Alt gegen Neu: Sauerstoffflasche mit analogem Zeigermanometer vs Gasflaschensystem mit ­digitaler Anzeige. ©K.C. - stock.adobe.com Shutterstock / Linde Healthcare

Alt gegen Neu: Sauerstoffflasche mit analogem Zeigermanometer vs Gasflaschensystem mit ­digitaler Anzeige. ©K.C. – stock.adobe.com Shutterstock / Linde Healthcare

In der Medizin ist es entscheidend, dass diagnostische und therapeutische Anwendungen zuverlässig funktionieren. Sie müssen dem höchstmöglichen Standard an Sicherheit, Qualität und Effizienz entsprechen. Bei der medizinischen Gasversorgung kommen seit über 20 Jahren langlebige Sauerstoffzylinder mit analogem Zeigermanometer zum Einsatz.

Anhand des Restdrucks, der Flaschengröße und des eingestellten Sauerstoffflusses berechnet der Anwender den verbleibenden Sauerstoff und damit die ‚Restlaufzeit‘ – ein enormer Aufwand, da in Krankenhäusern täglich bis zu 1000 Gasflaschen im Einsatz sind und ein Zylinder bei maximalem Durchfluss nur etwa drei Stunden hält. Diese gewaltige Aufgabe stemmt das Pflegepersonal selbst.

Bei Linde entstand daher die Idee einer digitalen Anzeige für Sauerstoffflaschen, um die Logistik in Krankenhäusern zu vereinfachen. Ziel des Projekts war die Entwicklung eines digitalen Ventils, das kompatibel mit den bestehenden langlebigen Sauerstoffzylindern ist. Über eine offizielle Projektausschreibung hat Linde den Weg zu Keller gefunden, einem Hersteller von isolierten Druckaufnehmern und Drucktransmittern.

300 bar sind kein Problem

Icons signalisieren den Restsauerstoff und ­Zustandsmeldungen.

Icons signalisieren den Restsauerstoff und ­Zustandsmeldungen. Keller/Linde

Seit vielen Jahren entwickelt das Unternehmen Füllstandsmessungen mit spezifisch konzipierten Sensoren für schwierige Umgebungen – so auch bei der digitalen Anzeige für Sauerstoffflaschen: Neben der Komptabilität zum bestehenden Zylinder durfte das neue digitale Ventil in seiner Bauform von der bisherigen nicht abweichen. Zusätzlich stellt die medizinische Sauerstoffanwendung sehr hohe Anforderungen an die Reinlichkeit und an die Sensoren. Um diese zu erfüllen, brauchte es einen komplett neuen Sensor, welchen das Unternehmen der vorgegebenen Umgebung angepasst hat. Dabei muss der Sensor Druckbereiche bis 300 bar messen können sowie in einem Sauberraum hergestellt werden.

Aus analog wird digital

Mögliche IoT-Lösung für vernetzte Gas­flaschensysteme

Mögliche IoT-Lösung für vernetzte Gas­flaschensysteme

Keller

Um diese streng definierten Vorgaben zu erfüllen, testete das Projektteam diverse Designs und Prototypen bis die geeignete Kombination entstand. Der entwickelte Drucktransmitter ist extrem robust, auf das Nötigste reduziert und die verwendeten Materialien sind besonders sauerstoffverträglich. Mit diesen Eigenschaften und seiner sehr kompakten Bauform stellt der Sensor PA-5 das Herzstück der digitalen Sauerstoffflaschen dar.

Der im Ventil eingebaute analoge Sensor misst den Druck des gasförmigen Sauerstoffs in der Flasche und gibt diesen Wert über eine Steckverbindung an die Elektronik hinter dem Display weiter. Diese bereitet die Informationen auf und zeigt sie auf dem Display als eindeutige Zustands-Icons an, etwa den Füllstand, die aktuelle Durchflussrate und eben die verbleibenden Zeit bei der gewählten Flow-Einstellung.

Zusätzlich zur digitalen Anzeige verfügt das Ventil über ein akustisches und visuelles Warnsignal. Dieser Alarm weist auf kritische Situationen hin, etwa einen niedrigen Füllstand oder einen eingeschränkten Gasfluss durch einen Knick im Schlauch. Dadurch gewinnt der Patient mehr Sicherheit in der Selbstkontrolle. Des Weiteren wird das Pflegepersonal durch den reduzierten Ableseaufwand stark entlastet, denn sie wissen nun auf die Minute genau, wie lange der Sauerstoff noch ausreicht.

Nächster Schritt: IoT der Sauerstoffflaschen

Das neue Gasflaschensystem trägt den Namen LIV IQ (Linde Integrated Valve) und hat sich auf dem Markt bereits etabliert. Um die medizinischen Gasversorgung künftig noch weiter zu verbessern, ist geplant, das Gasflaschensystem fit für das Internet of Things (IoT) zu machen. Die Idee: die Daten der Ventile werden via Funk in ein internes Krankenhaus-Netzwerk eingebunden und kundenfreundlich aufbereitet.

Das Pflegepersonal könnte mittels der Vernetzung auf alle digitalen, akustischen und visuellen Display-Informationen von jedem Arbeitsplatz zugreifen. Somit entfällt der zusätzliche Aufwand der Überprüfung von jeder Sauerstoffflasche vor Ort.

Die Unternehmen

Linde Healthcare ist eine globale Geschäftseinheit der Linde Group und ist weltweit im Bereich der integrierten Atemwegsversorgung spezialisiert. Von der Arzneimittelversorgung mit Gasen und dazugehörigen Medizinprodukten bis hin zur Versorgung von Patienten zu Hause sowie in spezialisierten Beatmungspflege-Centern. Linde Healthcare ist in über 60 Ländern präsent.

Keller Druckmesstechnik, mit seinen 450 Mitarbeitenden, verfügt das Unternehmen über 40 Jahre Erfahrung in der Herstellung piezoresistiver Messtechnik und entwickelt seit den Anfängen kundenspezifische Drucksensoren für anspruchsvolle Applikationen. Ein Pluspunkt ist zudem die große Flexibilität des Unternehmens, die es ermöglicht, Kundenwünsche entsprechend umzusetzen.