Tragbare Infusionspumpen erfreuen sich wachsender Beliebtheit in der ambulanten Therapie und der häuslichen Pflege. Über einen Zeitraum von mehreren Tagen sorgen sie für eine Abgabe hochkonzentrierter Medikamente. Diese Infusionspumpen verringern die Dauer von Krankenhausaufenthalten und die damit einhergehende Kosten erheblich. Hinzu kommt eine Verbesserung der Lebensqualität des Patienten, da dieser sich in seiner vertrauten Umgebung aufhalten kann. Die geforderten Durchflussraten reichen bei derartigen Behandlungen in der Regel von einem Millimeter bis hin zu wenigen hundert Millilitern pro Stunde.

Elastomerpumpen als Basis

Tragbare Infusionspumpen verkürzen Krankenhausaufenthalte enorm. Druckflusssensoren messen und prüfen dabei die Dosierung der Medika,ente.

Tragbare Infusionspumpen verkürzen Krankenhausaufenthalte enorm. Druckflusssensoren messen und prüfen dabei die Dosierung der Medikamente. Sensirion

Eckdaten

Eine kontinuierliche und zuverlässige Medikation verbessert in der Medizin die Therapieergebnisse erheblich. Bereits kleinste Abweichungen von der optimalen Dosierung können enorme Folgen für den Patienten haben. Deshalb müssen Einweg-Durchflusssensoren auch kleinste Durchflussraten präzise messen und die Medikamentendosis entsprechend regeln. In der Medizin kommen diese Sensoren zunehmend in Infusionspumpen zum Einsatz. Aber auch akutes Nierenversagen lässt sich durch die Messung des Urinvolumens frühzeitig erkennen.

Sogenannte Elastomerpumpen sind die mit am häufigsten genutzten Vertreter ambulanter Infusionspumpen. Typischerweise bestehen diese Elastomerpumpen aus einem Druckreservoir, das kontinuierlich Druck auf das Medikament ausübt, einem IV-Infusionsset mit einem Durchflussbegrenzer – etwa eine dünne Kapillare als Druckabfallelement – der die erforderliche Durchflussrate einstellt, sowie einem Venenkatheter oder Injektionsport. Diese Pumpen funktionieren häufig rein mechanisch und kommen als Einweggeräte in der Chemotherapie, der Schmerztherapie oder der Chelat-Therapie zum Einsatz. Elastomerpumpen weisen in der Regel ein charakteristisches konkaves Druckprofil auf. Das heißt, die erzeugte Durchflussrate ist am Ende und am Anfang der Therapie leicht höher als in der Mitte.

Lediglich zwei Parameter beeinflussen die injizierten Durchflussraten bei Elastomerpumpen: der Differenzialdruck zwischen Ein- und Ausgang des Durchflussbegrenzers sowie dessen Widerstand. Während das Druckprofil des Pumpenreservoirs den Eingangsdruck bestimmt, hängt der Ausgangsdruck von mehreren Faktoren ab. Sowohl die Art der Injektionsstelle, als auch der individuelle Venengegendruck des Patienten sowie der Höhenunterschied zwischen Reservoir und Injektionsstelle können den Ausgangsdruck beeinflussen.

Der Widerstand des Durchflussbegrenzers wird durch die Viskosität des Medikaments beeinflusst, die wiederum von der molekularen Zusammensetzung und der Temperatur der Lösung abhängt. Damit auch bei sich ändernder Umgebungstemperatur die Temperatur der Lösung möglichst stabil bleibt, empfehlen Hersteller von Elastomerpumpen, den Durchflussbegrenzer über den gesamten Therapieverlauf mit einem Pflaster auf der Haut des Patienten zu befestigen.

Hohe Abweichraten

Durchflusssensor LD20 für Medikamentenabgabe

Durchflusssensor LD20 für Medikamentenabgabe. Sensirion

Die gemäß internationalen Normen erforderliche Genauigkeit der Durchflussrate liegt unter spezifischen Bedingungen bei ±15 Prozent. Für den Patienten ist es während seiner üblichen alltäglichen Abläufe jedoch schwierig, die empfohlenen Handlungsanweisungen so einzuhalten, dass die spezifizierte Pumpenleistung gewährleistet ist. Aus diesem Grund weichen die tatsächlichen Durchflussraten häufig erheblich von den beabsichtigten Werten ab. Während höhere Durchflussraten zu einer erhöhten Toxizität der Therapie führen, reduzieren niedrigere Durchflussraten die Wirksamkeit der Behandlung. Oftmals führen die niedrigen Durchflussraten auch dazu, dass Reste bestehen bleiben, die dann auf spezielle Weise entsorgt werden müssen.

Bei niedrigen Durchflussraten lassen sich Verstopfungen des sehr dünnen Durchflussbegrenzers oder der Injektionsstelle ohne einen Einweg-Durchflusssensors nur langsam und unzuverlässig erkennen. In den meisten Fällen dauert es Stunden, bis Patienten oder das Pflegepersonal eine Okklusion, also den Verschluss eines Hohlorgans oder einer Körperpassage, entdecken. Auch dies verhindert ein optimales Therapieergebnis.

Derzeit kann das Klinikpersonal die hier beschriebenen unerwünschten Effekte weder für ein direktes Feedback noch zu Zwecken der telemetrischen Betreuung überwachen. Auch eine Aufzeichnung dieser zur späteren Analyse ist aktuell nicht möglich. Aus diesem Grund entwickeln viele Hersteller ambulanter Infusionspumpen intelligente Versionen ihrer bestehenden Produkte. Eine mögliche Lösung ist die nahtlose Integration eines Einweg-Durchflusssensors wie etwa des LD20-Sensors von Sensirion im Infusionsset.

Lesen Sie auf der nächsten Seite, welche essentiellen Funktionen Durchflusssensoren übernehmen können.

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