03 Jul 2019

Hybride Sensoren schützen Herz und Lunge

Ultraschallsensoren | Herz-Lungen-Maschinen stellen während einer Herz-OP den menschlichen Blut- und Sauerstoffkreislauf sicher. Dafür muss das zuverlässige Funktionieren aller eingesetzten Komponenten jederzeit gewährleistet sein. Die Kombination von Durchflussmessung und
Luftblasendetektion gilt dabei als wichtiges Sicherheitsmerkmal.
Herz-Lungen-Maschinen (HLM) müssen unter technischen Gesichtspunkten das Herz als „Pumpe“ und den Gasaustausch der Lunge ersetzen. Dabei werden im kardiopulmonalen Bypass, kurz CPB, zwei Hauptkreisläufe initiiert:Der venöse Kreislauf sowie der arterielle
Kreislauf mit weiteren Zuleitungen. Der Venenkreislauf der Herz-Lungen-Maschine wird von venösem Blut aus der rechten Herzkammer des Patienten gespeist, welches in das Venöse Reservoir der HLM abgelassen, verarbeitet und anschließend als arterielles Blut in die Aorta
des menschlichen Körpers zurückgepumpt wird.
Die arterielle Pumpe, die aus dem venösen Reservoir gespeist und direkt mit einem extrakorporalen Oxygenator verbunden ist, ist die Hauptpumpe der Maschine und übernimmt ganz oder teilweise die Funktion des Herzens. Alle anderen Pumpen und
Komponenten der HLM sind ihr untergeordnet. Die implementierten Alarmsettings regeln beziehungsweise stoppen die Hauptpumpe und die zugehörigen Komponenten bei Bedarf.

Kommt die Herz-Lungen-Maschine während der OP zum Einsatz, überwachen eine Vielzahl an Sensoren die technischen Abläufe und schützen somit die wichtigsten menschlichen Körperfunktionen: Drucksensoren beispielsweise messen und dokumentieren kontinuierlich
den Druck in den Schlauchsystemen. Bei Erreichen bestimmter Druckgrenzen wird ein Alarmsignal ausgelöst. Damit ist sichergestellt, dass die HLM das Blut nicht mit zu hohem Druck in das Gefäßsystem des Patienten zurückpumpt.

Zum Überwachen von Veränderungen der Flüssigkeit oder des Blutvolumens im Venösen Reservoir der Herz-Lungen-Maschine werden Füllstandsensoren eingesetzt. Die Schlüsselsensoren für die Patientensicherheit sind jedoch Luftblasendetektoren. Sie müssen
zwingend nach dem arteriellen Filter an die Arterienleitung geklemmt werden, um vor massiver Luftembolie zu schützen. Die Sensoren warnen und unterbrechen die arterielle Pumpe automatisch. Es gibt zusätzlich weitere Möglichkeiten, Luftblasensensoren innerhalb
des HLM-Kreislaufes zu platzieren.

Sensoren erkennen Luftblasen im HLM-Kreislauf

Da das Venöse Reservoir die erste und wahrscheinlichste Stelle für eine Blasenkontamination ist, ist die Platzierung eines Blasendetektors zwischen diesem und der arteriellen Pumpe eine ebenso sinnvolle Option. Auch die Integration eines entsprechenden
Sensors zwischen dem Oxygenator und dem arteriellen Filter ermöglicht das rechtzeitige Isolieren von Luftblasen. Die ideale und sicherste Lösung ist jedoch die Implementierung mehrerer Blasensensoren.

Fünf intelligente Sensoren in einer Herz-Lungen-Maschine

Ein weltweit agierender Hersteller von Herz-Lungen-Maschinen hat die hybride Sensorlösung in seine kürzlich lancierte Neuentwicklung integriert. Den Branchenführer überzeugten das kompakte Design der Sensoren, die integrierte Elektronik sowie die Möglichkeit der
Mehrpunktmessung. So konnten fünf der intelligenten Sensoren mit unterschiedlichen Kanalgrößen in die neu entwickelte Konsole implementiert werden. Die integrierte Elektronik vereinfacht den Anschluss der hybriden Sensoren. Der eingebaute Mikrocontroller
ermöglicht zudem die Steuerung aller Prozesse, deren Daten über die RS485-Schnittstelle übertragen werden

Quelle: Sonotec

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