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Messtechnik für ein Gerät zur automatischen Herzdruckmassage

Messtechnik
Gerät für automatisierte Herzdruckmassage: Potentiometer für passenden Druck

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Ein redundantes, lineares Leitplastikpotentiometer stellt bei einem Gerät zur automatisierten mechanischen Herzdruckmassage die Daten für die Wegerfassung bereit. Es arbeitet besonders zuverlässig und genau und ist klein genug, um auch bei begrenztem Bauraum Platz zu finden.

Stefan Sester
Novotechnik, OstfildernEllen-Christine Reiff
Fachjournalistin, Stutensee

Herzstillstand. Nicht einmal drei Minuten dürfen untätig verstreichen. Schon nach so kurzer Zeit wird das Gehirn nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Die einfache Herzdruckmassage schafft es, den Restsauerstoff mit dem Blut zirkulieren zu lassen und so die Überlebenswahrscheinlichkeit des Patienten entscheidend zu erhöhen. Für den Helfer ist das harte Arbeit: Das Herz wird durch den Druck auf das Brustbein in Richtung Wirbelsäule gepresst; der Druck im Brustkorb erhöht sich, und Blut gelangt aus dem Herzen in den Kreislauf. In der Entlastungsphase füllt sich das Herz erneut mit Blut.

Herzdruckmassage: eine schweißtreibende Angelegenheit

Damit das klappt, muss die Eindrücktiefe idealerweise zwischen 5 und 6 cm liegen. Bei einem erwachsenen Patienten heißt das, der dafür erforderliche Kraftaufwand erreicht bis zu 600 N. Dabei sind Unterbrechungen schädlich: Die gewünschte Frequenz liegt bei mindestens 100 bis maximal 120 Kompressionen pro Minute. Es kann also sehr wichtig sein, diesen Vorgang zu automatisieren.

Geräte, mit denen das möglich ist, bietet die GS Elektromedizinische Geräte G. Stemple GmbH aus Kaufering. Corpuls CPR beispielsweise ist ein mobiles, nur knapp 10 kg schweres Gerät für die automatisierte Herzdruckmassage, das auch bei langwierigen Behandlungen zuverlässig und im richtigen Rhythmus arbeitet.

Wegerfassung ist wichtig für automatisierte Herzdruckmassage

Laut Dieter Gellert, Bereichsleiter Produktmanagement und Technische Redaktion bei GS Elektromedizinische Geräte, spielt dabei die Wegerfassung eine wichtige Rolle: Sie stelle sicher, dass die Eindrücktiefe stimme und individuell an den Körperbau des Patienten und den Behandlungsverlauf angepasst werden kann. Das Gerät prüft, je nach gewählter Betriebsart, auch während der Therapie nach jeder Beatmungspause oder nach 100 Kompressionen die Position des Druckstempels. Sollte der Thorax durch die vorhergehenden Kompressionen eingefallen sein, wird eine mögliche Höhendifferenz zwischen Stempel und Thorax ausgeglichen. So wird die eingestellte Drucktiefe stets gewährleistet.

Die Anforderungen an die Sensorik sind dabei hoch: Sie muss genau messen. Auch bei wechselnden Betriebsbedingungen im mobilen Einsatz muss sie sehr zuverlässig sein und für einen sicheren Betrieb im medizinischen Bereich auch Redundanz bieten. Da der Bauraum im Gerät begrenzt ist, sind auch kompakte Abmessungen und entsprechende Einbaumöglichkeiten wichtig.

Potentiometer liefert die Messdaten für die automatisierte Herzdruckmassage

Der Medizintechnikhersteller entschied sich im Fall seines mobilen Gerätes für eine potentiometrische Lösung: Die Wegerfassung bei der Herzdruckmassage sollte ein lineares Leitplastikpotentiometer übernehmen. „Auf der Suche nach einem entsprechenden Sensor, der die hohen Anforderungen dieser medizinischen Anwendungen erfüllt, stießen wir schnell auf Novotechnik“, erinnert sich Gellert. Dank moderner Siebdrucktechnik und -pasten aus eigener Herstellung kann die Novotechnik Messwertaufnehmer OHG aus dem schwäbischen Ostfildern langlebige Sensoren produzieren, die ohne Nacharbeit hochpräzise Positionen erfassen. Die Schleifer aus Edelmetalllegierungen zeigen auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen ein gutes Kontaktverhalten und erreichen eine Lebensdauer von bis zu 100 Millionen Zyklen. Mechanischer Verschleiß spielt damit keine Rolle.

Genaue Wegmessung auf engstem Raum

Maßgeschneidert für die Anwendung wurde ein lineares, mechanisch und elektrisch redundantes Leitplastikpotentiometer entwickelt. Zwei Standardpotentiometer in Modulbauform sitzen mittels eines speziellen Aluminiumprofils Rücken an Rücken und arbeiten völlig unabhängig voneinander arbeiten. Mit der Kugelumlaufspindel des Antriebs sind sie über einen Mitnehmer verbunden. Dank dieser Konstruktion beansprucht der Wegsensor im Oberteil des Herzdruckmassagegeräts nur wenig Einbauraum. Er deckt einen Messbereich von 100 mm ab, arbeitet mit einer Wiederholgenauigkeit von besser als 50 µm. Den Positionswert stellt er dem Lageregler als Spannungssignal zur Verfügung.

Trotz der beengten Platzverhältnisse lässt sich der Sensor gut montieren. „Wir können das Potentiometer einbauen, bevor wir die Spindel dazu parallel in Richtung Säule einsetzen, was die Arbeit deutlich erleichtert“, erläutert Gellert. Auch mit weiteren Details boten die Sensorikspezialisten Unterstützung. Die Mitnehmerfedern, die die Schleifkontakte mit der Spindel verbinden, sind so ausgelegt, dass sie die hohen Beschleunigungen verkraften und keine Gefahr besteht, dass sie sich aushängen.

Die für medizintechnische Geräte notwendige Zertifizierung verlief reibungslos. Gellert: „Die umfangreichen und detaillierten Dokumentationen, die wir von Novotechnik erhielten, enthielten alle dafür erforderlichen Informationen.“


Über den Hersteller

Die GS Elektromedizinische Geräte G. Stemple GmbH in Kaufering entwickelt seit über 30 Jahren Medizintechnik für die Notfall- und Intensivmedizin. Defibrillatoren und Patientenmonitoring-Systeme der Marke Corpuls nutzen aktuelle medizinisch-wissenschaftlicher Erkenntnisse und lassen sich ergonomisch nutzen.

https://corpuls.world


Kontakt zum Hersteller der Potentiometer:

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG
Horbstraße 12
73760 Ostfildern (Ruit)
Tel.: +49 (0)711 4489-0
E-Mail: info@novotechnik.de
www.novotechnik.de

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