Ohne Sauerstoff kann der Mensch nicht überleben und die Medizin keine Leben retten. Die medizinische Sauerstoffversorgung benötigt eine enorme Logistik und viele personelle Ressourcen.
Foto: Keller

Ventile

Linde und Keller sorgen für medizinische Gasversorgung

Linde Healthcare und die Keller AG wollen die medizinische Gasversorgung verändern. Ein digitales Sauerstoffventil ist auf dem Weg in die Zukunft.

Linde Healthcare stellt in über 50 Ländern die medizinische Gasversorgung in Kliniken und Krankenhäusern sicher. In der medizinischen Versorgung ist es entscheidend, dass diagnostische und therapeutische Anwendungen zuverlässig funktionieren. Sie müssen weltweit dem höchstmöglichen Standard an Sicherheit, Qualität und Effizienz entsprechen.

Digitaler statt analoger Zeigermanometer

Gasförmiger Sauerstoff wird unter sehr hohem Druck in Flaschen gelagert. Medizinischen Sauerstoff zur mobilen Anwendung gibt es üblicherweise in Flaschengrössen von 2 bis 5 l. Bei einem Druck von 200 bar entspricht 1 l medizinischer Sauerstoff 200 l Sauerstoff bei normalem Luftdruck. Seit über 20 Jahren wird für die medizinische Gasversorgung Sauerstoffzylinder mit analogem Zeigermanometer eingesetzt. Der Verwender liest dabei den verbleibenden Sauerstoff auf einer physischen Tabelle ab und berechnet diesen anhand des Restdrucks, der Flaschengrösse und des eingestellten Sauerstoffflusses. Dies benötigt einen enormen Aufwand an personellen Ressourcen, da in Krankenhäusern täglich bis zu 1000 Gasflaschen im Einsatz sind und der Verbrauch bei der maximalen Menge an Durchfluss ca. 3 Stunden pro Zylinder dauert. Diese gewaltige Logistik wird von dem Pflegepersonal selbst gestemmt.

Die Idee einer digitalen Anzeige bei Sauerstoffflaschen entstand bei Linde Healthcare, mit dem Ziel die Logistik in Spitälern zu vereinfachen. Die Projektdefinition war die Entwicklung eines digitalen Ventils, das kompatibel mit den bestehenden langlebigen Sauerstoffzylindern ist. Über eine offizielle Projektausschreibung hat Linde den Weg zu Keller AG für Druckmesstechnik gefunden.

Linde und Keller wollen das Management von Sauerstofflaschen auf ein neues Level heben

Seit vielen Jahren entwickelt Keller Füllstandsmessungen mit spezifisch konzipierten Sensoren für unterschiedlichste, schwierige Umgebungen. Mit dem Projekt für Linde Healthcare nahm Keller eine neue Herausforderung an, um die interne Infrastruktur und die Prozessabläufe für Produkte in der Medizin-Industrie noch weiter auszubauen.

Neben der Komptabilität zum bestehenden Zylinder durfte das neue digitale Ventil in seiner Bauform nicht verändert werden. Zusätzlich stellt die medizinische Sauerstoffanwendung sehr hohe Anforderungen an die Reinlichkeit und die Sensoren. Um dies zu erfüllen, musste Keller einen komplett neuen Sensor entwickeln, welcher vollumfänglich der vorgegebenen Umgebung angepasst wurde.

Der Sensor muss dabei Druckbereiche bis 300 bar messen können sowie in einem Sauberraum hergestellt werden.

Eine digitale medizinische Gasversorgung

Um diese streng definierten Vorgaben zu erfüllen, testete das Projektteam diverse Designs und Prototypen, bis daraus die ideale Kombination entstand. Der neu entwickelte Drucktransmitter ist extrem robust, auf das Nötigste reduziert und die verwendeten Materialien sind ganz besonders sauerstoffverträglich. Der Sensor PA-5 von Keller hat eine kompakte Bauform und ist das Herzstück der digitalen Sauerstoffflaschen von Linde.

Der im Ventil eingebaute analoge Sensor misst den Druck des gasförmigen Sauerstoffs in der Flasche und gibt diesen über eine Steckverbindung an die Elektronik hinter dem Display weiter. Folgende aufbereitete Daten stehen dem Patienten jederzeit mit eindeutigen Zustands-Icons zur Verfügung.

Zusätzlich zur digitalen Anzeige verfügt das Ventil über ein akustisches und visuelles Warnsignal. Der Alarm weist auf kritische Situationen, wie einem niedrigen Füllstand oder einem eingeschränkten Gasfluss durch einen Knick im Schlauch, hin. Dadurch gewinnt der Patient mehr Sicherheit in der Selbstkontrolle.

Dieses neue und innovative Gasflaschensystem nennt sich LIV IQ (Linde Integrated Valve) und hat sich auf dem Markt etabliert. Vorteil dieses Systems ist die eigene Selbstkontrolle und die bessere mobile Sauerstoffversorgung, wie zum Beispiel bei einem Transport eines Patienten. Das medizinische Pflegepersonal kann auf die Minute genau ablesen, wie lange der Sauerstoff beim aktuell eingestellten Verbrauch ausreichen wird.

Digitale Sauerstoffflaschen sollen vernetzt werden

Die Optimierung der medizinischen Gasversorgung wird künftig noch einen Schritt weitergehen. Es ist geplant für LIV IQ einen IoT-Prozess (Internet of Things) zu realisieren. Die digitalen Daten der Ventile werden dazu via Funk in ein internes Krankenhaus-Netzwerk eingebunden und kundenfreundlich aufbereitet.

Das Pflegepersonal kann mittels einer Vernetzung auf alle digitalen, akustischen und visuellen Display-Informationen von jedem Arbeitsplatz, innerhalb eines Krankenhauses, zugreifen. Der zusätzliche Aufwand der Überprüfung von jeder Sauerstoffflasche vor Ort wird damit nochmal um ein Vielfaches verringert.

Dieser Schritt ins Internet der Dinge ist zurzeit bei Linde Healthcare in Entwicklung. Die nächste Generation des LIV IQ wird mit dieser geplanten Lösung das Management von Sauerstoffflaschen in Krankenhäusern revolutionieren.

Industrie 4.0

Das Internet der Dinge beginnt mit einem Sensor

Die Keller AG für Druckmesstechnik ist Europas führender Hersteller von Drucksensoren und damit ein wichtiger Partner für die Realisierung von IoT-Lösungen.

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