Luftblasen- und Blutleckdetektion in Dialysemaschinen
Die Hämodialyse ist eine wesentliche und routinemäßige medizinische Behandlung, bei der die Sicherheit oberste Priorität hat. Der Prozess erfordert eine Reihe an Sicherheitsfeatures, um maximale Patientensicherheit zu garantieren. Dialysegeräte kombinieren eine Vielzahl von Sensoren zur Überwachung von Druck, Durchfluss und Flüssigkeitsniveau sowie zur Erkennung von Leckagen und Luft im Schlauchsystem.
Die Hämodialyse ist ein Blutreinigungsverfahren, das bei akutem Nierenversagen zum Einsatz kommt und seit den späten 60er Jahren des 20. Jahrhunderts als Routinebehandlung weit verbreitet ist. Neben der Nierentransplantation ist sie die wichtigste Nierenersatztherapie bei chronischem Nierenversagen. Im weiteren Sinne beschreibt der Begriff Dialyse den als Diffusion bezeichneten Stoffaustausch über eine semipermeable Membran – ein Übergang im Blut bzw. Plasma gelöster Moleküle in die schwach konzentrierte Dialyselösung.
Der extrakorporale Kreislauf im Dialyseprozess
Als extrakorporaler Kreislauf übernimmt die Dialysemaschine während der Behandlung die Funktion der Niere. Das Blut des Patienten wird dabei vom intrakorporalen Kreislauf in den extrakorporalen umgeleitet. Im Dialysator erfolgt die Diffusion zwischen Blut und Dialysierflüssigkeit, die durch eine biokompatible Polymermembran voneinander getrennt sind. Durch die Membran, auch Filter genannt, werden dem Blut schlussendlich Giftstoffe und/oder Wasser entzogen.
Während des Bluttransfers vom Körper zur Dialysemaschine und zurück sowie während der Diffusion durch die Membranfilter müssen stets kritische Parameter überwacht und kontrolliert werden. Im Sinne der Patientensicherheit wird so beispielsweise zur Vermeidung lebensbedrohlicher Luftembolien der Blutkreislauf kontinuierlich auf das Vorhandensein von Luftblasen geprüft. Im Dialysator selbst wird am Abflussschlauch zusätzlich nach Blutspuren in der abgeschiedenen Dialysierflüssigkeit gemessen, welche auf einen Membrandefekt schließen lassen würden.
Nicht-invasive Luftblasensensoren der SONOCHECK® ABD-Familie im Einsatz in der Hämodialyse
Der Einsatz der SONOCKECK ABD Luftblasensensoren erfolgt in Dialysemaschinen für die Hämodialyse zur schnellen und sicheren Luft- bzw. Blasendetektion im venösen Zweig des extrakorporalen Blutkreislaufs. Das Sensordesign ermöglicht ein äußerst einfaches Schlauchhandling, wobei der Schlauch ohne Mühe trocken und ohne zusätzlichen Verschluss in den Messkanal des Sensors geklemmt wird. Neben der Ein-Hand-Bedienung gewährleistet das benutzerfreundliche Design auch eine einfache Reinigung des Messequipments. Der Sensor selbst wird in die Frontblende der Maschine integriert und ist nach der Blasenfalle die letzte Instanz bei der Rückführung des Blutes zum Patienten.
Patientensicherheit durch Einsatz von Luftblasensensoren
Mit dem Ziel einer jederzeit gewährleisteten hohen Patientensicherheit, dem stets störungsfreien Betrieb sowie einem einfachen und intuitiven Handling, haben die Produktspezialisten von SONOTEC den SONOCHECK ABD05 entwickelt. Der Sensor erkennt Luftblasen, ignoriert jedoch ungefährliche Mikrobläschen. Ein zusätzlicher, optional integrierbarer optischer Sensor dient nach dem Spülvorgang als Initialisierungsschalter für den Start der eigentlichen Dialysebehandlung.
Da die akustische Durchschallung des Schlauchs stark von den Umgebungsbedingungen während der Behandlung abhängt, muss sich der Sensor ohne Kompromisse bei der Patientensicherheit fortlaufend diesen sich ändernden Bedingungen anpassen. Blasen werden ab der geforderten Größe sicher erkannt, unabhängig vom Schlauchsystem, von der Luftfeuchtigkeit und einer möglichen Veränderung des Schlauches. Dafür sorgt ein intelligenter Mikrocontroller, der mittels einer regelbaren Schallbrücke stets reproduzierbare Ergebnisse liefert. Ein patentierter Algorithmus bewirkt eine dynamische Anpassung des Sensors, um so eine gleichbleibende Blasenempfindlichkeit zu gewährleisten. Der Sensor muss damit nicht kalibriert werden.
Der SONOCHECK® ABD05 Luftblasensensor mit moderner Fail-Safe Sicherheitsarchitektur
Auf eine Redundanz konnte im Rahmen der Sicherheitsarchitektur des SONOCHECK ABD05 verzichtet werden, da die Komponente den hohen Anforderungen an „fail safe“ genügt und umfangreiche Selbstüberprüfungsroutinen im laufenden Betrieb durchläuft. Des Weiteren sind durch die „fail safe“-Architektur keine aktiven, durch die Maschine getriggerten, Blasensimulationen nötig. Der Luftblasendetektor ist somit ohne Unterbrechung stets aktiv und reagiert bei Fehlermeldungen in weniger als 0,2 Sekunden. Dafür sendet der Sensor periodisch Messwerte als Statusbericht sowie fest definierte Meldungen bei Blasenaktivität und Fehlercodes als Alarmsetting.
Mit seinem einzigartigen Sicherheitskonzept ist der SONOCHECK ABD05 Bubble Sensor bis heute von vielen international agierenden Medizingeräteherstellern und deren namhaften Zulassungsbehörden verifiziert worden. Der Sensor ist weltweit in allen großen Medizintechnikmärkten vertreten.
Blutlecksensoren BLD detektieren kleinste Spuren von Blut im Dialysat und verhindern extrakorporalen Blutverlust in die Umgebung
Eine unbemerkte Membranruptur im Dialysator kann während der Dialysebehandlung zu ungewolltem Blutverlust des Patienten führen. Aus diesem Grund wird die austretende Dialysierflüssigkeit kontinuierlich auf Blutspuren untersucht. Diese Aufgabe übernehmen optische Blutleckdetektoren, die auf Grundlage farbempfindlicher Kanäle das in Schläuchen transportierte Dialysat nicht-invasiv auf Rotfärbungen überprüfen.
Mit einer an den Transmissionsgrad von Blut angepassten Wellenlänge erfüllt der Blutleckdetektor BLD die internationale Norm IEC 60601-2-16:2018 für medizinische elektrische Geräte. Der Sensor erkennt zuverlässig 0,35 ml/min Blut bei einem Hämatokritwert von 32 % bei einer festgelegten Durchflussrate. Sobald der Detektor Blut im Dialysat identifiziert, wird wegen des Verdachtes auf Membrandefekte akustischer oder optischer Alarm ausgelöst. Je nach Behandlungsverlauf wird die Blutpumpe gestoppt, die venöse Klemme aktiviert bzw. die UF-Rate auf ein Minimum reduziert.
Luftblasensensoren und Blutleckdetektoren für die Dialyse
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