Bronkhorst

Kalibrierung von Infusionspumpen – zeitsparend und hochgenau

28. April 2020 Marcel Katerberg
Schnelle und akkurate Kalibrierung von Infusionspumpen

Wir von Bronkhorst als Spezialisten für niedrige Durchflüsse sehen immer wieder überraschende Applikationen und technische Herausforderungen. Diese Woche möchte ich Ihnen eine Kalibriertechnik vorstellen, um die Performance von Infusionspumpen zu verbessern.

Infusionspumpen sind in der Medizintechnik weit verbreitet und arbeiten basierend auf verschiedenen Funktionsprinzipien zur Förderung unterschliedlicher Flüssigkeiten.

  • Volumetrische Pumpen werden in der Regel für Nährlösungen und zur Hydratation bei höheren Fördermengen von bis zu 1l/h eingesetzt.
  • Spritzenpumpen werden meist für die genaue Dosierung von kleinen Durchflussmengen von bis zu 1 ml/h oder weniger eingesetzt.

Gängige Spritzenpumpen zeigen den Sollwert an, geben aber keine Rückmeldung über die tatsächlich dosierte Menge. Deswegen müssen solche Pumpen regelmäßig auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Eine regelmäßige Kontrollroutine mit einer vorgegebenen Durchflussmenge oder einem vorgegebenen Durchflussbereich ist also unerlässlich, damit sichergestellt ist, dass die Förderung der Flüssigkeit aus der Pumpe den Anforderungen der Applikation entspricht. Zusätzlich wäre es hilfreich, die Leistung einer Pumpe für Referenzzwecke oder Qualitätskontrollen zu überwachen.

Darüber hinaus haben wir von Medizintechnikern erfahren, dass es derzeit zwei Hauptkalibrierverfahren für Infusionspumpen gibt:
 

Volumetrisches Messprinzip

Das erste Verfahren arbeitet mit volumetrischen Messprinzipien. Diese Methode benötigt in der Regel eine größere Durchflussmenge und ein Mindestvolumen, um eine angemessene Genauigkeit innerhalb eines akzeptablen Zeitraums zu erreichen. Dies schränkt die Möglichkeit ein, Spritzenpumpen bei geringsten Fördermengen und in kritischen Anwendungen schnell zu überprüfen und es besteht das Risiko, dass sich der Kalibrierprozess eventuell als ungenau oder sehr zeitraubend erweist.
 

Distanzmessprinzip

Die zweite Technik besteht darin, die Entfernung zu messen, die der Kolben einer Spritzenpumpe über einen bestimmten Zeitraum zurücklegt. Dieser Wert wird verwendet, um eine Zahl der Hübe zu extrapolieren. Diese Technik wird in der Regel von den Herstellern der Instrumente bestimmt und bringt eine hohe Ungenauigkeit bei der Addition der manuellen Messmethode, weil sich hier die Ungenauigkeit der Messskala, der Zeitmessung und der Pumpe addieren.
 

Wie verbessert man die Genauigkeit und Schnelligkeit bei der Kalibrierung von Infusionspumpen?

Nachdem wir einige Probleme der oben genannten Techniken identifiziert hatten, folgten Gespräche mit verschiedenen Arbeitsgruppen aus der medizintechischen Forschung und Entwicklung, die Spritzenpumpen-Kalibriersysteme verwenden. Bronkhorst hat sich der Herausforderung gestellt und in einer Studie neue Sensortechnologien und Techniken getestet, die die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Kalibrierung von Infusionspumpen verbessern könnten.
 

Verbesserung der Reaktionszeit und Genauigkeit der Kalibrierung von Infusionspumpen

Um den Wert dieser Studie zu definieren, haben wir gemeinsam mit den Arbeitsgruppen mögliche Anwendungen identifiziert, bei denen eine genaue Dosierung ein kritischer Prozessparameter ist. Nachfolgend finden Sie diese Anwendungen:

  • Einsatz in der Pädiatrie - die jungen Patienten sind besonders sensibel und anfällig für eine falsche Medikamentendosierung.
  • Medikamentendosierung bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten – es ist extrem schwierig hier einen relativ genauen und stabilen Durchfluss zu realisieren.
  • Verwendung von Medikamenten mit einem kleinen therapeutischen Band, bei denen eine hohe Genauigkeit noch wichtiger ist.
  • Multi-Infusionssysteme, bei denen mehrere Pumpen an eine einzige Kanüle angeschlossen sind. Bei diesen Systemen kann die Compliance der verwendeten Spritzen und Schläuchen zu großen Fehlern in der tatsächlichen Dosierung führen.

Coriolis – Durchflusssensoren für kleine Durchflüsse

Unsere Arbeitshypothese lautet, dass die Eigenschaften eines Coriolis-Sensors mit niedrigem Durchfluss die Genauigkeit und Ansprechzeit von Kalibriersystemen zur Kalibrierung von Spritzenpumpen verbessern können. Wir haben die Gültigkeit dieser Hypothese in einer internen Studie und in einem Krankenhaus in den Niederlanden nachgewiesen. Das Coriolis-Prinzip wurde aufgrund seiner bewährten Genauigkeit und Langzeitstabilität gewählt. Darüber hinaus können diese Geräte aufgrund ihres geringen Innenvolumens und des geringen Druckabfalls auch für die Prüfung komplexer Multiinfusionssysteme eingesetzt werden.

(mini) CORI-FLOW

Das Funktionsprinzip des mini CORI-FLOW Coriolis Massendurchflussmessers

Die Antwort: Die Genauigkeit und die Geschwindigkeit bei der Kalibrierung von Infusionspumpen kann durch Coriolis-Durchflussmessung erheblich verbessert werden

Wir haben die Coriolis-Sensortechnologie gegen eine elektronische Analysenwaage im eigenen Haus getestet. Der Aufbau dieses Experiments wurde vom niederländischen Akkreditierungsrat genehmigt. Darüber hinaus haben wir eine Benchmark-Studie gegen ein Infusionskalibrierungssystem in einem Krankenhaus in den Niederlanden durchgeführt.

Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen, dass die Coriolis-Sensorik die Genauigkeit und Ansprechzeit der etablierten Messprinzipien in Kalibriersystemen übertreffen kann.

Blog: Bronkhorst Kalibrierzentrum

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