Digitales Sauerstoffventil auf dem Weg in die Zukunft

Die Sauerstoffflasche wird digital

| Redakteur: Silvano Böni

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(Bild: Keller)

Seit 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. Linde Healthcare bringt nun in Zusammenarbeit mit Keller AG für Druckmesstechnik das Management von Sauerstoffflaschen auf ein neues Level – dank einer Digitalanzeige.

Das Ablesen und Berechnen des verbleibenden Restinhalts einer Sauerstoffflasche benötigt einen enormen Aufwand an personellen Ressourcen, da in Krankenhäusern täglich bis zu 1000 Gasflaschen im Einsatz sind und der Verbrauch bei der maximalen Menge an Durchfluss circa drei Stunden pro Zylinder dauert. Diese gewaltige Logistik wird von dem Pflegepersonal selbst gestemmt. Abhilfe soll nun eine digitale Anzeige schaffen. Die Idee 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 dann den Weg zur Keller AG für Druckmesstechnik gefunden.

Neues Kompetenz-Level dank komplexer Ausgangslage

Die Keller AG gehört zu den führenden Herstellern von isolierten Druckaufnehmern und Drucktransmittern. Die langjährige Erfahrung in kundenspezifischen Lösungen und der Mut für neue Herausforderungen machten 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 das Winterthurer Unternehmen jedoch ganz gezielt eine neue Herausforderung an, um die interne Infrastruktur und die Prozessabläufe für Produkte in der Medizin-Industrie 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 ein komplett neuer Sensor entwickelt werden, welcher vollumfänglich der vorgegebenen Umgebung angepasst wurde. Der Sensor muss dabei Druckbereiche bis 300 bar messen können sowie in einem Sauberraum hergestellt werden.

Aus analog wird digital

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. Folgende aufbereitete Daten stehen dem Patienten jederzeit mit eindeutigen Zustands-Icons zur Verfügung:

Restsauerstoff und Flow

  • Anzeige der verbleibenden Zeit bei gewählter Flow-Einstellung
  • Füllstand
  • Aktuelle Durchflussrate

Sicherheitswarnsymbole

  • Kritische Situation
  • Gas-Flow ist geringer als eingestellter Flow
  • Temperatur zu hoch oder zu niedrig
  • Niedriger Ladestand
  • Kein akustisches Signal
  • Magnetisches Feld erkannt

Status

  • Neue, unangebrauchte Flasche

​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 bereits 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 es weiss nun auf die Minute genau, wie lange der Sauer­stoff beim aktuell eingestellten Verbrauch noch ausreicht.

Digitale Sauerstoff­flaschen werden vernetzt

Die Optimierung der medizinischen Gasversorgung wird künftig noch einen Schritt weiter gehen. Es ist geplant, für LIV IQ einen IoT-Prozess zu realisieren. Die digitalen Daten der Ventile werden dazu via Funk in ein internes Krankenhaus-Netzwerk eingebunden und kundenfreundlich aufbereitet. Das Pflegepersonal kann mittels einer Vernetzung auf alle digitalen, akustischen und visuellen Display-Informationen 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 soll mit dieser geplanten Lösung das Management von Sauerstoffflaschen in Krankenhäusern revolutionieren. SMM

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