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Druck- und Luftstromsensoren

Welcher darf es denn sein?

1. April 2015, 9:47 Uhr | von Jochen Schiffner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Krankenhausdiagnostikgeräte

Krankenhausdiagnostikgeräte

Zu den Diagnostikgeräten für Krankenhäuser gehören Massenspektrometer, Chromatografen (etwa für Gas, Flüssigkeiten und HPLC), Laborautomatisierungssysteme sowie Analysegeräte für Blut, Hämatologie, Immunassays und klinische Chemie. Hohe Auflösung, Genauigkeit und Haltbarkeit sind kritische Faktoren für die Wahl der Sensoren für Diagnostikmaschinen in Krankenhäusern. Die Geräte müssen in der Lage sein, auch kleinste Mengen einer Substanz zu erkennen. Deshalb gelten für Diagnostikmaschinen allgemein Auflösungsanforderungen von in der Regel 16 Bit oder höher. Zur Gewinnung akkurater Daten, die für die Laborergebnisse sowie die Lebensqualität der Patienten oft entscheidend sind, ist die Genauigkeit und Haltbarkeit der Sensoren von größter Bedeutung (Bild 1).

Als allererste Faktoren sind die Druck- und Luftstrombereiche sowie die zu erfassenden Abstufungen zu ermitteln. Gegebenenfalls müssen Krankenhausdiagnostikgeräte auch mit anderen Stoffen als sauberer, trockener Luft verträglich sein. Mitunter können bei Diagnostikgeräten selbst geringste Ausgasungen von Kunststoffen oder Klebstoffen die Proben verunreinigen und die Testergebnisse verzerren. Genauigkeit, insbesondere im Hinblick auf Linearitäts- und Hysteresefehler, ist von größter Bedeutung. Da die Empfindlichkeit des Systems mit der Empfindlichkeit der verwendeten Sensoren korelliert, sollte die Hysterese möglichst gering sein. Optimal ist eine Genauigkeitsabweichung von einem Viertel Prozent (Nichtlinearitäts- und Hysteresefehler); der zulässige Höchstwert beträgt in der Regel ein halbes Prozent.

Wie bereits erwähnt, ist eine hohe Auflösung von größter Bedeutung, weshalb die Benutzer von Diagnostik- und Analysegeräten mitunter unverstärkte Sensoren vorziehen, damit die Sensorauflösung möglichst unverfälscht ist und die Widerstands- sowie Verstärkeralgorithmen selbst erstellt werden können. Einige Sensorhersteller bieten verstärkte Produkte mit hochauflösenden A/D-Wandlern an. Hier ist zu beachten, dass sich die hohe Auflösung des A/D-Wandlers nicht auf die Sensorauflösung bezieht, die auch zu berücksichtigen ist. Wenn der Sensor eine geringere Auflösung besitzt, bieten die zusätzlichen Bits des A/D-Wandlers nur zusätzliche, jedoch nicht nutzbare Daten an.

Da die Sensorergebnisse durch die Drift unvorhersagbar beeinflusst werden können, ist die Stabilität ein wichtiges Kriterium. Wenn die Sensordrift nach dem Bau des Geräts einsetzt (Kalibrierung ist vor Versand erfolgt), sind die Ergebnisse also verzerrt. Die Konstruktion und Implementierung des Sensors sollte so erfolgen, dass er widerstandsfähig ist gegen thermische und mechanische Belastungen, welche die Stabilität beeinträchtigen können. Für Diagnostikgeräte in Krankenhäusern sind maximal ein halbes Prozent drift- und stabilitätsbedingte Fehler zulässig.

Im Gegensatz zu anderen medizinischen Anwendungen spielt bei Diagnostikgeräten die Größe keine Rolle, da es sich zumeist um größere, nicht portable Geräte handelt, die fest im Labor stehen. Anstelle auf physischen Faktoren wie Ausgabe, Größe, Befestigung, Tragbarkeit und Leistungsbedarf liegt der Fokus hier auf den Kriterien Auflösung, Genauigkeit sowie Stabilität.

Über den Autor:

Jochen Schiffner ist der EMEA Applications Engineer für Drucksensoren bei Honeywell Sensing and Control.

Schlafapnoe
Das Schlafapnoe-Syndrom (SAS) ist ein Beschwerdebild, das durch Atemstillstände (Apnoen) während des Schlafs verursacht wird und in erster Linie durch eine ausgeprägte Tagesmüdigkeit bis hin zum Einschlafzwang (Sekundenschlaf) sowie einer Reihe weiterer Symptome und Folgeerkrankungen gekennzeichnet ist. Die Atemstillstände führen zu einer verringerten Sauerstoffversorgung und zu wiederholten Aufweckreaktionen (als automatische Alarmreaktion des Körpers). Die meisten Aufweckreaktionen führen aber nicht zum Aufwachen, sondern lediglich zu erhöhten Körperfunktionen, beispielsweise zu beschleunigtem Puls. Deswegen werden sie von den Betroffenen meist nicht wahrgenommen. Die Folge der Aufweckreaktionen ist ein nicht erholsamer Schlaf, was meistens zu der typischen, ausgeprägten Tagesmüdigkeit führt. In der Schlafmedizin zählen die verschiedenen Formen des Schlafapnoe-Syndroms nach dem Klassifikationssystem für Schlafstörungen International Classification of Sleep Disorders (ICSD) zu den »Schlafbezogenen Atmungsstörungen«. Man unterscheidet obstruktive und zentrale Apnoen. Kommen bei einem Patienten beide Formen vor, spricht man von gemischten Apnoesyndromen.

Schlafapnoe

Das Schlafapnoe-Syndrom (SAS) ist ein Beschwerdebild, das durch Atemstillstände (Apnoen) während des Schlafs verursacht wird und in erster Linie durch eine ausgeprägte Tagesmüdigkeit bis hin zum Einschlafzwang (Sekundenschlaf) sowie einer Reihe weiterer Symptome und Folgeerkrankungen gekennzeichnet ist.

Die Atemstillstände führen zu einer verringerten Sauerstoffversorgung und zu wiederholten Aufweckreaktionen (als automatische Alarmreaktion des Körpers). Die meisten Aufweckreaktionen führen aber nicht zum Aufwachen, sondern lediglich zu erhöhten Körperfunktionen, beispielsweise zu beschleunigtem Puls. Deswegen werden sie von den Betroffenen meist nicht wahrgenommen. Die Folge der Aufweckreaktionen ist ein nicht erholsamer Schlaf, was meistens zu der typischen, ausgeprägten Tagesmüdigkeit führt.

In der Schlafmedizin zählen die verschiedenen Formen des Schlafapnoe-Syndroms nach dem Klassifikationssystem für Schlafstörungen International Classification of Sleep Disorders (ICSD) zu den »Schlafbezogenen Atmungsstörungen«.

Man unterscheidet obstruktive und zentrale Apnoen. Kommen bei einem Patienten beide Formen vor, spricht man von gemischten Apnoesyndromen.

Quelle: Wikipedia