Gewährleistung einer präzisen intravenösen Flüssigkeitsverabreichung

Die intravenöse (IV) Flüssigkeitstherapie ist ein entscheidender Bestandteil der Patientenversorgung, ihre Verabreichung kann jedoch schwierig und sogar gefährlich sein. In Krankenhäusern erleidet jeder fünfte Patient, der eine IV-Flüssigkeitstherapie erhält, Komplikationen aufgrund einer unsachgemäßen Anwendung. Fehler bei der Zubereitung und Verabreichung von IV-Arzneimitteln wurden in 13–84 % der Fälle berichtet.^1,2 IV-Infusionen stehen mit etwa 60 % der unerwünschten Arzneimittelereignisse im Gesundheitswesen in Zusammenhang³ und unterstreichen die Bedeutung einer präzisen Einstellung der Infusionsgeschwindigkeit für die Patientensicherheit.

Ein Weg, die Behandlungsergebnisse und die Sicherheit zu verbessern, besteht darin, die Variabilität der Durchflussraten von Infusionsgeräten zu verstehen und zu kontrollieren. Nehmen Sie die perioperative Versorgung als Beispiel – ein übermäßiges intraoperatives Flüssigkeitsvolumen kann Ödeme oder Organfunktionsstörungen verursachen, während ein unzureichendes Flüssigkeitsvolumen zu Hypoperfusion und Organischämie führen kann. Daher ist das Verständnis und die Kontrolle der Variabilität der Durchflussraten von Infusionsgeräten entscheidend, um Patientenergebnisse und Sicherheit zu verbessern.⁴

Volumetrische Pumpen im Gesundheitswesen

Volumetrische Pumpen sind im Gesundheitswesen die am häufigsten verwendete Art von Infusionspumpe – und das aus gutem Grund. Sie nutzen lineare oder rotierende peristaltische Förderung, um Flüssigkeit durch im Pumpengehäuse eingelegte flexible Schläuche zu fördern. Wenn sich der Motor der Pumpe dreht, drücken und entlasten „Finger“ oder „Rollen“ den Schlauch, wodurch die Flüssigkeit in gleichmäßig beabstandeten Bolusportionen zum Patienten gefördert und ein Rückfluss verhindert wird. Die Durchflussrate wird durch Anpassung der Motordrehfrequenz gesteuert; typischerweise wird eine Genauigkeit von ±2,5–6 % erreicht. Diese Pumpen sind ideal für den Einsatz sowohl im Krankenhaus als auch ambulant, wo Portabilität, Sicherheit und hohe Durchflussgenauigkeit erforderlich sind.^5–7

Faktoren, die die Pumpenleistung beeinflussen

Wie stellen wir sicher, dass die Genauigkeit der Durchflussrate so präzise wie möglich ist? Dafür müssen wir die Hauptvariablen verstehen, die die Pumpenleistung beeinflussen. Dazu zählen das Layout der Pumpe (z. B. Position des Durchflussmessers, Höhen der Einlass- und Auslassbehälter sowie Schlauchbögen) und die Betriebsbedingungen (z. B. Drehzahl und Fluidviskosität). Wir haben ein umfangreiches Design of Experiments (DOE) in einer kontrollierten Umgebung mit Durchflussmessern und Drucksensoren durchgeführt, um zu analysieren und zu isolieren, wie die Layoutparameter der Pumpe Durchfluss, Druck und Leistungsaufnahme beeinflussen. Mittels einer One-at-a-Time-(OAT)-Sensitivitätsanalyse konnten wir den Einfluss der interessierenden Parameter auf die Pumpenleistung quantifizieren und nach Wichtigkeit einordnen. Der Einfluss jedes Parameters wird als prozentuale Variation der Ausgabe in Abhängigkeit von der prozentualen Variation des jeweiligen Parameters gemessen und lässt sich wie folgt schreiben:

% Variation der Ausgabegröße / % Variation eines Parameters x = |%Δy(x)/%Δx|,

wobei die prozentuale Variation der Ausgabe berechnet wird als %Δy(x)=(y(x0+Δx)−y(x0))/(V(x0)) und die prozentuale Variation der Eingabe als %Δx=Δx/x0. Die Variationen aller Parameter werden ausgehend von derselben Referenzkonfiguration x0 berechnet, doch die Variation jedes Parameters hängt vom Parameter selbst ab: Δx=x−x0. Die Daten der Sensitivitätsanalyse sind unten in Abbildung 2 dargestellt.

Zentrale Erkenntnisse aus der Sensitivitätsanalyse

Die Sensitivitätsanalyse zeigte, dass die Pumpendrehzahl den größten Einfluss auf die Durchflussrate hat – wenig überraschend. Wir stellten jedoch auch fest, dass andere Variablen wie Rückdruck sowie die Höhen von Ein- und Auslass den Durchfluss ebenfalls erheblich beeinflussen. Vielen Klinikern sind diese Faktoren nicht bekannt, was zu potenziellen Ungenauigkeiten bei der Infusionsabgabe von bis zu ±30 % führen kann.⁸

Wenn wir diese Faktoren verstehen, können wir gemeinsam eine genaue und sichere Verabreichung von IV‑Flüssigkeiten für alle Patienten gewährleisten.

Einfluss auf Komponentenebene: Fokus auf Schläuche

Wir haben darüber gesprochen, wie Pumpendesign und Betriebsbedingungen die Genauigkeit der Durchflussrate beeinflussen können – aber wussten Sie, dass auch die Eigenschaften der Schläuche eine Rolle spielen? Genau: Über Design und Aufbau hinaus kann der verwendete Schlauchtyp die Durchflussgenauigkeit beeinflussen. Untersuchungen zeigen, dass Materialien wie Silikon ihre Leistung über die Zeit konstant halten, während Materialien wie PVC altern und ihre Rückstellfähigkeit verlieren können – was letztlich den mittleren Durchfluss beeinflusst.

Anhand numerischer Simulationen und experimenteller Ergebnisse haben wir die Parameter, die die Durchflussgenauigkeit einer Infusionspumpe beeinflussen, priorisiert. Aus Gründen des Schutzes geistigen Eigentums bleiben bestimmte Variablen vertraulich; Abbildung 3 zeigt jedoch den erheblichen Einfluss einiger schlauchbezogener Variablen.

Wir sind für Sie da

Wir wissen, dass die Vielzahl von Faktoren, die die Leistung von Infusionspumpen und die Genauigkeit der Durchflussrate beeinflussen, überwältigend sein kann. Hier kommen wir ins Spiel. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Unterstützung des Markts für Arzneimittelverabreichung verstehen wir genau, wie diese Variablen Ausgangsgrößen der Pumpe wie Durchfluss, Druck und Leistungsaufnahme beeinflussen. Unsere Expertise ermöglicht es uns, Sie durch diese Entscheidungen zu führen und optimale Schlauchempfehlungen zu geben, um die Leistung der Infusionspumpe zu maximieren – und so eine sichere und wirksame Patientenversorgung zu unterstützen.