Präzisere Atemgasmessung für die Beatmung
Neben unseren Entwicklungen im Bereich Pulsoximetrie und unserem eigenen Kapnographie-Modul CAP201 arbeiten wir weiter an innovativen Sensoriklösungen, um unsere Kunden und die Medizintechnik in Deutschland voranzutreiben. Dabei entstand ein neues Patent für die Messung von Atemgas, das im April 2024 offengelegt wurde.
Was ist es genau?
Diese patentierte Erfindung beschreibt ein innovatives Verfahren zur Messung von Gasproben im Nebenstrom mit höchster zeitlicher Auflösung. Die Technologie ermöglicht die präzise Analyse der Gaszusammensetzung in strömenden Gasen oder Gasgemischen und eignet sich ideal für Anwendungen in der Medizintechnik, Beatmung und industrieller Analyse.
Funktionsweise
Die Vorrichtung entnimmt Gasproben direkt aus einem Hauptstrom, ohne diesen zu beeinträchtigen. Die Proben werden durch einen Gasspeicher, eine Messvorrichtung und eine Absaugpumpe geleitet. Eine Messvorrichtung, z. B. mit CO2– und O2-Sensoren, analysiert die Gaszusammensetzung in Echtzeit. Die zeitliche Auflösung der Messung kann durch Steuerung der Absaugrate flexibel angepasst werden. Damit entstehen volumentechnisch kleinere Proben durch langsamere Absaugraten und größere, relevante Proben durch schnelle Absaugraten. Diese fließen im Wechsel durch den Schlauch und letztendlich den Messsensor. Wobei während langsamer Absaugraten, die größeren Proben länger im Sensor verweilen und dadurch zusätzliche Messpunkte für die gleiche relevante Probe entstehen. Die resultierende zeitliche Auflösung ist also höher als die nominelle zeitliche Auflösung des Sensors. Damit ist es möglich temporär schneller zu messen, als der Sensor es eigentlich zulässt.
Vorteile gegenüber bestehenden Lösungen
Im Vergleich zu herkömmlichen Haupt- und Nebenstromverfahren bietet die patentierte Technologie deutliche Vorteile:
- Bis zu 5-fache Verbesserung der zeitlichen Auflösung: Ermöglicht die präzise Analyse von schnellverlaufenden Prozessen wie der Atmung bzw. Beatmung.
- Echtzeit-Ergebnisse: Liefert Daten in Echtzeit, was für zeitkritische Anwendungen wie die Beatmung, Anästhesie und Prozesssteuerung entscheidend ist.
- Erweiterter Messbereich: Ermöglicht die Bestimmung von Parametern, die mit herkömmlichen Methoden nicht zugänglich wären, wie z.B. fiO2 und etO2.
- Geringere Verzögerung: Reduziert Verzerrungen durch Vermischung des Gases im Probensystem und ermöglicht so präzisere Messungen.
- Robuste Messungen: Auch bei hohen Atemfrequenzen, ideal für die Überwachung von Neugeborenen.
Flexible Steuerung der zeitlichen Auflösung
Die zeitliche Auflösung der Messung kann durch Steuerung der Absaugrate flexibel an die spezifischen Anforderungen der Anwendung angepasst werden. So kann beispielsweise bei der Überwachung von Neugeborenen oder Patienten mit eingeschränkter Lungenfunktion eine höhere zeitliche Auflösung gewählt werden – bei Langzeitüberwachung oder anderen Industriesparten wäre eine geringere Auflösung ausreichend.
Medizinische Einsatzmöglichkeiten
- Medizinische Patientenüberwachung: Überwachung von CO2, Sauerstoff und anderen Gasen in der Atemluft auch bei Neugeborenen
- Beatmung: Optimierung der Beatmungsparameter anhand von Echtzeit-Gasanalyse auch bei Hochfrequenzbeatmung (HFOV) und Beatmung in unter Reanimation (auch bspw. CCSV, Chest Compression Synchronized Ventilation)
Die Absaugrate zur Entnahme von Gasproben aus dem Hauptstrom ist derart verstellbar, dass die
effektive zeitliche Auflösung der Messung einzelner Gasproben signifikant erhöht werden kann.
Fazit:
Die patentierte Technologie zur Gasanalyse im Nebenstrom bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber bestehenden Lösungen und eignet sich ideal für eine Vielzahl von Anwendungen in der Medizintechnik und vor allem in der Beatmung. Die hohe zeitliche Auflösung sowie die flexible Steuerung ermöglichen eine präzise und zuverlässige Überwachung von Gaszusammensetzungen in Atemgasen. Das Patent (DE 10 2022 127 681.3) ist ein weiterer Baustein in unserem Bestreben innovative, sichere und präzise Medizintechnik zu entwickeln, um gemeinsam mit unseren Partnern hochqualitative Geräte schneller auf den Markt zu bringen.