den reduzierten Ableseaufwand stark entlastet, denn sie wissen nun auf die Minute genau, wie lange der Sauerstoff beim aktuell eingestellten Verbrauch noch ausreicht.

Nächster Schritt: Vernetzung

Die Optimierung der medizinischen Gasversorgung wird künftig noch einen Schritt weitergehen. Es ist geplant für Liv IQ einen IoT-Prozess (Internet of Things) zu realisieren. Die digitalen Daten der Ventile werden dazu via Funk in ein internes Krankenhausnetzwerk eingebunden und kundenfreundlich aufbereitet.

Das Pflegepersonal kann mittels einer Vernetzung auf alle digitalen, akustischen und visuellen Displayinformationen von jedem Arbeitsplatz, innerhalb eines Krankenhauses, zugreifen. Der zusätzliche Aufwand der Überprüfung von jeder Sauerstoffflasche vor Ort wird damit nochmal um ein Vielfaches verringert.

Dieser Schritt ins Internet der Dinge ist zurzeit bei Linde Healthcare in Entwicklung. Die nächste Generation des Liv IQ wird mit dieser geplanten Lösung das Management von Sauerstoffflaschen in Krankenhäusern revolutionieren. hjs

Erschienen in Ausgabe: Nr. 05 /2018

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