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Alles aus einer Hand – Sensoren für die Medizintechnik

Redakteur: M.A. Bernhard Richter

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Der BLD01 erkennt selbst kleinste Blutleckagen im Dialysat.
Der BLD01 erkennt selbst kleinste Blutleckagen im Dialysat.
(Bild: Sonotec)

Mit seinem jüngsten Clamp-On-Sensor Sonocheck BLD 01 (Blood Leak Detector) komplettiert Sonotec sein Produktprogramm an berührungslos arbeitenden Sensoren für den Einsatz in der Medizintechnik. Neben dem BLD zählen dazu auch der Sonocheck ALD (ALD = Air Level Detector) für die Überwachung des Flüssigkeitsniveaus in Tropfkammern, die Sensoren der Sonocheck ABD-Baureihe (ABD = Air Bubble Detector) zur Luftblasendetektion sowie der Clamp-On-Sensor Sonoflow CO.55 für die Durchflussmessung. Damit bietet Sonotec eine vollständige Sensorpalette für den Einsatz in medizinischen Geräten. Präsentiert werden diese Sensoren anlässlich der diesjährigen Compamed, die vom 12. bis 14. November 2014 in Düsseldorf stattfindet.

Die berührungslose Detektion und die kompakte Bauform der Sensoren bilden die Grundvoraussetzung für hygienische und kontaminationsfreie Anwendungen. Der flüssigkeitsdurchströmte Schlauch bzw. die Tropfkammer werden einfach in den jeweiligen Sensor gelegt und das Kabel an die Gerätesteuerung angeschlossen. Ein schneller, reibungsloser Wechsel ist garantiert, ein Koppelmedium nicht erforderlich, da die Sensoren nach dem Prinzip der Trockenkopplung arbeiten. Sie reagieren zudem automatisch auf sich verändernde Randbedingungen z.B. durch Toleranzen der Schläuche oder Alterungsprozesse. Damit sind sie für den häufigen Wechsel genauso gut geeignet wie für einen über Monate währenden Betrieb.

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Detektion kleinster Blutmengen

Für die Dialyse wurde der nicht invasive Sensor BLD01 speziell zur Detektion kleinster Blutmengen im Dialysat entwickelt. Er erkennt jede Veränderung, die sich auf die Lichtdurchlässigkeit eines optisch transparenten Mediums auswirkt, und reagiert deutlich sensibler und schneller auf Blut beziehungsweise auf Veränderungen im Medium als vergleichbare Produkte. Der BLD01 registriert selbst kleinste Blutmengen – auch über einen langen Behandlungszeitraum von bis zu acht Stunden. Die geforderte Empfindlichkeit wird durch die Internationale Norm IEC 60601-2-16 (2008) vorgegeben. Entsprechend detektiert der Sensor Blutmengen von 0,35 ml/min bei einem Hämatokrit-Level von 0,32 und einer maximalen spezifischen Durchflussrate. Darüber hinaus zeichnet sich der Sensor gegenüber vergleichbaren Produkten durch seine höhere Stabilität und geringere Störempfindlichkeit gegenüber Fremdlichteinflüssen aus.

Mikrocontroller mit erweiterbaren Funktionalitäten

Die berührungslos arbeitenden Sensoren der ALD-Serie detektieren das Flüssigkeitsniveau in Tropfkammern. Sonotec bietet die ALD-Sensoren in zwei Versionen an: Der einkanalige Sensor ALD01 mit einer Messstelle kontrolliert zuverlässig einen festgelegten Flüssigkeitsstand. Der zweikanalige ALD02 erfasst Niveaus, die zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert schwanken. Beide Varianten verfügen über einen anwenderspezifisch programmierbaren Mikrocontroller mit erweiterbaren Funktionalitäten. Ihre Bauform ist abhängig von dem Tropfkammerdurchmesser und -material sowie dem zu überprüfenden Füllstand

Die Clamp-On-Ultraschallsensoren der Sonocheck-Serien ABD05, ABD06 und ABD07 erkennen schnell und zuverlässig Luftblasen in flüssigkeitsdurchströmten Schläuchen und Messkammern. Sie erlauben damit sowohl die Flüssigkeitsüberwachung als auch die Nass-Trocken-Meldung. Da sie sich dynamisch variierenden akustischen Bedingungen problemlos anpassen, garantieren sie eine hohe Messwertstabilität gegenüber schwankenden Umgebungsbedingungen. Der Messzyklus liegt bei 200 µs, die Reaktionszeit typischerweise bei 1 ms. Der Ultraschallsensor lässt sich über einen Mikrocontroller mit erweiterbaren Funktionalitäten kundenspezifisch programmieren. Dazu zählen beispielsweise Fail-Safe und serielle Kommunikation. Mit dem ABD07 bedient Sonotec den Trend zur Miniaturisierung. Mit einer Breite von lediglich 25,2 Millimetern, einer Höhe von 17,8 Millimetern und einer Tiefe von nur 12,7 Millimetern ist der kompakte Sensor nur halb so groß wie seine Kollegen ABD05 und ABD06. Bei der Leistung gibt es dagegen keinen Unterschied.

Speziell für die Überprüfung der korrekten Dosierung und Fließgeschwindigkeit bei der automatischen Flüssigkeitszufuhr in der Medizintechnik entwickelte Sonotec den Clamp-On-Sensor Sonocheck CO.55. Er misst den Durchfluss von Flüssigkeiten in PVC-Schläuchen und eignet sich für den flexiblen Einsatz und die Nachrüstung unterschiedlichster Geräte. Da er direkt am Schlauch hängt benötigt er keine gesonderte Befestigung. Sonotec bietet seinen CO-Durchflussmesser für viele verschiedene, in der Medizin typische Schlauchdurchmesser an. Unter anderen gibt es Versionen des Sensors für folgende Anwendungen:

• 3/8-Zoll Schläuche, wie sie in Herz-Lungen-Maschinen üblich sind,

• 4,2 mm Infusionsschläuche für Bluttransfusionen und

• 6,8 mm Dialyseschläuche.

Die Sensoren verfügen über konfigurierbare Strom(0/4…20 mA)- beziehungsweise Impulsausgänge. Eine serielle Schnittstelle erlaubt den Anschluss an einen Computer via USB-Datenkonverter und damit die einfache Parametrierung und Messwertdarstellung mittels Monitorsoftware. Diese Funktion ist allen genannten Sensoren gemeinsam und ein Alleinstellungsmerkmal der Sonotec Sensoren. Mit diesem Werkzeug ist der Anwender selbst in der Lage die Sensoren zu testen und im vorgegebenen Rahmen auch Anpassungen an seine spezifischen Erfordernisse vorzunehmen. Weitergehende Änderungen wie beispielsweise bei applikationsspezifische Sicherheitsroutinen, der Spannungsversorgung oder auch den Abmessungen können kurzfristig in einem kundenspezifischen Design realisiert werden. (br)

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