Intravenöse Infusionen werden Menschen meist mithilfe von Infusionspumpen verabreicht. Diese bieten eine gut kontrollierte Medikamentenversorgung über einen längeren Zeitraum. In Bezug auf eine zuverlässige Fehlerdetektion zeigen sie jedoch Schwächen: Denn heutige Infusionspumpen haben keine technologische Möglichkeit die Durchflussmenge des Medikamentes im Schlauch direkt zu messen, weshalb zwei Hauptprobleme auftreten. Zum einen geschehen Fehler, die nicht erkannt werden, zum anderen kommt es durch überempfindliche Infusionspumpen zu einer Vielzahl von unnötigen Fehlalarmen.
Zu den typischen Fehlern bei der Infusionstherapie gehören Okklusion, Luftblasen (Air-in-Line), undosierter Durchfluss (Free Flow), Querflüsse in Mehrfachinfusionen (Cross Flow) sowie Paravasation (Austreten von intravenöser Flüssigkeit aus der Vene in das umliegende Gewebe). Die derzeit eingesetzten Infusionspumpen können nur die ersten drei Fehler erkennen, und das oftmals noch mit einer beträchtlichen Verzögerung. Die Durchflusssensortechnik von Sensirion ermöglicht es nun, nicht nur diese Fehler zuverlässig und schnell zu entdecken, sondern auch Querfluss- und sogar Paravasationsfehlern rasch entgegenzuwirken.
Sensoren machen Infusionen sicherer
Die Sensortechnik basiert auf den Erfahrungen des Herstellers, die er beim Messen niedriger Durchflussmengen unter Einsatz moderner CMOSens-Komponenten gemacht hat. Wird diese Sensortechnologie in Infusionsapparaturen eingesetzt, können Entwickler medizinische Geräte in Zukunft so konzipieren, dass sie die Patientensicherheit erhöhen und das Pflegepersonal besser in seiner Arbeit unterstützen.
Die Methode basiert auf dem mikrothermischen Messprinzip, bei dem ein mikroskopisch kleines Heizelement eine geringe Wärmemenge an die Flüssigkeit abgibt. Die Ausbreitung dieser „Wärmewolke“ wird von zwei Temperatursensoren erfasst, sie steht in direktem Zusammenhang mit der Durchflussmenge im Flüssigkeitskanal. Durch dieses Messprinzip können Massenflusssensoren zuverlässig und konstant die niedrigen Durchflussmengen messen, wie sie für medizinische Geräte typisch sind.
Jeder Sensor ist vollständig kalibriert und liefert ein linearisiertes, digitales Signal, um hohe Präzision zu gewährleisten. Durch die CMOSens-Technik von Sensirion wird die erforderliche Elektronik mit einem Sensorelement auf einem einzelnen Siliziumchip kombiniert. Der Sensorchip ist von einem Kunststoffgehäuse umschlossen und bietet alle mechanischen, elektrischen und fluidischen Verbindungen für eine einfache Integration in ein Infusionsbesteck.
Ins Infusionsbesteck direkt integriert, übermittelt der Durchflusssensor die Flussmenge im Schlauch in Echtzeit und gewährleistet dadurch eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit bei Infusionstherapien. In nur wenigen Sekunden kann eine Okklusion beispielsweise durch das Absinken der Durchflussmenge detektiert werden. Querflüsse lassen sich zeitnah kontrollieren und korrigieren. Zudem bietet der Sensor eine Blasendetektion, um im Schlauch befindliche Luft zu erkennen.
Der Einweg-Durchflusssensor des Herstellers ist so empfindlich, dass er auch geringste Abweichungen in der Durchflussmenge detektieren kann. So kann er zum Beispiel die regelmäßigen Ausschläge der Infusionsgeschwindigkeit messen, die durch den pulsierenden venösen Druck des Patienten verursacht werden. Der Sensor kann also den Herzschlag des Patienten erkennen – dies ist ein direktes Anzeichen dafür, dass die Verbindung zwischen der Infusionsleitung und der Vene des Patienten intakt ist. Umgekehrt deutet das Fehlen dieses Pulses auf eine unterbrochene Verbindung hin. Mögliche Gründe dafür können zum Beispiel ein Knick im Schlauch, ein getrennter oder beschädigter Schlauch oder eine verrutschte Infusionskanüle sein, die wiederum zu einer Paravasation führen kann. Indem der Sensirion-Sensor das Signal auswertet, ist es ihm möglich, eine Paravasation schnell festzustellen, und so schädliche Folgen für den Patienten zu vermeiden.
Fehler entdecken, Schaden abwenden
Paravasation hat meistens nur Irritationen zur Folge, kann aber auch weitreichende Schäden wie ein Absterben des Gewebes verursachen. Die Schäden können sich auf Nerven, Sehnen und Gelenke ausweiten und noch Monate nach dem eigentlichen Vorfall andauern. Negative Folgen einer verzögerten Behandlung sind beispielsweise chirurgische Abtragungen des abgestorbenen Gewebes, Hauttransplantationen und sogar Amputationen. Diese schwerwiegenden Konsequenzen machen deutlich, dass eine zuverlässigere und sicherere Infusionstherapie notwendig ist und es einer raschen Fehlerdetektion bedarf. Eine der häufigsten Ursachen von Paravasation ist die Punktion der Venenwand unter Einwirkung von Reibung durch die Katheternadel. Diesem Effekt geht meist eine Okklusion voraus. Mit einer herkömmlichen Infusionspumpe bleibt die Okklusion so lange unerkannt, bis der Druck im Schlauch eine gewisse Schwelle übersteigt, und der Drucksensor einen Alarm auslöst. Ein schnelles und zuverlässiges Entdecken der Okklusion durch einen Flusssensor sowie das Anhalten der Infusionspumpe können verhindern, dass die Vene beschädigt wird und anschließend Flüssigkeit austritt.
