Durchflussmessung mit Ultraschall

by midizin & technik | Apr 01, 2016
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Standard-Clamp-On-Transducer bestehen aus vier Piezokera-miken, die in einer festen Position innerhalb des Sensorgehäu-ses angebracht sind. Angeordnet sind sie in einer „X" Konfiguration, die den gesamten Querschnitt des Strömungskanals akustisch mit vier Schallwegen durchleuchtet. Ein elektrischer Impuls regt die Keramiken an, so dass sie Ultraschallwellen von einer Keramik zur jeweils gegenüber-liegenden übertragen. Jedes Teil fungiert dabei abwechselnd als Sender und Empfänger. Die Zeit, die das Signal von einer bis zur anderen Keramik be-nötigt, misst die Auswertelektronik. Die Laufzeitdifferenz aus Upstream („gegen die Strömung") und Downstream („mit der Strömung") ist proportional zum Volumenstrom.

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Für die Anwendung bei D.Med Healthcare wurde die Geometrie der Clamp-On-Sensoren an die spezifische Einsatzsituation bei der Messung angepasst und in kompakter Leichtbauweise gestaltet. Auch die speziell bei der Hämodialyse verwendeten Schlauch-materialen wurden berücksichtigt. In der heute vom Medizinproduktehersteller verwendeten Lösung erfassen zwei Sensorköpfe die Parameter in der arteriellen und venösen Linie des Dialysesystems. Die neu programmierte Elektronik wertet diese Daten aus. Wird physiologische Kochsalzlösung appliziert, so ändert sich die Schallgeschwindigkeit im Blut, bis durch Vermischungsprozesse ein Ausgleich entstanden ist. Die gemessene Schallgeschwindigkeitsänderung wird in eine relative Amplitude umgewandelt, deren zeitlicher Verlauf als Verdünnungskurve dargestellt wird. Das Auswerte- und Anzeigegerät mit der Bezeichnung D.Med Nephroflow wurde aus-gehend von einer bereits existierenden Plattform entwickelt. So ließ sich die Lösung auf die vom Auftraggeber sehr eng gesteckten Termine und Kostenziele hin optimieren. Das Bedienkonzept wurde nach den Vor-gaben von D.Med Healthcare intuitiv und praxistauglich gestaltet und entwicklungs-begleitend in Dialysepraxen und Kliniken ausgiebig getestet. Die Clamp-on-Sensoren lassen sich jedoch auch an andere Anwendungen anpassen. Im Sensor können zum Beispiel Kalibrier-daten für bis zu sieben verschiedene Schlauchmaterialen und Medienkombinationen gespeichert werden. Das System wird zur Integration in Geräte oder als Stand- Alone-Lösung mit Display angeboten, was in der Regel für viele medizintechnische Anwendungen ausreicht. Auf dieser technischen Basis ist auch eine weitergehende und direkte Integration von Sensorelementen in die Struktur bestehen-der Medizinprodukte und aktiver Implantate möglich. Komplexe Ultraschallsignalanalysen entwickeln die Fachleute von em-tec auch anwendungsspezifisch.