Infusionssysteme: Bessere Überwachung am Krankenbett

Interview mit Dipl.-Ing. David Große Wentrup, Fachhochschule Münster, Zentrum für Medizintechnik und Ergonomie

04.05.2015

Foto: David Große Wentrup

David Große Wentrup; © David Große Wentrup

Die Nutzung von Infusionssystemen zur medikamentösen Therapie bei Patienten im Krankenhaus ist Standard, doch es kommt immer wieder zu Unfällen. Schläuche können knicken oder Verbindungsstücke sich lösen. David Große Wentrup von der Fachhochschule Münster hat ein technisches System zur Überwachung von Infusionssystemen entwickelt, das nun auch die Leitungen komplett überwacht.

Herr Große Wentrup, wie sind Infusionssysteme in der Regel aufgebaut?

David Große Wentrup: Das Spektrum an Infusionssystemen ist sehr groß. Im einfachsten Fall besteht es schlicht aus dem Infusionsbehälter mit der Infusionslösung, einer Vorrichtung zur Regulierung der Infusionsgeschwindigkeit, zum Beispiel einer simplen Rollenklemme, einer Infusionsleitung und dem Patientenzugang. Allerdings steigt die Anzahl der einzelnen Systemkomponenten sowie die Komplexität der Infusionssysteme in der Praxis massiv an. Patienten mit über zehn parallel betriebenen Infusionspumpen sind auf intensivmedizinischen Stationen keine Seltenheit. Diese Anzahl zieht eine Fülle von Leitungen, Filtern, Hahnbänken und T-Stücken nach sich. Hier den Überblick zu behalten, fällt verständlicherweise mitunter schwer.

Wie häufig kommt es zu Fehlern bei der Infusionsversorgung?

Große Wentrup: Zahlen zu Todesfällen aufgrund vermeidbarer unerwünschter Ereignisse im Krankenhaus variieren zwischen den verschiedenen Studien. Unbestritten ist jedoch, dass die Zahl der vermeidbaren Zwischenfälle viel zu hoch ist. Hieran trägt auch die medikamentöse Therapie einen erheblichen Anteil, denn bei der Infusionstherapie kann es zu einer Vielzahl von Zwischenfällen kommen. Infusionsschläuche können beispielsweise abknicken, Verbindungen können sich lösen oder T-Stücke können sich in einer falschen Stellung befinden. Diese und weitere Fehler zu entdecken wird zum Beispiel in Situationen mit abgedunkelten OP-Settings oder bei teilabgedeckten Patienten weiter erschwert. Dazu kommt noch, dass die Arbeitsbelastung des klinischen Personals im mitunter sehr hektischen Klinikalltag ohnehin schon sehr hoch ist.

Foto: Behandschuhte Hände halten einen Infusionsschlauch

Infusionssysteme kommen im Krankenhaus in großer Anzahl zum Einsatz;© panthermedia.net / belchonock

Wie funktioniert die "technische Integrationsüberwachung"?

Große Wentrup: Aktuell obliegt es dem klinischen Personal, Patienten und Infusionen zu überwachen. Die Infusionspumpen selbst verfügen über Sicherheitseinrichtungen, wie zum Beispiel Druckalarme. Damit lässt sich jedoch nicht das gesamte Infusionssystem erfassen. Gerade die Infusionsleitungen bleiben weitgehend außer Acht. Unser System nutzt spezielle in die Infusionsleitungen eingebrachte Druck- und Schallimpulse zur Überwachung des Infusionssystems. Die Impulse werden an und durch die Infusionspumpen in das Infusionssystem eingebracht und breiten sich durch die Leitungen zu allen verbundenen Komponenten aus. An diesen wird dann die Signalantwort des ursprünglich ausgesendeten Signals detektiert.

Die einzelnen Signalantworten werden zusammen an ein Computersystem gesendet und dort mit speziellen Algorithmen ausgewertet. Dadurch wird es uns ermöglicht, die Art der Verschaltung der einzelnen Elemente des Infusionssystems zu bestimmen. Wir erstellen daraus schließlich in Echtzeit eine Karte aller Infusionsleitungen, ähnlich einer Karte von Skipisten, wie man sie vielleicht aus dem Winterurlaub kennt. Auf dieser Karte können wir bei Bedarf Informationen zum Infusionssystem sowie Fehler anzeigen, sodass das klinische Personal reagieren kann, bevor es zu einer Schädigung des Patienten kommt.

Lässt sich ihr System auch für andere Anwendungen einsetzen?

Große Wentrup: Prinzipiell ja. Die physikalischen Grundlagen unseres Systems sind für alle fluidführenden Systeme ähnlich, egal ob wir Infusionsleitungen, Öl-Pipelines oder andere Systeme mit über Leitungen verbundenen Flüssigkeiten betrachten. Die Medizintechnik, also die Infusionstherapie, stellt hier eher noch einen Sonderfall mit sehr speziellen zusätzlichen Problemen und Phänomenen dar, denen wir uns während der Entwicklung unseres Systems stellen mussten. Sterilität, elektrische Sicherheit, eine hohe Validität der Messergebnisse, Beeinflussungen durch andere Systeme sowie Artefakte verursacht durch Bewegungen des Patienten oder kleinste Partikel oder Luftbläschen in den Schläuchen waren nur einige dieser besonderen Herausforderungen während der Entwicklung.
Foto: Simone Ernst; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview führte Simone Ernst.
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